JNM-ECA400WB（日本電子） ≪NMR の原理≫ 磁場中に置かれた核スピンにラジオ波を照射すると、エネルギーを吸収して励起する。この現象が核磁気共鳴である。ラジオ波の照射を止めると核スピンはエネルギーを放出して元の状態に戻っていく(緩和)。放出されたエネルギーは次第に減衰するシグナル（FID）として観測される。FID をフーリエ変換（FT）することで、横軸が周波数に変換された NMR スペクトルが得られる。磁場の方向 FT 緩和ラジオ波 ΔE 励起 FID １．一次元 NMR 測定 ≪1H-NMR≫ 1 拡大スピン－スピン結合積分値 -CH３ -CH2化学シフト図１．エチルベンゼンの 1H スペクトル ≪13C-NMR≫ 3 3 2 4 １ 2 4 -CH2- -CH３１図２．エチルベンゼンの 13C スペクトル NMR スペクトル図１に、1H-NMR の例としてエチルベンゼンのスペクトルを示した。エチルベンゼンの CH3,CH2,C6H5 の水素が３つのシグナルとして現れており、その積分値（シグナルの面積比）は水素の数の比を表している。化学シフトはその水素がどのような化学的環境にあるかを示しており、官能基を予測することができる。また、シグナルを拡大すると分裂が見えるが、これはスピン-スピン結合と呼ばれ、分裂のパターンの解析から近くにある 1H の数を推測することができる。図２は、エチルベンゼンの 13C-NMR スペクトルである。1H 同様、6 種類の炭素が６つのシグナルとして現れている。13C のスペクトルは、通常、ブロードバンドデカップリングされるため、スピン-スピン結合の情報は得られない。また、積分値の定量性も損なわれているため、積分値は取らない。２．二次元 NMR 測定二次元 NMR スペクトルの二次元は、二つの周波数次元を指し、その測定データは下記のように一次元 NMR の FID を並べたものに相当する。これを X 軸,Y 軸方向にフーリエ変換すると、両軸が周波数に変換され、Z 軸方向に強度情報を持つデータが得られる。実際の解析には、下に示したように等高線表示したスペクトルを使用する。二次元 NMR には、数多くの測定法が存在するが、下記に、基本的な測定法について例を示す。 X 軸の FT ≪HMQC≫ 1 H スペクトル 13 C スペクトル Y 軸の FT 図３に、HMQC スペクトルの例を示した。 X 軸は 1H の化学シフト、Y 軸は 13C の化学シフトを示す。交差ピークから X 軸,Y 軸に線を引くと、直接結合している 1H と 13C が分かる。 1 H の結合してない 13C には交差ピークは観測されない。図３．HMQC スペクトル ≪1H-1H COSY≫ JIH G FE 1 H スペクトル D C B A A BC D EF G 図４．1H-1H COSY スペクトル HIJ 対角ピーク図４に、1H-1H COSY スペクトルの例を示した。 X 軸,Y 軸ともに１H の化学シフトで、対角線上に現れている信号は、1 次元の１H スペクトルに対応している。で囲んだ信号が交差ピークで、対角線に対して対称に現れ、2 つのピークがスピン結合していることを示している。 ≪HMBC≫ 1 H スペクトル A 図５に、HMBC スペクトルの例を示した。X 軸は 1H の化学シフト、Y 軸は 13C の化学シフトで 13 C スペクトルある。1H スペクトルの A のピークについて見ると、13C スペクトルの A,C,D のピークと相関があることが分かる。これは、水素 A は炭素 A,C,D と 2～3 結合隔ててロングレンジスピン A 結合をしていることを意味している。（1H の A B と 13C の B の信号は二つに分裂しており、これは炭素 B に水素 A が直接結合していることを C D 示す。）他のピークも同様に見て行くと部分構造のつながりを見ることが出来る。図 5．HMBC スペクトル図５.HMBC スペクトル参考資料・これならわかる NMR【そのコンセプトと使い方】安藤喬志・宗宮創著化学同人・JEOL NMR ﾕｰｻﾞｰｽﾞﾐｰﾃｨﾝｸﾞ資料 NMR 基礎講座構造解析はじめの一歩加藤敏代著・有機化合物のスペクトルによる同定法-MS,IR,NMR,UV の併用-第 5 版 SILVERSTEIN・BASSLER・MORRILL 著荒木峻・益子洋一郎・山本修訳東京化学同人・分析化学実技シリーズ機器分析編・３ NMR (社)日本分析化学会編田代満・加藤敏代著共立出版・有機化学のための高分解能 NMR ﾃｸﾆｯｸ T.D.W ｸﾗﾘｯｼﾞ著竹内敬人・西川実希訳講談社サイエンティフィク・化学者のための最新 NMR 概説-よりよいｽﾍﾟｸﾄﾙを得るための実験法と考え方- Andrew E. Derome 著竹内敬人・野坂篤子訳 JNM-ECA400WB 化学同人