NMR Analyser로 그린 구조에서 1H, 13C, 2D NMR 스펙트럼 예측하기

게시: 2026년 10월 15일 · 작성자: Scidart Academy · 읽는 시간: 약 6분
아세트산 에틸의 예측 1H NMR 스펙트럼: 4.1 ppm의 사중선, 2.0 ppm의 단일선, 1.3 ppm의 삼중선이 각각 2H, 3H, 3H로 표시됨
NMR Analyser는 그린 구조로 아세트산 에틸의 이런 스펙트럼을 예측합니다.

짧은 답: Settings › Plugins에서 NMR Analyser를 설치하고, 구조를 그리고, NMR 탭을 열어 1H, 13C, COSY, HSQC, HMBC 중 하나를 고른 뒤 Predict를 누르세요. 문자가 붙은 피크가 있는 모의 스펙트럼, 화학적 이동·적분·다중도·결합 상수가 담긴 신호 표, 그림 위 원자 강조를 얻습니다. 측정 스펙트럼이 아니라 귀속의 길잡이로 쓰세요.

귀속하기 전에 왜 스펙트럼을 예측할까요?

NMR 스펙트럼을 귀속한다는 것은 각 신호를 구조의 원자에 대응시키는 일입니다. 실제 스펙트럼을 앞에 두고 가장 어려운 점은 어디서 시작할지 아는 것입니다. 예측 스펙트럼은 모든 신호에 대한 첫 추측을 줍니다.

예측은 제안한 구조를 확인하는 데도 도움이 됩니다. 예측 스펙트럼과 측정 스펙트럼이 크게 다르면 구조나 귀속을 다시 살펴봐야 합니다. 학생들도 같은 방식으로 연습할 수 있습니다: 예측하고, 비교하고, 차이를 하나하나 설명하는 것이죠.

각 실험이 알려 주는 것

  • 1H NMR: 화학적 이동은 각 양성자의 환경을 보여 줍니다. 적분값은 그 신호를 내는 양성자 수를, 갈라짐 패턴과 결합 상수(J, Hz 단위)는 이웃 양성자에 대한 정보를 줍니다.
  • 13C NMR: 보통 동등한 탄소 집합마다 신호가 하나씩 나오며, 1H보다 훨씬 넓은 ppm 범위에 퍼져 있습니다. 탄소 환경의 수를 빠르게 세는 방법입니다.
  • COSY: 교차 피크가 서로 결합하는 양성자를, 보통 결합 두세 개를 사이에 두고 연결합니다. CH기 사슬을 따라가는 데 쓰세요.
  • HSQC: 각 양성자를 그것이 붙은 탄소(결합 하나)와 연결합니다.
  • HMBC: 양성자를 결합 두세 개 떨어진 탄소와 연결합니다. 4차 탄소와 헤테로 원자를 건너 조각들을 이어 줍니다.

흔히 쓰는 순서는 이렇습니다: 1H 스펙트럼을 읽고, HSQC로 각 양성자를 해당 탄소에 놓고, COSY로 스핀계를 만든 다음, HMBC로 연결합니다. 기초가 처음이라면 먼저 NMR 스펙트럼 읽는 법을 읽어 보세요.

플러그인이 보여 주는 것

클로람페니콜의 예측 1H NMR 스펙트럼을 보여 주는 MolDraw NMR Analyser: 문자가 붙은 피크, 1H, 13C, COSY, HSQC, HMBC 실험 버튼, 신호 표
클로람페니콜의 예측 1H 스펙트럼. 각 신호에 문자가 붙어 있고, 표에 화학적 이동, 적분, 다중도, J가 나옵니다.
1D 스펙트럼문자가 붙은 피크가 있는 1H 및 13C 그래프. Labels를 켜면 문자를 구조의 원자와 맞춰 볼 수 있습니다.
신호각 신호의 레이블, 화학적 이동(ppm), 적분, 다중도, 결합 상수(Hz). 행 위에 마우스를 올리면 캔버스에서 해당 원자가 강조됩니다.
2D 스펙트럼등고선 그래프로 나타낸 COSY, HSQC, HMBC.
분광계60~800 MHz 프리셋 또는 1200 MHz까지의 사용자 지정 값.
History와 Overlay모든 예측은 History에 보관됩니다. 여러 1D 예측을 겹쳐 비교할 수 있습니다.
다운로드그래프의 PNG나 SVG, 또는 스펙트럼 데이터 CSV.

