電子常磁性共鳴 (EPR) 分光法

Inorganic Chemistry

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Overview

ソース: David C. Powers、テキサス州力タマラ ・ m ・ A & M

このビデオでは、電子常磁性共鳴 (EPR) の背後にある基本原則を学びます。アルデヒド類の自動酸化で酸化防止剤としての dibutylhydroxy トルエン (BHT) の動作を勉強するのに EPR 分光法を使用します。

Cite this Video

JoVE Science Education Database. 無機化学. 電子常磁性共鳴 (EPR) 分光法. JoVE, Cambridge, MA, (2018).

Principles

EPR の基礎:

EPR は核磁気共鳴 (NMR) 分光法として同じような物理的な現象に依存する分光法です。NMR は、核スピンの遷移を測定しながら、EPR は電子スピン遷移を測定します。EPR は、不対電子を持つ分子である常磁性分子の研究に主に使用されます。電子がスピン量子数、 sを持っていることを思い出して = ½ は磁性部品ms msと 1/2 = = - ½。磁場のない場合は、2 つのms状態のエネルギーが等しい。ただし、磁気の応用分野 (B0) の存在下で、電子の磁気モーメントは磁場の強さと、その結果、非縮み退になるmsの状態 (図 1) を配置します。Ms状態間のエネルギー差は (式 1) の磁場の強さに依存します。これはゼーマン効果と呼ばれます。

E = m2geμBB0 (関係式 1)

ここでgge -自由電子、 μBの 2.0023 にある、係数はボーア磁子。

指定された磁場、 B0、2 ms状態間のエネルギー差は、式 2によって与えられます。

ΔE = E½ -E geμBB0を = = エネルギー (式 2)

Δ エネルギーを持つ光子の放出か吸収時に 2 つのms状態間の電子移動E = hυ。方程式 2シングル、自由電子に適用されます。ただし、 1H NMR の化学シフトは H 原子の化学的環境に依存している方法と同様に、分子内の電子動作しない孤立した電子と同じように。分子の電場勾配方程式 3によって与えられる実効磁界に影響します。

Beff = B0(1 -σ) (式 3)

ここで σ は正または負の値にすることができますローカル フィールドの効果です。

式 3式 2に挿し込んで、 gを定義することができます- gとして与えられた分子の不対電子の係数 = ge(1 - σ)、全体的な式を簡素化します。

エネルギー = gμBB0 (式 4)

EPR 実験中、周波数スイープ、最も一般的 9,000-10,000 MHz に至るマイクロ波領域における、フィールドは一定に保たれるで約 0.35 T、 gの計算を可能にします。実験的 EPR を使用してgを決定する常磁性分子の電子構造に関する情報を提供します。

Figure 1
図 1.Ms磁場中での磁気モーメントの州の分割。

EPR のアプリケーション:

この実験では抗酸化物質の化学的性質を調査するのに EPR 分光法を使用します。O2を占める ~ 地球の大気の 21% は強力な酸化剤。酸化剤として機能する、その可能性にもかかわらず O2は、基底状態の三重項、従ってほとんどの有機分子と非常にゆっくりと反応だけ。重要な 1 つ、しかし多くの場合望ましくない O2を介した反応は自動酸化です。自動酸化化学 O2ラジカル連鎖のプロセスは、有機分子を急速に消費することができますを開始します。図 2は、一般的な自動酸化、アルデヒドがカルボン酸に酸化されてを示します。

プラスチックなど、多くの一般的な有機材料の分解を防ぐために重要な自動酸化化学の防止は、大規模なフィールドとして開発している自動酸化を抑制する効果的な抗酸化物質を識別します。どの抗酸化物質によって機能することができます。 1 つのメカニズムは、ラジカル連鎖プロセスを阻害する根本的な中間体と反応しては。ラジカル種がスピン対になっていない、ために、EPR は抗酸化物質の化学を理解するための貴重なツールです。この実験では、脂肪族アルデヒドの自動酸化で酸化防止剤として BHT の役割を探検するのに EPR 分光法を使用します。

