1H-Verschiebungen vorhersagen, bevor gemessen wird: was das Vertrauensintervall verraet
Autor: Dr. Oliver Kraft, Dr. rer. nat., Organische Chemie · Aktualisiert am 2026-08-04
Kurz und direkt
Eine Verschiebungsvorhersage ersetzt keine Messung. Sie beantwortet die Frage davor: welche Signale werden sich ueberlappen, und welche werden eine Zuordnung tragen. Fuer Paracetamol sagt das Werkzeug neun Protonensignale voraus. Das NH-Signal liegt bei 9,24 ppm mit einem Intervall von nur einem ppm Breite, das aromatische H-C4 dagegen bei 7,29 ppm mit einem Intervall von 4,54 bis 10,04 ppm.
Das ist die eigentliche Information. Auf das NH-Signal laesst sich eine Zuordnung stuetzen, auf H-C4 nicht. Wer die Vorhersage als Punktwert liest und die Intervallbreite ignoriert, behandelt beide gleich und begruendet eine Zuordnung mit einer Zahl, die das Modell selbst nicht traegt.
Das gerechnete Ergebnis
| Position | Vorhersage (ppm) | Vertrauensintervall | Breite (ppm) |
|---|---|---|---|
| H-N1 (Amid-NH) | 9.24 | 8,74 bis 9,74 | 1 |
| H-O2 (phenolisches OH) | 8.84 | 7,10 bis 10,59 | 3.49 |
| H-C4 (aromatisch) | 7.29 | 4,54 bis 10,04 | 5.5 |
| H-C5 (aromatisch) | 7.28 | 6,66 bis 7,90 | 1.24 |
| H-C2 (aromatisch) | 6.65 | 6,44 bis 6,86 | 0.42 |
| H-C3 (aromatisch) | 6.63 | 6,21 bis 7,04 | 0.83 |
| H-C1a (Acetyl-CH3) | 1.95 | -0,80 bis 4,69 | 5.49 |
| H-C1b (Acetyl-CH3) | 1.95 | -0,80 bis 4,69 | 5.49 |
| H-C1c (Acetyl-CH3) | 1.94 | -0,81 bis 4,68 | 5.49 |
Gerechnet am 03.08.2026 mit covnmr_predict, Kern 1H, SMILES CC(=O)Nc1ccc(O)cc1. Woertliche Werkzeugausgabe, Verfahren csp5.
Wofuer ist eine Vorhersage im Alltag gut?
Fuer drei Dinge. Erstens fuer die Planung: wenn zwei erwartete Signale im selben Bereich liegen, lohnt sich ein anderes Loesungsmittel oder ein zweidimensionales Experiment, und das entscheidet man besser vor der Messzeit als danach. Zweitens fuer die Gegenprobe: weicht ein gemessenes Signal deutlich vom vorhergesagten Bereich ab, ist das ein Hinweis auf eine andere Struktur, ein Nebenprodukt oder ein Loesungsmitteleffekt. Drittens fuer die Kandidatenpruefung, wenn mehrere Strukturvorschlaege zu einer Masse passen.
Wofuer sie nicht gut ist: als Beleg. Eine vorhergesagte Verschiebung ist ein Erwartungswert aus einem Modell, keine Messung. In einer Einreichung steht das gemessene Spektrum, nicht die Vorhersage.
Warum sind die drei Methylprotonen nicht identisch?
Im Ergebnis unten stehen fuer die Acetyl-Methylgruppe drei Werte, 1,95, 1,95 und 1,94 ppm. Chemisch sind diese drei Protonen durch freie Rotation aequivalent und ergeben ein einziges Signal. Die drei leicht verschiedenen Zahlen sind ein Artefakt der atomweisen Vorhersage, nicht ein physikalischer Befund. Ein Gegenlauf belegt das: fuer Toluol sagt dasselbe Verfahren fuer alle drei Methylprotonen exakt 2,36 ppm vorher. Das Modell mittelt also nicht ueber rotationsaequivalente Kerne, es sagt jeden Kern einzeln vorher, und ob die Werte zusammenfallen, ist Rechenergebnis und nicht Absicht. Wer die Ausgabe unbesehen in eine Tabelle uebernimmt, dokumentiert einen Unterschied, den es nicht gibt.
Ein zweiter Punkt gehoert dazu, und er ist die haeufigere Fehlerquelle: die Bezeichnungen H-C2 bis H-C5 sind interne Atomindizes des Werkzeugs, keine Positionsnummern nach IUPAC. Ein Gegenlauf mit Phenol zeigt das eindeutig. Dort liegt H-C2 bei 7,22 ppm, also im Bereich der meta-Protonen, waehrend die ortho-Protonen als H-C4 und H-C5 bei 6,81 und 6,82 ppm erscheinen. Wer H-C2 als ortho-Position zur Hydroxylgruppe liest, weil die IUPAC-Zaehlung das nahelegt, ordnet falsch zu. Diese Seite nennt die Bezeichnungen deshalb woertlich so, wie das Werkzeug sie ausgibt, und leitet daraus keine chemische Position ab.
Das ist der Grund, warum diese Seite die Rohausgabe zeigt statt einer aufgeraeumten Fassung. Eine Vorhersage ist ein Werkzeug fuer jemanden, der weiss, was er liest.
Haeufige Fragen
- Beruecksichtigt die Vorhersage das Loesungsmittel?
- Der gezeigte Lauf uebergibt kein Loesungsmittel. Gerade die austauschbaren Protonen, also NH und OH, verschieben sich je nach Loesungsmittel und Wassergehalt erheblich und koennen ganz verschwinden. Die breiten Intervalle dieser beiden Signale bilden genau diese Unsicherheit ab.
- Warum reicht das Intervall bei der Methylgruppe unter null?
- Weil das Modell fuer aliphatische Protonen einen sehr weiten Erwartungsbereich ansetzt und die untere Grenze rein rechnerisch unter null faellt. Physikalisch sind negative Verschiebungen gegenueber Tetramethylsilan moeglich, aber fuer eine Acetylgruppe nicht zu erwarten. Das ist eine Modellgrenze, die man kennen muss.
- Kann ich auch 13C vorhersagen?
- Ja, der Kern ist ein Aufrufparameter. Fuer die Strukturaufklaerung ist die Kombination aus beiden Kernen deutlich aussagekraeftiger als einer allein, weil sich die Mehrdeutigkeiten der beiden Bereiche selten decken.
- Wie vergleiche ich Vorhersage und Messung sauber?
- Nicht Signal fuer Signal nach kleinstem Abstand, sondern nach Zuordnung. Zwei Signale, deren Intervalle sich ueberlappen, duerfen nicht allein aufgrund der Vorhersage getrennt zugeordnet werden. Dafuer gibt es zweidimensionale Experimente, und ein Werkzeug fuer den Abgleich von vorhergesagtem und gemessenem Spektrum.
- Was bedeutet die Methodenangabe csp5?
- Sie benennt das verwendete Vorhersageverfahren und erscheint in jeder Zeile der Ausgabe. Sie gehoert in die Dokumentation, wenn die Vorhersage in einem Bericht auftaucht: die Angabe, mit welchem Verfahren eine Zahl entstanden ist, ist Teil der Nachvollziehbarkeit.
Quellen
- ICH Q6A: Spezifikationen und Pruefverfahren fuer neue Wirkstoffe und Arzneimittel. Rahmen fuer die Frage, welche analytische Aussage belegt sein muss.
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