천연물 화학 - 천연물 화학에서의 13C NMR
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작성일 23-02-21 02:55
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13C NMR은 1H NMR(양성자 NMR)과 유사한 것으로 양성자 NMR이 수소 원자를 식별하듯 13C NMR은 유기분자 내의 탄소원자를 식별할 수 있게 해준다. 이중 NMR은 가장 중요한 방법의 하나이다. 위 과정 중 화학 구조를 결정하기 위해서 다양한 분석기기를 이용한다. 오직 자연에 있는 1.1%의 13C은 스핀양자수를 1/2여서 NMR로 검출 가능하다.
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설명
천연물 화학은 생물체내에서 생합성 된 물질을 분리, 정제, 동정을 한 뒤 유기화합물의 화학구조, 대사, 생합성, 분포, 생물활성 등을 연구하는 학문이다. 뿐만 아니라 反應에 따라 바뀌는 화합물 등의 측정(測定) 등 화학의 넓은 분야에서 적용되고 있다. 원자핵 스핀을 가진 물질은 자기장 속에 넣으면 핵의 에너지 상태는 핵의 자기모멘트가 자기장과 상호작용하여 스핀의 에너지 준위가 분열된다.
NMR이란, Nuclear Magnetic Resonance(핵 자기 공명)의 약어로써 NMR은 원자핵이 가고 있는 자기모멘트에 자기장을 외부에서 가해주어 일어나는 현상을 이용한 것 이다. 왜냐하면 주요 동위원소는 12C이고 스핀을 0을 갖기 때문에 NMR로 검출할 수 없기 때문이다. 이러한 분석수단으로는 전자파,광의 분자에 의한 흡수, 발광을 분광하는 현상을 이용한 UV(자외-가시흡수),IR(적외흡수), NMR(핵자기공명) 등 과 그 외에 질량 분석법이 있다 이중 NMR은 가장 중요한 방법의 하나이다.천연물 화학은 생물체내에서 생합성 된 물질을 분리, 정제, 동정을 한 뒤 유기화합물의 화학구조, 대사, 생합성, 분포, 생물활성 등을 연구하는 학문이다.
그 중 13C을 이용한 Carbon-13 NMR은 탄소에 대한 핵자기 공명 분광법의 응용방법이다. 이런 현상을 핵의 지이만 분리라 하며 핵의 지이만 분리된 에너지 차에 해당되는 주파수를 가진 전자파를 가하면 준위 간에 전이가 야기되는 현상이 핵자기 공명이다. 원자번호 또는 질량수가 홀수인 13C, 1H, 14N, 17O 등이 주로 이용된다. 이러한 분석수단으로는 전자파,광의 분자에 의한 흡수, 발광을 분광하는 현상을 이용한 UV(자외-가시흡수),IR(적외흡수), NMR(핵자기공명) 등 과 그 외에 질량 분석법이 있다. 이 상호작용은 이중 공명법에 의해 공명을 포화시키면 분열선이 소멸시킨다. 핵자기 공명 스펙트럼은 핵이 나타내는 자기적인 성질을 이용하여 분자의 구조를 조사하는것이기 때문에 측정(測定) 대상이 되는 핵 종은 자기적인 성질을 나타내는 것에만 이용할 수 있다.
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13C NMR으로는 얻을 수 있는 정보로는 모든 탄소의 화학적 이동이 확정된다. 이 말은 화학적 이동의 범위가 250ppm 정도로 넓어서 각 탄소의 피크가 잘 분리되고, 용액에 의해 받는 effect(영향) 이 비교해서 적다.
다. 그래서 NMR의 상대적으로 낮은 감도로 인해 노이즈가 적은 스펙트럼을 얻어야 하는데 이를 보완하기 위해서 수소에 대한 모멘트를 갖는 원자핵 스핀이 화학결합을 통하여 상호작용을 하면 핵자기공명 스펙트럼에서 공명선이 분열을 일으킨다.
천연물 화학 - 천연물 화학에서의 13C NMR
NMR은 보통 유기분자의 구조결정 뿐만 아니라 측정(測定) 장치 와 컴퓨터의 발달로 단백질이나 다당류의 구조를 알 수 있다.
13C NMR은 1H NMR과 비교해서 가지고 있는 drawback(걸점)은 13C NMR은 1H NMR가 수소에 민감한것에 비해 탄소에 덜 민감한데, 이는 12C의 스핀양자수를 0을 가져 자기적으로 활성 될 수 없어 NMR로 검출 할 수 없기 때문이다. 위 과정 중 화학 구조를 결정하기 위해서 다양한 분석기기를 이용한다. 13C은 천연중에 1.1% 밖에 존재하지 않아 13C동위원소만을 검출 할 수 있다.