Figure 2
図 2 。アルデヒドの自動酸化はラジカル連鎖のメカニズムを介して行われます。

Procedure

1. ブチルアルデヒドの酸化安定性評価

  1. 準備ソリューション ブチルアルデヒド (100 mg) と CoCl2·6H2O の (1 mg) 1, 2-ジクロロエタン (DCE) (4 mL) 20 mL シンチレーション バイアルで。電磁攪拌棒を追加し、ゴムキャップでバイアルをフィットします。
  2. 1 mL プラスチック注射器のバレルをゴム製管の短い部分に取り付けます。ラテックス風船のゴム製管の挿入、ゴムバンドと絶縁テープ ・ チューブにバルーンを固定します。O2ラテックス風船を膨らませます。
  3. 反応バイアルに O2バルーンの針を挿入します。2 つ目の針を挿入鼻中隔し O2の反応容器のヘッド スペースを削除します。
  4. O2雰囲気下で 4 時間室温で反応を攪拌撹拌プレートを使用します。
  5. ロータリーエバポレーターを使用して反応混合物を集中し、CDCl3の結果として得られる油性残留物の1H-NMR スペクトルを取る。

2. ブチルアルデヒドの酸化安定性評価のために酸化防止剤として BHT を使用してください。

下記のとおり 2 つのバイアルを設定します。製品分布を分析する使用は 1 つ、1 つは EPR 分光法の手順 3 で使用します。

  1. ブチルアルデヒド (100 mg) と溶液 CoCl2·6H2O (1 mg) 20 mL シンチレーション バイアルの dce (4 mL) を準備します。BHT (10 mg) をソリューションに追加します。電磁攪拌棒を追加し、ゴムキャップでバイアルをフィットします。
  2. 1 mL プラスチック注射器のバレルをゴム製管の短い部分に取り付けます。ラテックス風船のゴム製管の挿入、ゴムバンドと絶縁テープ ・ チューブにバルーンを固定します。O2ラテックス風船を膨らませます。
  3. 反応バイアルに O2バルーンの針を挿入します。2 つ目の針を挿入鼻中隔し O2の反応容器のヘッド スペースを削除します。
  4. O2雰囲気下で 4 時間室温で反応を攪拌撹拌プレートを使用します。
  5. ロータリーエバポレーターを使用して反応混合物を集中し、CDCl3の結果として得られる油性残留物の1H-NMR スペクトルを取る。

3. EPR スペクトルを測定

  1. EPR 分光器を有効にし、ウォーム アップに、次のパラメーターで EPR 集録 30 分セットの楽器: センター フィールド 3,345 G、スイープ幅 100 G、スイープ時間 55 秒、時定数 10 ms、MW 電力 5 mW、変調 100 kHz、と変調振幅 1 G
  2. EPR チューブまたは計測器の共振器からバック グラウンド信号がないことを確認するための空の EPR 管の EPR スペクトルを測定します。
  3. N2の DCE で BHT のソリューションを準備-グローブ ボックスを充填します。EPR チューブに溶液 0.5 mL を転送し、アクイジション ・ パラメーターは 3.1 の手順で設定を使用して BHT の EPR スペクトルを測定します。
  4. 0.5 mL から BHT 付加反応液の EPR チューブ ステップ 2 とを取得し、ステップ 3.1 で設定集録パラメーターを用いた EPR スペクトルを転送します。

電子常磁性共鳴、または EPR 分光不対電子を持つ化合物などの常磁性化合物の特性評価のための重要な技術であります。

EPR には、有機ラジカル、常磁性無機錯体、生物無機化学の研究の多くの重要なアプリケーションがあります。

このビデオは電子常磁性共鳴、dibutylhydroxy トルエンと脂肪族アルデヒドの自動酸化抗酸化挙動を研究する EPR の使用の背後にある基本的な原理を説明し、いくつかのアプリケーションを議論します。

EPR は、電子スピン転移を測定することによって不対電子を持つ分子を研究に使用される分光学的手法です。

電子はスピン量子数 1/2、いずれかの +1 の磁気コンポーネントは、/2、-1/2。

磁場のない場合は、2 つのスピン状態のエネルギーは同じです。ただし、印加磁場存在下で電子の磁気モーメントは磁場の強さ、非縮み退になるスピン状態に揃えます。

スピン状態間のエネルギー差は磁場の強さに依存します。これはゼーマン効果と呼ばれます。

指定された磁場、2 つのスピンの状態間のエネルギー差は ΔE によって与えられます。

電子は、エネルギー ΔE と光子の放出か吸収時に 2 つのスピン状態の間を移動します。ただし、この式は、単一、自由電子に適用され、隔離された電子は分子内の電子が同じ方法で動作しないという事実を考慮しません。

