J-カップリング，J-結合，J-coupling

2018/11/10 Last update

 

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  1. 概要: J-カップリングとは

関連項目


概要: J-カップリングとは

磁場の中にある 2 つの核スピン間の相互作用で，結合性電子の影響によるものを J-coupling という。プロトンNMR では，以下の関係にある水素原子のシグナルの分裂として観察される。

 

1. ビシナル vicinal

 

隣り合う炭素に結合しているプロトン。vicinal は「近所の，近接の」という意味である。-CH-CH-

 

2. ジェミナル geminal

 

同じ炭素に結合しているプロトン。一つの原子に同種原子が2つ結合した状態を geminal という。-CH2-

 

右図は酢酸エチルの H-NMR スペクトルである（2）。

 

プロトンに由来するピークが3つあり，右と左の2つが J-coupling によってそれぞれ4本と3本に分裂している。

 

構造式

 

H3C-COO-CH2CH3

 

においてこれらの帰属を行ってみる。


H-NMR では，分裂で生じるピークの数はビシナル水素の数 + 1 になるという規則がある（n + 1 ルール）。

 

  1. 一番左のメチル基は，ビシナル水素がないのでピークは1本。よって中央のピーク。
  2. 中央の CH2 のビシナル水素数は，その隣のCH3から計算するので 3 + 1 = 4 である。したがって左のピークが相当する。
  3. 同様に，右のCH3のビシナル水素数は3であるため，これが右のピークになる。

また，J-coupling しているプロトン同士では，その分裂幅（ピーク間の距離，単位はHz）が同じになる（1）。　この分裂幅のことをJ-coupling 値という。

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References

  1. 田中 2009a. 核磁気共鳴（NMR）スペクトル講義資料. http://www.pharm.tohoku.ac.jp/%7Ehenkan/lab/tanaka/lecture/NMRlecture.pdf
  2. http://sdbs.db.aist.go.jp (National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, 2-20-2014).