構造決定のためのスペクトル法

　ブレビコミンやボンビコールまたさらに複雑な有機化合物は天然には多数存在している。

　これらの構造はどのように確認されているのだろうか？

　精巧な電子顕微鏡で見るのか？はたまた、想像で完成させるのか？

　そんなことはできない。実際に分子の状態を見ることもできない。

　それではどのような方法を使うのだろうか？

　現在行われている構造決定はスペクトル法と言われる方法である。

　それではスペクトルとは何か？問う。率直に言うと明確な日本語の定義はない。

　一言で言うと、様々な電磁波から出る波長をいろいろな形で表したものである。

　スペクトルは分子によって固有の値を持っている。

　それでは様々な電磁波とはどのようなものがあるのだろうか？図１に表してみよう。

図１　電磁波スペクトル

　マイクロ波は皆さん知っているように電子レンジで使われている電磁波ですね。

　紫外線はガン黒にしたいときに浴びるもの、X線はレントゲン写真をとるときに浴びるものです。

左に行くほど振動数が大きい・・ってことは体に浴びると体を構成する分子も振動するので、それが振動しすぎるとその分子の性質を壊してしまうから、あまり浴びすぎるのは良くないわけです。

　まあ、それはいいとして、これを使った有機化合物決定法を2、3簡単に紹介しよう。

　代表的なのは可視・紫外線吸収スペクトル法(UVスペクトル)、赤外線吸収スペクトル法（IRスペクトル）、核磁気共鳴スペクトル法(NMRスペクトル)である。

それらの特徴を簡単に表1にまとめる。

スペクトル法	測定原理	特徴
可視紫外線吸収スペクトル (Visible Ultraviolet absorption spectrum)	紫外と可視の電磁波が多重結合を持った化合物の中を通過すると、その電磁波の一部はその化合物によって吸収される。そのはじめの電磁波と吸収されなかった電磁波との差を測定。	化合物が共役重合を持つほど、その化合物の吸収される波長は長くなる。つまり多重結合があるかないかがわかる。
赤外線吸収スペクトル (InfraRed absorption spectrum)	赤外線はX線のように電子の励起を起こすほどの大きなエネルギーでなく、有機化合物の原子や基の共有結合を振動させ、その振動を測定する	非常に多くのピークが現れるので、化合物ごとにピークが違う。よって分子の指紋(fingerprint)だといわれる。
核磁気共鳴スペクトル (Nuclear magnetic resonance supectrum)	例えば水素核(プロトンは)磁気的性質を持っているので、水素を持つ化合物を強い磁場に置き、ラジオ領域の電磁波を照射させることによって水素核にエネルギーの吸収し、共鳴が起こる。	磁場の強さと電磁波の振動数がある特定の値になったときに起こる。プロトンNMRでは水素を持っていないと意味はないが、有機化合物は水素核をもっているので、使うことができる。酸素は計測できない。