分子の電場勾配はこの方程式に差し込まれている場合は、 gを定義する効果的な磁場に影響を与える-この特定の分子に不対電子が全体的な方程式を簡略化のための要因。

掃引周波数 EPR 実験中にフィールドは定数であり、常磁性分子の電子構造に関する情報を提供するg 因子の計算を可能にする行われます。

この実験では、EPR 分光法、抗酸化物質の研究に使用されます。強力な酸化剤である酸素は、基底状態の三重項でこうしてほとんどの有機分子と非常にゆっくりと反応します。重要な 1 つ、しかし多くの場合望ましくない反応酸素は自動酸化、O2が根本的なチェーンのプロセスを開始します。

これは、プラスチックなど、多くの有機物の分解と有機分子の迅速な消費につながることができます。したがって、自動酸化を抑制する効果的な抗酸化物質を識別する重要な研究分野となっています。

どの抗酸化物質によって機能することができます。 1 つのメカニズムは、ラジカル連鎖プロセスを阻害する根本的な中間体と反応しては。ラジカル種がスピン対になっていない、ために、EPR は抗酸化物質の化学を理解するための貴重なツールです。

今 dibutylhydroxy トルエンのアルデヒド類の自動酸化で酸化防止剤としての役割を探検する EPR 分光法を使用する方法を見てみましょう。

抗酸化物質の不在でブチルアルデヒドの酸化安定性評価をから始めましょう。20 mL シンチレーション バイアルを使用すると、ブチルアルデヒドの 125 mL と CoCl2·6H2O 1, 2-ジクロロエタンの 4 mL に 1 mg を溶解します。電磁攪拌棒を追加し、ゴムキャップでバイアルをシールします。

1 mL プラスチック注射器のバレルをゴム製管の短い部分に取り付けます。ラテックス風船のゴム製管の挿入、ゴムバンドや電気テープで固定します。

酸素ガスでバルーンを膨らませ。

酸素がいっぱいのバルーンの針をバイアルに挿入します。隔壁を介して、2 つ目の針を挿入し、5 分間酸素ガスとソリューションを削除します。一度削除された 2 番目の針を撤回し、4 時間の反応を室温で攪拌撹拌プレートにバイアルを配置します。

反応が完了したら、ロータリーエバポレーターを使用して混合物を集中します。1 時間,の高真空ラインの残渣を乾燥し、 1H NMR 重水素クロロホルムを取得します。

今抗酸化 dibutylhydroxy トルエンや BHT の存在下で行われている場合の反応を比較してみましょう。CoCl2·6H2O およびシンチレーション 20 mL バイアルを使用して 1, 2-ジクロロエタンのブチルアルデヒドを溶解することにより、2 つの同一のサンプルを準備します。各ソリューションに抗酸化攪拌棒が続くし、ゴムキャップを各バイアルに合わせて追加します。

使用前の反応に類似した酸素は、バイアルにソリューションを削除するのには、バルーン、かき混ぜる酸素雰囲気下で反応室温で 4 時間。4 時間後に、 1H NMR をロータリーエバポレーターを使用して混合物の 1 つを集中します。高真空試料を乾燥し、このサンプルを使用して1H NMR を入手します。その他の反応は、EPR のため使用されます。

EPR 分光器をオンにし、ウォーム アップに、30 分の楽器。コンピューター、計測器に汚染物質がないかどうかを確認する EPR 楽器の空キャビティをチューニングします。

テキストに記載されているパラメーターを持つ EPR 取得を設定します。EPR チューブまたは計測器の共振器からバック グラウンド信号がないことを確認するための空の EPR 管の EPR スペクトルを測定します。

次に、BHT を使用し、N2の 1, 2-ジクロロエタンのソリューションを準備-グローブ ボックスを充填します。プラスチック製の EPR チューブ キャップとキャッピング 2 mm EPR チューブ溶液 0.5 mL に転送します。BHT は、アクイジション ・ パラメーターはあらかじめ設定を使用しての EPR スペクトルを測定します。

