Jkopplingar

J-kopplingar (eller J-kopplingsinteraktioner) är spin–spin-interaktioner mellan kärnor som verkar genom kovalenta bindningar. De orsakar att NMR-signaler splittras i multipletter, och kopplingskonstanten mäts i Hertz (Hz). J-kopplingar ger information om hur atomer är kopplade i molekylen och bidrar till både struktur- och konformationsanalys.

Interaktionen är genom-bond (scalar coupling). Den skiljer sig från dipol-dipol-interaktioner som verkar genom genomrum och kan avbrytas av molekylära rörelser i lösning. J-värden uppstår mellan olika kärnpar och delas in i 1J (en-bond), 2J (två-bond) och 3J (tre-bond). Typiska magnituder är till exempel 1JCH cirka 140 Hz; 2JHH vanligtvis 8–16 Hz; och 3JHH ofta 0–10 Hz men varierar med konformation och vinkel (Karplus-regeln).

Observation och användning: I en 1D 1H-NMR uppträder multipletter beroende på antalet couplingspartners. I tvådimensionella NMR-experiment används J-kopplingsmönster i teknik som COSY, TOCSY, HSQC och HMBC för att koppla atomer och bygga molekylstrukturer. J-värdena hjälper till att fastställa bindningssekvens och, tillsammans med kemiska skiftningar och intensiteter, stereokonfiguration.

Faktorer: J-värden påverkas av bindningsvinkel, konformation, temperatur och lösningsmedel. De är ovärderliga i organisk kemi, biokemi och materialvetenskap för att avslöja samband mellan atomer och bidra till strukturell tolkning av molekyler.