Berechne aus mehreren Gruppen äquivalenter Nachbarprotonen (Anzahl n, Kopplungskonstante J) das resultierende ¹H-NMR-Multiplett erster Ordnung – inklusive Kurzbezeichnung (z.B. "dt" für Dublett vom Triplett) und Strichspektrum mit relativen Intensitäten.
Dieser Rechner geht von Kopplung erster Ordnung aus (J deutlich kleiner als der chemische Verschiebungsunterschied zu den Kopplungspartnern). Bei stark unterschiedlichen J-Werten in derselben Größenordnung wie die Verschiebungsdifferenz (Δδ) treten Dacheffekte und komplexere Muster auf, die hier nicht abgebildet werden.
In der ¹H-NMR-Spektroskopie koppelt ein Proton mit benachbarten, magnetisch nicht-äquivalenten Protonen über chemische Bindungen. Jede Gruppe äquivalenter Nachbarprotonen spaltet das Signal in mehrere Linien auf – das Ergebnis ist das charakteristische Kopplungsmuster (Multiplett) des Signals.
Koppelt ein Proton gleichzeitig mit mehreren unterschiedlichen Gruppen von Nachbarn (mit unterschiedlichen Kopplungskonstanten J), überlagern sich die einzelnen Aufspaltungen zu einem komplexeren Muster, das sich durch schrittweise Faltung (Baumdiagramm-Methode) vorhersagen lässt.
n+1-Regel
Anzahl Linien = n + 1 (pro Gruppe äquivalenter Nachbarn)
Anzahl äquivalenter Nachbarn (n)
Die Anzahl der magnetisch äquivalenten Protonen in dieser Nachbargruppe, die mit dem betrachteten Proton koppeln (z.B. n=3 für eine benachbarte CH₃-Gruppe).
Kopplungskonstante (J)
Der Abstand zwischen den Linien innerhalb eines Aufspaltungsmusters in Hz. Typische Werte: ³J(H,H) in offenkettigen Systemen ca. 6–8 Hz, in Alkenen (cis) ca. 6–12 Hz, (trans) ca. 12–18 Hz.
Pascal'sches Dreieck
Die relativen Intensitäten innerhalb eines einzelnen (n+1)-Liniensystems entsprechen den Binomialkoeffizienten der n-ten Zeile des Pascal'schen Dreiecks (z.B. 1:3:3:1 für ein Quartett, n=3).
Ein Proton koppelt mit einem benachbarten Proton (J₁ = 8 Hz) und einem weiteren, chemisch verschiedenen Nachbarproton (J₂ = 4 Hz). Welches Muster ergibt sich?
Gegeben
Gruppe 1: n=1, J=8 Hz; Gruppe 2: n=1, J=4 Hz
Lösung
Faltung der beiden Dubletts ergibt ein Dublett vom Dublett (dd) mit 4 gleich hohen Linien bei den Offsets −6, −2, +2 und +6 Hz relativ zur Signalmitte.
Ein häufiger Fehler ist, chemisch unterschiedliche Nachbargruppen mit zufällig ähnlichem J als eine einzige Gruppe zu behandeln, statt sie separat einzugeben – die Faltung berücksichtigt automatisch, wenn Linien wegen gleicher J zusammenfallen (siehe Hinweis im Ergebnis). Ein zweiter Fehler: Die n+1-Regel gilt nur für Kopplung mit magnetisch äquivalenten Nachbarn erster Ordnung, nicht bei starker Kopplung (Δδ in der Größenordnung von J).
So gehst du am besten vor
Identifiziere zunächst alle chemisch unterschiedlichen Nachbargruppen einzeln (nicht alle Nachbarn zusammen zählen, wenn sie unterschiedliche J-Werte haben), trage jede Gruppe separat ein, und prüfe am Ende die Kurzbezeichnung gegen dein erwartetes Muster aus dem Spektrum.