今、反応を含む BHT を使用し、BHT のサンプルと同じ手順をに従って EPR ソリューションを準備します。アクイジション ・ パラメーターはあらかじめ設定を用いた EPR スペクトルを取得します。

今、EPR と NMR データを用いた BHT 抗酸化物質との反応を比較してみましょう。

ブチルアルデヒドの自動酸化では、酪酸を与えます。反応から得られた1H NMR スペクトルは、酒精 C H 共鳴の欠乏と酪酸の期待される共鳴の存在感を示しています。

対照的に、NMR は現在酪酸を含まないとブチルアルデヒドと一致して追加の BHT 表示信号に反応混合物から得られます。これらのデータからアルデヒド自動酸化で酸化防止剤として BHT を務めていることを示します。

アルデヒドの自動酸化を抑制することで BHT の役割が EPR スペクトル BHT ・ BHT アルデヒド自動酸化反応に追加で点灯します。

BHT は反磁性有機分子は不対電子を意味します。したがって、BHT の EPR スペクトル信号を表示しません。対照的に、BHT が追加された自動酸化反応の EPR スペクトルは 4 人が並ぶとして有機ラジカルと一貫性のある強力なパターンを表示します。

このスペクトルは、BHT の O-H の結合が弱いために発生します。自動酸化生成ラジカルの存在下で BHT から水素移動はラジカル連鎖のメカニズムをクエンチし、安定酸素中心ラジカルを生成します。

電子常磁性共鳴分光法、解析法、NMR や IR 分光法など一般的な方法はさておき、追加情報を得るために有機・無機化学でよく使用されています。

たとえば、EPR は、シアノ バクテリアの代謝などの生物学的システムの研究に使用できます。シアノ バクテリアはトリチル基を含む溶液で中断され、イメージング用プローブに配置されます。このサンプルは放射光と時間に関して根本的な濃度です。

この研究は、trytil 濃度は光の下で低下したが、代謝活性が光依存性であることを示す、暗闇の中で一定の状態を示した。

不対電子を持つ分子は特徴付ける NMR のみに挑戦することができます、したがって EPR 分光頻繁有機ラジカルの詳細の分析に使用します。実験的 EPR スペクトルを描くg-常磁性センターの電子構造についての情報を提供する、不対電子の係数。

さらに、近隣の核と同様に不対電子と原子核の核スピン スピン状態と EPR スペクトル内の複数行の追加分裂を生じ、電子の磁気モーメントに影響を与えます。結果として得られる超微細、超超微細カップリングはさらに分子の電子構造に関する情報を提供します

ゼウスの電子常磁性共鳴分光法入門を見てきただけ。EPR、自動酸化、自動酸化反応、EPR 分光法の様々 なアプリケーションの原則に精通している必要がありますできます。いつも見てくれてありがとう!

Results

ブチルアルデヒドの自動酸化では、酪酸を与えます。ステップ 1 で遂行反応から得られた1H の NMR スペクトルは、酒精 C H 共鳴の欠乏と酪酸の期待される共鳴の存在を示しています。対照的に、ステップ 2 (BHT) を追加したから反応混合物から得られた NMR 信号存在酪酸を含まないとブチルアルデヒドと一致してが表示されます。これらのデータから、ブチルアルデヒド、アルデヒドの自動酸化で酸化防止剤を務めてを遵守します。

アルデヒドの自動酸化を抑制することで BHT の役割が EPR スペクトル BHT ・ BHT アルデヒド自動酸化反応に追加で点灯します。BHT は反磁性有機分子は不対電子を意味します。したがって、BHT の EPR スペクトル信号を表示しません。対照的に、BHT が追加された自動酸化反応の EPR スペクトルは 4 人が並ぶとして有機ラジカルと一貫性のある強力なパターンを表示します。このスペクトルは BHT の O-H 結合は弱いので、自動酸化生成ラジカルの存在下で BHT から H 原子移動ラジカル連鎖のメカニズムを消光を発生し、O を中心としたラジカルを生成します。

