تنبّأ بأطياف 1H و13C وNMR ثنائية الأبعاد من رسمك باستخدام NMR Analyser
الإجابة المختصرة: ثبّت NMR Analyser من Settings ‹ Plugins، وارسم بنية، وافتح تبويب NMR، واختر 1H أو 13C أو COSY أو HSQC أو HMBC واضغط Predict. تحصل على طيف محاكى بقمم مسمّاة بالحروف، وجدول إشارات فيه الإزاحة والتكامل والتعددية وثابت الاقتران، وإبراز للذرات على رسمك. استخدمه دليلًا للتعيين، لا طيفًا مقيسًا.
لماذا تتنبأ بطيف قبل أن تعيّنه؟
تعيين طيف NMR يعني مطابقة كل إشارة بذرات في البنية. وحين يكون أمامك طيف حقيقي، فالصعوبة في معرفة من أين تبدأ. والطيف المتنبَّأ به يعطيك تخمينًا أوليًا لكل إشارة.
ويساعدك التنبؤ أيضًا على فحص بنية مقترحة. فإن اختلف الطيفان المتنبَّأ به والمقيس اختلافًا كبيرًا، فالبنية أو التعيين يحتاج إلى نظرة ثانية. ويمكن للطلاب التدرب بالطريقة نفسها: تنبّأ، وقارن، ثم فسّر كل اختلاف.
ما الذي تخبرك به كل تجربة
- 1H NMR: تُظهر الإزاحة الكيميائية بيئة كل بروتون. ويُظهر التكامل عدد البروتونات المسؤولة عن الإشارة. ويخبرك نمط الانشطار وثابت الاقتران (J، بوحدة Hz) عن البروتونات المجاورة.
- 13C NMR: عادةً إشارة واحدة لكل مجموعة من ذرات الكربون المتكافئة، موزعة على مدى ppm أوسع بكثير من 1H. وهو طريقة سريعة لعدّ بيئات الكربون.
- COSY: تربط القمم المتقاطعة البروتونات المقترنة ببعضها، عادةً عبر رابطتين أو ثلاث. استخدمه للسير على امتداد سلسلة من مجموعات CH.
- HSQC: يربط كل بروتون بذرة الكربون التي يقع عليها (رابطة واحدة).
- HMBC: يربط البروتونات بذرات كربون تبعد رابطتين أو ثلاثًا. ويصل الشظايا عبر ذرات الكربون الرباعية والذرات غير الكربونية.
المسار الشائع: اقرأ طيف 1H، واستخدم HSQC لوضع كل بروتون على ذرة كربونه، وCOSY لبناء أنظمة المغزل، ثم HMBC لوصلها. جديد على الأساسيات؟ اقرأ أولًا كيف تقرأ طيف NMR.
ما الذي تعرضه الإضافة
| الأطياف أحادية البعد | رسوم 1H و13C بقمم مسمّاة بالحروف. فعّل Labels لمطابقة الحروف بالذرات على البنية. |
|---|---|
| الإشارات | التسمية والإزاحة (ppm) والتكامل والتعددية والاقتران (Hz) لكل إشارة. مرّر المؤشر فوق صف لإبراز ذراته على لوحة الرسم. |
| الأطياف ثنائية الأبعاد | COSY وHSQC وHMBC مخططاتٍ كنتورية. |
| المطياف | إعدادات مسبقة من 60 إلى 800 MHz، أو قيمة مخصصة حتى 1200 MHz. |
| History وOverlay | يُحفظ كل تنبؤ في History. وراكب عدة تنبؤات أحادية البعد لمقارنتها. |
| تنزيل | صورة PNG أو SVG للرسم، أو بيانات الطيف بصيغة CSV. |
كيف تثبّت NMR Analyser
- افتح محرر MolDraw وسجّل الدخول. يكفي حساب مجاني.
- انقر Settings (الترس)، ثم Plugins.
- انقر Install بجانب NMR Analyser. يظهر تبويب NMR في لوحة التحليل.
كيف تتنبأ بطيف وتستخدمه
- ارسم بنيتك، أو الصق سلسلة SMILES عبر Paste SMILES.
- افتح تبويب NMR واختر تجربة: 1H أو 13C أو COSY أو HSQC أو HMBC.
