NMR을 찍을 때 테트라메틸실란을 같이 넣는 이유는 무엇인가요?

Question

안녕하세요. 서로 다른 환경의 탄소나 수소를 알아보고자 하는 NMR을 찍을 때 테트라메틸실란[(CH3)4Si]을 같이 넣는 이유는 무엇인가요?

Answer 1

네, 질문해주신 것과 같이 NMR을 측정할 때 테트라메틸실란(TMS, (CH₃)₄Si)을 넣는 이유는 화학적 이동(chemical shift)을 기준으로 잡기 위해서입니다. NMR 스펙트럼에서는 각 핵(¹H, ¹³C 등)이 주변 전자 환경에 따라 흡수하는 주파수가 조금씩 달라지는데요 이때 절대 주파수만으로는 비교가 어렵기 때문에, 모든 신호의 위치를 상대적인 값(ppm, parts per million)으로 나타냅니다. 즉 TMS는 ¹H와 ¹³C 모두에서 0 ppm을 기준점으로 잡기 위해 사용됩니다.

TMS가 기준점으로 사용하기에 적합한 이유는 화학적으로 안정하기 때문인데요, 대부분의 용매나 화합물과 반응하지 않고, NMR 측정 과정에서 변하지 않습니다. 또한 (CH₃)₄Si의 12개의 수소와 4개의 탄소가 모두 같은 환경에 있어서 ¹H·¹³C NMR에서 단일 피크를 주며, Si가 전기음성도가 낮아 주변 CH₃의 핵이 강하게 차폐되어, 스펙트럼에서 가장 상대적으로 높은 필드(0 ppm) 신호를 나타내기 때문에 사용하는 것입니다. 감사합니다.