Applications and Summary

この実験では、我々 は自動酸化化学を阻害することで抗酸化物質の役割を探った。我々 は BHT が振込 H 原子反応のラジカル中間体を焼入れによって酸化防止剤として使用されることを明らかにした EPR 分光法を用いた抑制機構がプローブされます。

不対電子を持つ分子 NMR によって特徴付けること、したがって EPR 分光法はよくこれらの種に関する補足情報を提供しています。Epr は頻繁に検出し、有機ラジカルを特徴付ける使用実験手法です。さらに、常磁性無機複合体は頻繁にまた EPR スペクトル特性評価に有益なことができるを表示します。実験的 EPR スペクトルを描くg-常磁性センターの電子構造についての情報を提供する不対電子の係数。さらに、近隣の核と同様に不対電子と原子核の核スピンもms状態と EPR スペクトル内の複数行の追加分裂を生じ、電子の磁気モーメントに影響します。結果として得られる超微細、超超微細カップリングはさらに分子の電子構造に関する情報を提供します。

開殻有機と無機の種を特徴付けるに加えて EPR 分光法の絶妙な感度は、金属因子の濃度が低い生物無機系への応用に重要です。EPR スペクトルは生物無機化学で構造と酵素の中心に金属イオンの酸化状態について直接的な情報を提供するために日常的に使用されます。

1. ブチルアルデヒドの酸化安定性評価

  1. 準備ソリューション ブチルアルデヒド (100 mg) と CoCl2·6H2O の (1 mg) 1, 2-ジクロロエタン (DCE) (4 mL) 20 mL シンチレーション バイアルで。電磁攪拌棒を追加し、ゴムキャップでバイアルをフィットします。
  2. 1 mL プラスチック注射器のバレルをゴム製管の短い部分に取り付けます。ラテックス風船のゴム製管の挿入、ゴムバンドと絶縁テープ ・ チューブにバルーンを固定します。O2ラテックス風船を膨らませます。
  3. 反応バイアルに O2バルーンの針を挿入します。2 つ目の針を挿入鼻中隔し O2の反応容器のヘッド スペースを削除します。
  4. O2雰囲気下で 4 時間室温で反応を攪拌撹拌プレートを使用します。
  5. ロータリーエバポレーターを使用して反応混合物を集中し、CDCl3の結果として得られる油性残留物の1H-NMR スペクトルを取る。

2. ブチルアルデヒドの酸化安定性評価のために酸化防止剤として BHT を使用してください。

下記のとおり 2 つのバイアルを設定します。製品分布を分析する使用は 1 つ、1 つは EPR 分光法の手順 3 で使用します。

  1. ブチルアルデヒド (100 mg) と溶液 CoCl2·6H2O (1 mg) 20 mL シンチレーション バイアルの dce (4 mL) を準備します。BHT (10 mg) をソリューションに追加します。電磁攪拌棒を追加し、ゴムキャップでバイアルをフィットします。
  2. 1 mL プラスチック注射器のバレルをゴム製管の短い部分に取り付けます。ラテックス風船のゴム製管の挿入、ゴムバンドと絶縁テープ ・ チューブにバルーンを固定します。O2ラテックス風船を膨らませます。
  3. 反応バイアルに O2バルーンの針を挿入します。2 つ目の針を挿入鼻中隔し O2の反応容器のヘッド スペースを削除します。
  4. O2雰囲気下で 4 時間室温で反応を攪拌撹拌プレートを使用します。
  5. ロータリーエバポレーターを使用して反応混合物を集中し、CDCl3の結果として得られる油性残留物の1H-NMR スペクトルを取る。

3. EPR スペクトルを測定

  1. EPR 分光器を有効にし、ウォーム アップに、次のパラメーターで EPR 集録 30 分セットの楽器: センター フィールド 3,345 G、スイープ幅 100 G、スイープ時間 55 秒、時定数 10 ms、MW 電力 5 mW、変調 100 kHz、と変調振幅 1 G
  2. EPR チューブまたは計測器の共振器からバック グラウンド信号がないことを確認するための空の EPR 管の EPR スペクトルを測定します。
  3. N2の DCE で BHT のソリューションを準備-グローブ ボックスを充填します。EPR チューブに溶液 0.5 mL を転送し、アクイジション ・ パラメーターは 3.1 の手順で設定を使用して BHT の EPR スペクトルを測定します。
  4. 0.5 mL から BHT 付加反応液の EPR チューブ ステップ 2 とを取得し、ステップ 3.1 で設定集録パラメーターを用いた EPR スペクトルを転送します。

