16.2 : الرنين المغناطيسي النووي عند درجات الحرارة المتغيرة للجزيئات ذات المرونة التكوينية

يمكن التمييز بين البروتونات المحورية والاستوائية في الهكسان الحلقي من خلال إجراء تجربة الرنين المغناطيسي النووي عند درجات الحرارة المتغيرة . في هذه العملية، باستثناء بروتون واحد، يتم استبدال البروتونات الإحدى عشر المتبقية بالديوتيريوم. يعمل الاستبدال الديوتيريومي على تجنب انقسام القمة المحتمل الناجم عن اقتران الدوران المغزلي بين البروتونات المجاورة. ينقلب البروتون المتبقي بين الموضعين المحوري والاستوائي.

الشكل 1. أطياف الرنين المغناطيسي النووي للبروتون المعتمدة على درجة الحرارة للهكسان الحلقي

يوضح الشكل 1 طيف الرنين المغناطيسي النووي للبروتون للعينة المستبدلة بالديوتيريوم، المسجل عند درجات حرارة مختلفة. في درجة حرارة الغرفة، يؤدي الانقلاب السريع لحلقة الهكسان الحلقي إلى قمة حادة واحدة. مع انخفاض درجة الحرارة إلى 60 درجة مئوية تحت الصفر، ينخفض ​​معدل التحويل بين الصيغ الكرسية ، مما يؤدي إلى توسيع القمة.

يؤدي المزيد من خفض درجة الحرارة إلى توسيع القمة، مما يشكل نطاق ينقسم إلى قمتين. عند الوصول إلى درجة حرارة أقل من 89 درجة مئوية تحت الصفر، تتشكل قمتين حادتين وواضحتين جيدًا تتوافقان مع البروتونات الاستوائية والمحورية. تحدث القمتين المقابلتين للبروتونات الاستوائية والمحورية عند δ 1.62 و1.14 على التوالي. عند مثل هذه الحرارات المنخفضة، ينخفض ​​معدل التحويل بين الصيغ الكرسية بشكل كبير، مما يتيح اكتشاف المجموعتين المتميزتين من البروتونات على المقياس الزمني الرنين المغناطيسي النووي.