Das NMR-Spektrum

NMR-Spektren werden innerhalb einer von rechts nach links ansteigenden ppm-Skala dargestellt. Im Falle der in der Strukturaufklärung besonders wichtigen ¹H- und ¹³C-Spektren markiert die chemische Verschiebung von TMS (Tetramethylsilan) den 0 ppm-Punkt.

Das Aussehen und die Nomenklatur einer Aufnahme wird in der folgenden Abbildung anhand des einfachen ¹H-NMR-Spektrums von Essigsäurebenzylester diskutiert.

Interaktives NMR-Spektrum

Qualitative Auswertung

Betreffend die Korrelation zwischen der chemischen Verschiebung und elektronischer und chemischer Umgebung der betrachteten Atomkerne gilt vereinfacht:

• je mehr elektronenabziehende Funktionalitäten mit –I und/oder –M - Eigenschaften einen betrachteten Atomkern umgeben, desto weiter wandert die Resonanzfrequenz in Richtung Tieffeld (= Entschirmung): wegen der unterstützenden Wechselwirkung des Elektronenfeldes mit dem H₀-Feld muss für die Kernresonanz von „außen" weniger Energie zugeführt werden (siehe „molekulare" Resonanzbedingung ).
• je mehr +I und/oder +M – Einflüssen der Kern ausgesetzt ist, desto kleinere ppm-Werte (bei höherem, abgeschirmtem Feld) sind zu erwarten: das Elektronen-verursachte Zusatzfeld wirkt dem H₀-Feld entgegen, mehr Energie muss von „außen" zugeführt werden, um die Resonanzbedingung am Kernort zu erfüllen.

Bezogen auf den Essigsäurebenzylester erklärt dies, dass die CH₂-Gruppe (2 abziehende Gruppen in der Nachbarschaft, davon ein elektronegatives Sauerstoffatom direkt gebunden) mit 5 ppm wesentlich entschirmter ist als die CH₃-Gruppe bei 2 ppm mit lediglich der Carbonylgruppe als Substituent (in der der elektronegative Sauerstoff nicht direkt am beobachteten Zentrum gebunden ist).

Anisotropieeinflüsse von funktionellen Gruppen (räumlich verschieden orientierte Ab- bzw. Entschirmungsvektoren) können diese Effekte in die eine oder die andere Richtung beeinflussen.

Um einen besseren Einblick in Peaklage der unterschiedlichen C und H Atome zu erlangen, sollten Sie sich die Bandentabellen in unseren interaktiven Listen ansehen:

1H NMR Bandentabelle

13C NMR Bandentabelle

Quantitative Auswertung

Eine weitere Größe, die aus einem NMR-Spektrum abgelesen werden kann, ist das Integral über die Peakflächen. In der Protonenresonanz sind diese Integralwerte proportional zur Anzahl der Wasserstoffatome, die den jeweiligen Signalen zugeordnet werden können.

Im NMR-Spektrum des Essigsäurebenzylesters gibt das Stufenintegral daher mit 52 mm : 21 mm : 32 mm die 5 aromatischen Wasserstoffe, die 2 CH₂- und die 3 CH₃-Protonen wider.

Anzumerken ist, dass die Information aus dem Integral nur dann für die Bestimmung der relativen Atomverhältnisse verwertbar ist, wenn im Beobachtungszeitraum (= Akquisitionszeit ) alle Atome diese Information im gleichen Ausmaß abgeben: das gilt eben nur für die ähnlich und relativ schnell relaxierenden Protonen. Im Fall der 13 C-Kerne, die zum Teil sehr langsam und vor allem unterschiedlich schnell relaxieren, kann das Integral ohne spezielle Parametrisierung der Messsequenz nicht zur direkten quantitativen Auswertung herangezogen werden