Használja NMR szolgáltatásunkat 2D és egyéb NMR kísérletekhez.
A 2D NMR típusai
A kétdimenziós (2D) NMR spektroszkópia magában foglalja:-
Homonuclear
- Through bond:
- Téren keresztül: COSY, TOCSY, 2D-INADEQUATE, 2D-ADEQUATE
- Téren keresztül: Heteronukleáris korreláció
- Egykötéses korreláció HSQC, HMQC
- Hosszú távú korreláció HMBC
Példák 2D spektrális hozzárendelésre
12,14-ditbutilbenzokrisen hozzárendelése
Koleszteril-acetát
A 2D NMR alapja
Egy 1D-NMR kísérletben az adatgyűjtési szakasz közvetlenül az impulzussorozat után történik. Ez a sorrend komplex kísérletek esetén is megmarad, bár az adatgyűjtés előtt egy előkészítő fázist is beiktatunk. A 2D-NMR-kísérletben azonban az adatgyűjtési szakaszt a gerjesztési szakasztól köztes szakaszok választják el, amelyeket evolúciónak és keverésnek neveznek. Az evolúciós folyamat egy t1 jelű időtartamig tart. Az adatgyűjtés nagyszámú spektrumot tartalmaz, amelyeket a következőképpen veszünk fel: az első alkalommal a t1 értékét közel nullára állítjuk, és felvesszük az első spektrumot. A második alkalommal a t1 értékét Δt-vel növeljük, és újabb spektrumot veszünk fel. Ezt a folyamatot (a t1 növelését és a spektrumok felvételét) addig ismételjük, amíg elegendő adat áll rendelkezésre a 2D Fourier-transzformációval történő elemzéshez. A spektrumot általában topográfiai térképként ábrázolják, ahol az egyik tengely az f1, azaz a t1 dimenzióban lévő spektrum, a másik tengely pedig a fejlődési és keverési szakaszok után felvett spektrum (hasonlóan az 1D felvételhez). A jel intenzitását annál erősebb színnel jelölik, minél intenzívebb a jel.
A kapott topográfiai térképen a jelek két frekvencia, f1 és f2 függvényei. Előfordulhat, hogy egy jel egy frekvencián (pl. 20 Hz) f1-ben, egy másik frekvencián (pl. 80 Hz) f2-ben jelenik meg, ami azt jelenti, hogy a jel frekvenciája a fejlődési idő alatt megváltozott. A 2D-NMR-kísérletben a mágnesezettségi átvitelt mérik. Néha ez az azonos típusú maghoz való kötéseken keresztül történik, mint a COSY, TOCSY és INADEQUATE esetében, vagy más típusú maghoz, mint a HSQC és HMBC esetében, vagy téren keresztül, mint a NOESY és ROESY esetében.
A különböző 2D-NMR technikák akkor hasznosak, ha az 1D-NMR nem elegendő, például amikor a jelek átfedik egymást, mert rezonanciafrekvenciájuk nagyon hasonló. A 2D-NMR technikák időt takaríthatnak meg, különösen akkor, ha a különböző típusú atommagok (pl. proton és szén) közötti kapcsolódás érdekli őket.
A 2D-NMR alapkísérlet(1. ábra) egy impulzussorozatból áll, amely két impulzussal vagy impulzuscsoporttal gerjeszti az atommagokat, majd a szabad indukciós bomlást (fid) fogadja. Az impulzuscsoportok lehetnek tisztán rádiófrekvenciás (rf) vagy tartalmazhatnak mágneses gradiens impulzusokat. A felvételt többször végzik el, növelve a két impulzuscsoport közötti késleltetést (fejlődési idő – t1). Az evolúciós időt t1-vel, az akvizíciós időt pedig t2-vel jelöljük.
1. ábra. Alap impulzussorozat a 2D akvizícióhoz
2D Fourier-transzformáció
A FID-t ezután mindkét irányban Fourier-transzformáljuk (2. ábra), hogy megkapjuk a spektrumot. A spektrumot hagyományosan kontúrdiagramként jelenítik meg. A fejlődési frekvenciát f1-gyel, a felvételi frekvenciát f2-vel jelöljük, és jobbról balra ábrázoljuk.
2. ábra. 2D Fourier-transzformáció
A 2D spektrumot az áttekinthetőség érdekében általában az 1D-s vetületeivel együtt ábrázoljuk. Ezek lehetnek valódi vetületek vagy az ezekkel egyenértékű 1D spektrumok. Egy homonukleáris spektrumban általában van egy diagonális (a 2D-INADEQUATE kivételével), amely a csúcsok önmagukkal való korrelációját jelenti, és önmagában nem túl informatív. Az átlótól távolodó jelek két jel közötti korrelációt jelentenek, és a hozzárendeléshez használhatók. Például a 3. ábrán látható homonukleáris COSY spektrumban az 1,4 ppm-nél lévő 1H jel korrelál a 2,8 ppm-nél lévő 1H jellel, mert vannak keresztcsúcsok, de ezek nem korrelálnak a 7-es jelekkel.3 ppm.
3. ábra. etilbenzol 2D COSY spektruma
Egy heteronukleáris spektrumban nincsenek diagonális jelek és minden jel korrelációt jelent. Például a 4. ábrán látható heteronukleáris HSQC rövidtávú korrelációs spektrumban az 1,4 ppm-nél lévő 1H jel korrelál a 15,7 ppm-nél lévő 13C jellel, az 1H jel 2.8 ppm-nél korrelál a 29,0 ppm-nél lévő 13C jellel, stb.
4. ábra. 4. Etilbenzol 2D HSQC spektruma
A 2D spektrumban a jelek nem mindig tiszta fázisúak. Néha a fázis nem fejezhető ki egyszerűen, mint a HMBC és a 2D-INADEQUATE esetében, ilyenkor egy nagyságspektrumot ábrázolunk. A magnitúdóspektrumok azonban feláldozzák a felbontást a tiszta fázisspektrumokhoz képest (és a vonalakat kiszélesítő ablakfüggvényekkel ellentétben nem eredményeznek érzékenységnövekedést). Ezért, ahol csak lehetséges, a 2D spektrumot fázisosnak kell tekinteni. Az így kapott jelek lehetnek tiszta fázisúak, ellenfázisúak vagy negatív fázisúak, mint az 5. ábrán látható. A negatív jeleket hagyományosan szaggatott vagy piros kontúrokkal ábrázolják.
5. ábra. Két dublett közötti korreláció lehetséges fázisai
