
リン31 NMR分光法は、核磁気共鳴(NMR)を用いてリンを含む化学化合物を研究する分析化学技術です。リンは有機化合物や配位錯体(ホスフィンとして)によく見られるため、 31 -NMRスペクトルを日常的に測定するのに有用です。溶液31 P-NMRは、 31 Pの同位体存在比が100%で、磁気回転比が比較的高いため、より日常的なNMR技術の1つです。31 P原子核のスピンは1/2であるため、スペクトルの解釈が比較的容易です。他に高感度でNMR活性なスピン1/2の原子核で、単一同位体(またはそれに近い)のものは、 1 Hと19 Fだけです。[ 1 ] [ a ]
1 Hの 40.5% の磁気回転比を持つ31 P-NMR 信号は、 11.7テスラ磁石 (500 MHz 1 H-NMR 測定に使用) で 202 MHz 付近で観測されます。化学シフトは通常 85%リン酸を基準としており、その化学シフトは 0 と割り当てられ、正の値 (標準より低磁場側) で現れます。[ 2 ]核オーバーハウザー効果の不一致のため、積分は役に立ちません。[ 2 ] スペクトルはほとんどの場合、プロトンをデカップリングして記録されます。
31P -NMR分光法は、リン含有化合物の純度を測定したり、構造を決定したりするのに有用です。これは、これらのシグナルが明確に分離され、多くの場合、特徴的な周波数で現れるためです。化学シフトとカップリング定数は広範囲にわたりますが、必ずしも容易に予測できるとは限りません。グートマン・ベケット法は、31P -NMR分光法とEt3POを組み合わせて、分子種のルイス酸性を評価します。
通常の化学シフトの範囲は約 δ250 ~ −δ250 であり、これは1 H-NMR の典型的な範囲よりもはるかに広い。1 H-NMR 分光法とは異なり、他のほとんどの原子核と同様に、31 P-NMR シフトは主に反磁性遮蔽の大きさによって決定されるのではなく、いわゆる常磁性遮蔽テンソル (常磁性とは無関係) によって支配される。常磁性遮蔽テンソル σ pには、半径方向の膨張 (電荷に関連)、励起状態のエネルギー、および結合の重なりを記述する項が含まれる。化学シフトに大きな変化をもたらす効果の例として、2 つのリン酸エステル(MeO) 3 PO (δ2.1) および (t-BuO) 3 PO (δ-13.3)の化学シフトがある。ホスフィン誘導体H 3 P (δ-240)、(CH 3 ) 3 P (δ-62)、(i-Pr) 3 P (δ20)、および(t-Bu) 3 P (δ61.9)のシフトはさらに劇的である。[ 3 ]
1結合カップリングはPH 3で示され、J(P,H)は189 Hzです。2結合カップリング、例えばP C Hは1桁小さいです。リン-炭素カップリングの場合は、2結合カップリングが1結合カップリングよりも大きいことが多いため、状況はより複雑です。トリフェニルホスフィンのJ( 13 C, 31 P)値は、1結合、2結合、3結合、4結合カップリングに対してそれぞれ-12.5、19.6、6.8、0.3です。[ 4 ]
31 P-NMR(およびその他の原子核)に関する慣例は、1975年に「無次元スケールは高周波(低磁場)方向を正と定義すべきである」という慣例に変更されました。[ 5 ]したがって、1976年以前に発表された原稿では、一般的に符号が逆になっていることに注意してください。
31 P-NMR分光法は、生体内のリン脂質二重層や生体膜の研究に広く用いられています。脂質の31 P-NMRスペクトルの分析[ 6 ]により、脂質二重層のパッキング、相転移(ゲル相、生理的液晶相、リップル相、非二重層相)、脂質ヘッドグループの配向/ダイナミクス、純粋な脂質二重層の弾性特性、およびタンパク質やその他の生体分子の結合の結果としての弾性特性に関する幅広い情報が得られます。
さらに、特定のNH...(O)-P実験(3結合スカラーカップリング3J N-P~ 5Hzを用いたINEPT転送)は、タンパク質のアミンプロトンと脂質ヘッドグループのリン酸との間の水素結合 の形成に関する直接的な情報を提供することができ、これはタンパク質/膜相互作用の研究に役立ちます。