ChemNet
 
Химический факультет МГУ

Спектроскопия ЯМР высокого разрешения в органической и металлорганической химии.

Рассмотрим теперь гетероядерную систему АХ(А=1Н, X=13C).

А) демонстрирует равновесие; при "насыщении" A-переходов уровни 1 и 3 становятся равнозаселенными, также как уровни 2 и 4.

В) показывает, что N1’=N3’ и N2’=N4’, а W2 и W0 – вероятности релаксации.

Очевидно, что при новом равновесии (B) N1’ < N1, а N4’ > N4, из чего следует: N1’/N4’ < N1/N4. W2 пытается увеличить N1’ за счет N4’, что приводит к увеличению в различиях заселенностей N1’ – N2’ и N3’ – N4’, определяющих интенсивности Х – переходов. Напротив, W0 пытается увеличить N2’ за счет N3’, что уменьшант различие заселенностей N1’ – N2’ и N3’ – N4’, тем самым уменьшая интенсивность сигнала. Комбинация этих двух противоположенных релаксационных механизмов и представляет собой ЯЭО, который в итоге и зависит от того, какой вклад дают W2 и W0. W2 доминирует в случае малых молекул с короткими временами корреляции tau.lc.gif (51 bytes)c, в результате чего и наблюдается положительный ЯЭО. Для макромолекул с длинными tau.lc.gif (51 bytes)c наибольший вклад дает W0, что и определяет наблюдение отрицательного ЯЭО. Такая зависимость W2 и W0 от tau.lc.gif (51 bytes)c объясняется тем, что флуктуирующие магнитные поля, необходимые для индуцирования двойного квантового перехода, должны содержать частоты, близкие к сумме ларноровских частот nu.lc.gif (53 bytes)A и nu.lc.gif (53 bytes)X, тогда как для нулевого квантового перехода нужны существенно меньшие частоты. Из этого следует, что рост интенсивности сигнала вследствие ЯЭО зависит от напряженности магнитного поля! Использование современных спектрометров с высокими магнитными полями сделало довольно обычным наблюдение "отрицательных усилений" резонансных сигналов.