NMR Analyser 설치 방법

  1. MolDraw 편집기를 열고 로그인하세요. 무료 계정이면 충분합니다.
  2. Settings(톱니바퀴)를 클릭한 다음 Plugins를 클릭합니다.
  3. NMR Analyser 옆의 Install을 클릭합니다. 분석 패널에 NMR 탭이 나타납니다.

스펙트럼을 예측하고 활용하는 방법

  1. 구조를 그리거나 Paste SMILES로 SMILES를 붙여 넣습니다.
  2. NMR 탭을 열고 실험을 고릅니다: 1H, 13C, COSY, HSQC, HMBC.
  3. Predict를 누르세요. 1D 스펙트럼은 몇 초, 2D 스펙트럼은 더 오래 걸릴 수 있습니다.
  4. Spectrometer를 내 장비의 자기장 세기로 맞추면 다중선이 실제 데이터처럼 보입니다.
  5. 상자를 드래그해 ppm 범위를 확대하고, 스크롤해 피크 높이를 조절하고, 더블클릭으로 초기화합니다.
  6. Labels와 Signals를 켜세요. 행 위에 마우스를 올리면 어느 원자에 해당하는지 보입니다.
  7. 다운로드 버튼으로 그래프나 데이터를 저장합니다.

수업과 실험실에서 활용하는 방법

  • 실험 보고서: 생성물의 스펙트럼을 예측해 측정한 스펙트럼과 비교하세요. 이동한 신호가 있으면 이유를 설명하세요. 측정 파일을 준비하려면 브라우저 NMR 뷰어에서 기준 설정, 적분, 피크 찾기를 하세요.
  • 이성질체 문제: 후보 이성질체 두 개를 예측하고 1H 스펙트럼을 겹쳐 둘을 구별하는 신호를 찾으세요.
  • 갈라짐 가르치기: 60 MHz와 600 MHz를 번갈아 보세요. Hz 단위로 같은 J라도 낮은 자기장에서는 더 넓은 ppm을 차지하므로 다중선이 더 넓고 많이 겹쳐 보입니다. 벤치탑 장비 스펙트럼이 복잡해 보이는 이유를 설명해 줍니다.
  • 2D 연습: 작은 분자의 HSQC와 HMBC를 예측하고 학생들이 직접 조각을 연결해 보게 하세요.
  • 풀이 예제: 슬라이드와 유인물용으로 SVG 그래프를 내보내세요.

팁과 솔직한 한계

  • 예측은 nmrdb.org에서 가져옵니다: 1H는 Spinus 모델, 13C는 nmrshiftdb2 데이터(HOSE 코드). 인터넷 연결이 필요합니다.
  • 예측기에는 용매 옵션이 없습니다. 특히 OH와 NH의 화학적 이동은 용매, 농도, 온도에 따라 달라집니다.
  • 중요한 곳에는 입체화학을 그리세요. 부분입체 위치 양성자는 서로 다른 화학적 이동으로 예측될 수 있습니다.
  • R기와 연결점(*)은 실제 원자로 바꾸세요. 예측기는 중성 유기 분자에서 가장 잘 작동하므로 금속과 염은 빼세요.
  • 예측은 가설입니다. 귀속은 자신의 데이터, 특히 2D 스펙트럼으로 확인하세요.

계정이 없나요? 무료 구조식 → NMR 도구는 로그인 없이 빠르게 예측해 줍니다.

질문과 답변

예측 NMR 스펙트럼은 얼마나 정확한가요?

흔한 유기 분자에서는 유용한 길잡이지만 측정값은 아닙니다. 교환 가능한 OH와 NH 양성자, 특이한 고리계는 더 크게 차이 날 수 있고, 예측기에는 용매 옵션이 없습니다. 귀속은 항상 실험 스펙트럼으로 확인하세요.

NMR Analyser를 쓰려면 계정이나 인터넷이 필요한가요?

둘 다 필요합니다. 예측하려면 무료 MolDraw 계정으로 로그인해야 하고, 각 예측은 온라인 nmrdb.org 서비스에서 받아 옵니다. 이미 만든 예측은 기기의 History에 남아 있습니다.

어떤 2D NMR 실험을 예측할 수 있나요?

COSY, HSQC, HMBC입니다. 등고선 그래프로 그려지며, 상관된 원자를 그림에서 강조할 수 있습니다.

예측 스펙트럼을 내보낼 수 있나요?

네. 다운로드 버튼으로 그래프를 PNG나 SVG로, 스펙트럼 데이터를 CSV로 저장할 수 있습니다.

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