電子常磁性共鳴、または EPR 分光不対電子を持つ化合物などの常磁性化合物の特性評価のための重要な技術であります。

EPR には、有機ラジカル、常磁性無機錯体、生物無機化学の研究の多くの重要なアプリケーションがあります。

このビデオは電子常磁性共鳴、dibutylhydroxy トルエンと脂肪族アルデヒドの自動酸化抗酸化挙動を研究する EPR の使用の背後にある基本的な原理を説明し、いくつかのアプリケーションを議論します。

EPR は、電子スピン転移を測定することによって不対電子を持つ分子を研究に使用される分光学的手法です。

電子はスピン量子数 1/2、いずれかの +1 の磁気コンポーネントは、/2、-1/2。

磁場のない場合は、2 つのスピン状態のエネルギーは同じです。ただし、印加磁場存在下で電子の磁気モーメントは磁場の強さ、非縮み退になるスピン状態に揃えます。

スピン状態間のエネルギー差は磁場の強さに依存します。これはゼーマン効果と呼ばれます。

指定された磁場、2 つのスピンの状態間のエネルギー差は ΔE によって与えられます。

電子は、エネルギー ΔE と光子の放出か吸収時に 2 つのスピン状態の間を移動します。ただし、この式は、単一、自由電子に適用され、隔離された電子は分子内の電子が同じ方法で動作しないという事実を考慮しません。

分子の電場勾配はこの方程式に差し込まれている場合は、 gを定義する効果的な磁場に影響を与える-この特定の分子に不対電子が全体的な方程式を簡略化のための要因。

掃引周波数 EPR 実験中にフィールドは定数であり、常磁性分子の電子構造に関する情報を提供するg 因子の計算を可能にする行われます。

この実験では、EPR 分光法、抗酸化物質の研究に使用されます。強力な酸化剤である酸素は、基底状態の三重項でこうしてほとんどの有機分子と非常にゆっくりと反応します。重要な 1 つ、しかし多くの場合望ましくない反応酸素は自動酸化、O2が根本的なチェーンのプロセスを開始します。

これは、プラスチックなど、多くの有機物の分解と有機分子の迅速な消費につながることができます。したがって、自動酸化を抑制する効果的な抗酸化物質を識別する重要な研究分野となっています。

どの抗酸化物質によって機能することができます。 1 つのメカニズムは、ラジカル連鎖プロセスを阻害する根本的な中間体と反応しては。ラジカル種がスピン対になっていない、ために、EPR は抗酸化物質の化学を理解するための貴重なツールです。

今 dibutylhydroxy トルエンのアルデヒド類の自動酸化で酸化防止剤としての役割を探検する EPR 分光法を使用する方法を見てみましょう。

抗酸化物質の不在でブチルアルデヒドの酸化安定性評価をから始めましょう。20 mL シンチレーション バイアルを使用すると、ブチルアルデヒドの 125 mL と CoCl2·6H2O 1, 2-ジクロロエタンの 4 mL に 1 mg を溶解します。電磁攪拌棒を追加し、ゴムキャップでバイアルをシールします。

1 mL プラスチック注射器のバレルをゴム製管の短い部分に取り付けます。ラテックス風船のゴム製管の挿入、ゴムバンドや電気テープで固定します。

酸素ガスでバルーンを膨らませ。

酸素がいっぱいのバルーンの針をバイアルに挿入します。隔壁を介して、2 つ目の針を挿入し、5 分間酸素ガスとソリューションを削除します。一度削除された 2 番目の針を撤回し、4 時間の反応を室温で攪拌撹拌プレートにバイアルを配置します。

反応が完了したら、ロータリーエバポレーターを使用して混合物を集中します。1 時間,の高真空ラインの残渣を乾燥し、 1H NMR 重水素クロロホルムを取得します。

今抗酸化 dibutylhydroxy トルエンや BHT の存在下で行われている場合の反応を比較してみましょう。CoCl2·6H2O およびシンチレーション 20 mL バイアルを使用して 1, 2-ジクロロエタンのブチルアルデヒドを溶解することにより、2 つの同一のサンプルを準備します。各ソリューションに抗酸化攪拌棒が続くし、ゴムキャップを各バイアルに合わせて追加します。

