Sc45NMR

Sc只有一种同位素45Sc,自旋量子数 (I)为7/2,以1H为基准计算的相对灵敏度为0.30,是一个灵敏度尚可的核,但是核四极矩效应显著,谱峰展宽效应明显。

上图为我公司400MHz核磁所做的45ScNMR,在pH<2的环境下,水溶液中的Sc3+信号出在0 ppm,由于水合Sc3+的球对称特性,谱峰尖锐,仅仅128次的扫描就得到了不错的谱图。

由于45Sc对配位环境极端敏感,使其化学位移分布很宽,通常而言高配位数 → 更强的屏蔽 → 位移向高场(更负)移动,例如八配位 < 七配位 < 六配位 < 五配位(δ值依次增大),在非常低的配位数(如三配位)有机Sc化合物中,化学位移甚至可达到 +2000 ppm 以上。而高电负性环境,会导致化学位移向高场移动,如 [ScF₆]³⁻ 中,δ可低至 约 -300 ppm。下面表格列出了不同状态下Sc的化学位移,供参考:

化合物/配合物类型化学式示例化学位移 (δ) 范围备注
水合钪离子[Sc(H2O)n]3+0 ppm (参考标准)通常在酸性水溶液中测定。
硝酸盐配合物[Sc(NO3)]2+~ -50 到 -150 ppm随硝酸浓度增加,位移向负值移动。
羟基配合物[Sc(OH)]2+变化较大随 pH 值变化,通常在正 ppm 区域,且谱线较宽。
β-二酮配合物Sc(acac)3~ 100 – 300 ppm有机溶剂中测定,具体数值取决于取代基。
胺类配合物Sc(en)33+~ 50 – 150 ppmen = 乙二胺,具体取决于配体场强。
多核/聚合物种Sc2(μ−OH)2极宽的峰通常难以精确测定化学位移,表现为宽包络峰。