- اضغط Predict. يستغرق الطيف أحادي البعد بضع ثوانٍ؛ وقد يستغرق الطيف ثنائي الأبعاد وقتًا أطول.
- اضبط Spectrometer على مجال جهازك، لتبدو المتعددات مثل بياناتك الحقيقية.
- اسحب مربعًا لتكبير مدى ppm، ومرّر العجلة لتغيير ارتفاع القمم، وانقر نقرًا مزدوجًا لإعادة الضبط.
- فعّل Labels وSignals. مرّر المؤشر فوق صف لترى الذرات التي ينتمي إليها.
- استخدم زر التنزيل لحفظ الرسم أو البيانات.
طرق استخدامها في الصف والمختبر
- تقارير المختبر: تنبّأ بطيف ناتجك، ثم قارنه بالطيف الذي قسته. وفسّر أي إشارة انزاحت. ولتجهيز الملف المقيس، اضبط المرجع وكامِل وحدّد القمم في عارض NMR في المتصفح.
- مسائل المتصاوغات: تنبّأ بطيفي متصاوغين مرشّحين، وراكب طيفي 1H لهما، وابحث عن الإشارات التي تميّز بينهما.
- تدريس الانشطار: بدّل بين 60 MHz و600 MHz. قيمة J نفسها بوحدة Hz تغطي ppm أكثر في المجال المنخفض، فتبدو المتعددات أعرض وتتداخل أكثر. وهذا يفسّر ازدحام أطياف الأجهزة المكتبية.
- التدرب على الأطياف ثنائية الأبعاد: تنبّأ بـ HSQC وHMBC لجزيء صغير ودع الطلاب يصلون الشظايا بأنفسهم.
- الأمثلة المحلولة: صدّر رسومًا بصيغة SVG للشرائح والمطبوعات.
نصائح وحدود صريحة
- تأتي التنبؤات من nmrdb.org: نموذج Spinus لـ 1H وبيانات nmrshiftdb2 (رموز HOSE) لـ 13C. وتحتاج إلى اتصال بالإنترنت.
- ليس في المتنبّئ خيار للمذيب. وإزاحات OH وNH خاصةً تتغير مع المذيب والتركيز ودرجة الحرارة.
- ارسم الكيمياء الفراغية حيث تهم. فالبروتونات غير المتكافئة فراغيًا (diastereotopic) قد تعطي إزاحات متنبَّأ بها مختلفة.
- استبدل مجموعات R ونقاط الارتباط (*) بذرات حقيقية. يعمل المتنبّئ على أفضل وجه مع الجزيئات العضوية المتعادلة، لذا أزل الفلزات والأملاح.
- التنبؤ فرضية. أكّد التعيينات ببياناتك أنت، خاصةً الأطياف ثنائية الأبعاد.
ليس لديك حساب الآن؟ تعطيك أداة البنية إلى NMR المجانية تنبؤًا سريعًا دون تسجيل الدخول.
أسئلة وأجوبة
ما مدى دقة طيف NMR المتنبَّأ به؟
للجزيئات العضوية الشائعة هو دليل مفيد، لكنه ليس قياسًا. فبروتونات OH وNH القابلة للتبادل والأنظمة الحلقية غير المعتادة قد تختلف أكثر، وليس في المتنبّئ خيار للمذيب. أكّد التعيين دائمًا مقابل طيفك التجريبي.
هل يحتاج NMR Analyser إلى حساب أو اتصال بالإنترنت؟
نعم للأمرين. تسجّل الدخول بحساب MolDraw مجاني لتتنبأ، وكل تنبؤ يأتي من خدمة nmrdb.org على الإنترنت. وتبقى التنبؤات التي أجريتها في History على جهازك.
ما تجارب NMR ثنائية الأبعاد التي يمكنه التنبؤ بها؟
COSY وHSQC وHMBC. تُرسم مخططات كنتورية، ويمكنك إبراز الذرات المترابطة على رسمك.
هل يمكنني تصدير الطيف المتنبَّأ به؟
نعم. يحفظ زر التنزيل الرسم بصيغة PNG أو SVG، أو بيانات الطيف بصيغة CSV.