使用前の反応に類似した酸素は、バイアルにソリューションを削除するのには、バルーン、かき混ぜる酸素雰囲気下で反応室温で 4 時間。4 時間後に、 1H NMR をロータリーエバポレーターを使用して混合物の 1 つを集中します。高真空試料を乾燥し、このサンプルを使用して1H NMR を入手します。その他の反応は、EPR のため使用されます。

EPR 分光器をオンにし、ウォーム アップに、30 分の楽器。コンピューター、計測器に汚染物質がないかどうかを確認する EPR 楽器の空キャビティをチューニングします。

テキストに記載されているパラメーターを持つ EPR 取得を設定します。EPR チューブまたは計測器の共振器からバック グラウンド信号がないことを確認するための空の EPR 管の EPR スペクトルを測定します。

次に、BHT を使用し、N2の 1, 2-ジクロロエタンのソリューションを準備-グローブ ボックスを充填します。プラスチック製の EPR チューブ キャップとキャッピング 2 mm EPR チューブ溶液 0.5 mL に転送します。BHT は、アクイジション ・ パラメーターはあらかじめ設定を使用しての EPR スペクトルを測定します。

今、反応を含む BHT を使用し、BHT のサンプルと同じ手順をに従って EPR ソリューションを準備します。アクイジション ・ パラメーターはあらかじめ設定を用いた EPR スペクトルを取得します。

今、EPR と NMR データを用いた BHT 抗酸化物質との反応を比較してみましょう。

ブチルアルデヒドの自動酸化では、酪酸を与えます。反応から得られた1H NMR スペクトルは、酒精 C H 共鳴の欠乏と酪酸の期待される共鳴の存在感を示しています。

対照的に、NMR は現在酪酸を含まないとブチルアルデヒドと一致して追加の BHT 表示信号に反応混合物から得られます。これらのデータからアルデヒド自動酸化で酸化防止剤として BHT を務めていることを示します。

アルデヒドの自動酸化を抑制することで BHT の役割が EPR スペクトル BHT ・ BHT アルデヒド自動酸化反応に追加で点灯します。

BHT は反磁性有機分子は不対電子を意味します。したがって、BHT の EPR スペクトル信号を表示しません。対照的に、BHT が追加された自動酸化反応の EPR スペクトルは 4 人が並ぶとして有機ラジカルと一貫性のある強力なパターンを表示します。

このスペクトルは、BHT の O-H の結合が弱いために発生します。自動酸化生成ラジカルの存在下で BHT から水素移動はラジカル連鎖のメカニズムをクエンチし、安定酸素中心ラジカルを生成します。

電子常磁性共鳴分光法、解析法、NMR や IR 分光法など一般的な方法はさておき、追加情報を得るために有機・無機化学でよく使用されています。

たとえば、EPR は、シアノ バクテリアの代謝などの生物学的システムの研究に使用できます。シアノ バクテリアはトリチル基を含む溶液で中断され、イメージング用プローブに配置されます。このサンプルは放射光と時間に関して根本的な濃度です。

この研究は、trytil 濃度は光の下で低下したが、代謝活性が光依存性であることを示す、暗闇の中で一定の状態を示した。

不対電子を持つ分子は特徴付ける NMR のみに挑戦することができます、したがって EPR 分光頻繁有機ラジカルの詳細の分析に使用します。実験的 EPR スペクトルを描くg-常磁性センターの電子構造についての情報を提供する、不対電子の係数。

さらに、近隣の核と同様に不対電子と原子核の核スピン スピン状態と EPR スペクトル内の複数行の追加分裂を生じ、電子の磁気モーメントに影響を与えます。結果として得られる超微細、超超微細カップリングはさらに分子の電子構造に関する情報を提供します

ゼウスの電子常磁性共鳴分光法入門を見てきただけ。EPR、自動酸化、自動酸化反応、EPR 分光法の様々 なアプリケーションの原則に精通している必要がありますできます。いつも見てくれてありがとう!

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