Utilizați serviciul nostru RMN pentru experimente RMN 2D și alte experimente RMN.
Tipuri de RMN 2D
Spectroscopia RMN bidimensională (2D) include:-
Homonucleară
- Prin legătură: COSY, TOCSY, 2D-INADEQUATE, 2D-ADEQUATE
- Spațiu transversal: NOESY, ROESY
Corelație heteronucleară
- Corelație cu o singură legătură HSQC, HMQC
- Corelație cu rază lungă de acțiune HMBC
Exemple de atribuire spectrală 2D
Asignarea 12,14-ditbutilbenzo-cristinei
Asemnarea acetatului de colesteril
Bazele RMN 2D
Într-un experiment RMN 1D, etapa de achiziție a datelor are loc imediat după secvența de impulsuri. Această ordine este menținută și în cazul experimentelor complexe, deși se adaugă o fază de pregătire înainte de achiziție. Cu toate acestea, într-un experiment 2D-NMR, etapa de achiziție este separată de etapa de excitare prin etape intermediare numite evoluție și amestecare. Procesul de evoluție continuă pentru o perioadă de timp etichetată t1. Achiziția datelor include un număr mare de spectre care sunt achiziționate după cum urmează: prima dată, valoarea lui t1 este stabilită aproape de zero și se achiziționează primul spectru. A doua oară, t1 se mărește cu Δt și se achiziționează un alt spectru. Acest proces (de creștere a lui t1 și de achiziționare a spectrelor) se repetă până când există suficiente date pentru analiza cu ajutorul unei transformate Fourier 2D. Spectrul este reprezentat, de obicei, ca o hartă topografică în care una dintre axe este f1, care reprezintă spectrul în dimensiunea t1, iar cea de-a doua axă este cea care este dobândită după etapele de evoluție și de amestecare (similar cu achiziția 1D). Intensitatea semnalului este reprezentată printr-o culoare cu atât mai puternică cu cât este mai intensă.
În harta topografică rezultată, semnalele sunt o funcție de două frecvențe, f1 și f2. Este posibil ca un semnal să apară la o frecvență (de exemplu, 20 Hz) în f1 și la o altă frecvență (de exemplu, 80 Hz) f2 ceea ce înseamnă că frecvența semnalului s-a schimbat în timpul evoluției. Într-un experiment 2D-NMR, se măsoară transferul de magnetizare. Uneori, acesta are loc prin legături cu același tip de nucleu, cum ar fi în COSY, TOCSY și INADEQUATE sau cu un alt tip de nucleu, cum ar fi în HSQC și HMBC sau prin spațiu, cum ar fi în NOESY și ROESY.
Diferitele tehnici 2D-NMR sunt utile atunci când 1D-NMR este insuficientă, cum ar fi atunci când semnalele se suprapun deoarece frecvențele lor de rezonanță sunt foarte asemănătoare. Tehnicile 2D-NMR pot economisi timp mai ales atunci când sunt interesate de conectivitatea dintre diferite tipuri de nuclee (de exemplu, proton și carbon).
Experimentul RMN 2D de bază (fig. 1) constă într-o secvență de impulsuri care excită nucleele cu două impulsuri sau grupuri de impulsuri, apoi recepționează dezintegrarea prin inducție liberă (fid). Grupurile de impulsuri pot fi pur de radiofrecvență (rf) sau pot include impulsuri de gradient magnetic. Achiziția se efectuează de mai multe ori, mărind întârzierea (timpul de evoluție – t1) între cele două grupuri de impulsuri. Timpul de evoluție este etichetat t1, iar timpul de achiziție, t2.
Fig. 1. Secvență de impulsuri de bază pentru achiziția 2D
Transformată Fourier 2D
FID-ul este apoi transformat Fourier în ambele direcții (fig. 2) pentru a obține spectrul. Spectrul este afișat în mod convențional sub forma unei diagrame de contur. Frecvența de evoluție este etichetată f1, iar frecvența de achiziție este etichetată f2 și este reprezentată grafic de la dreapta la stânga.
Fig. 2. Transformată Fourier 2D
Spectrul 2D este de obicei reprezentat grafic cu proiecțiile sale 1D pentru claritate. Acestea pot fi proiecții autentice sau spectrele 1D echivalente. Într-un spectru homonuclear există de obicei o diagonală (cu excepția 2D-INADEQUATE) care reprezintă corelația vârfurilor cu ele însele și nu este în sine foarte informativă. Semnalele îndepărtate de diagonală reprezintă corelații între două semnale și sunt utilizate pentru atribuire. De exemplu, în spectrul COSY homonuclear din Fig. 3, semnalul 1H de la 1,4 ppm se corelează cu semnalul 1H de la 2,8 ppm, deoarece există vârfuri încrucișate, dar acestea nu se corelează cu semnalele de la 7.3 ppm.
Fig. 3. Spectrul COSY 2D al etilbenzenului
Într-un spectru heteronuclear nu există semnale diagonale și toate semnalele reprezintă corelații. De exemplu, în spectrul heteronuclear HSQC de corelație cu rază scurtă de acțiune din fig. 4, semnalul 1H de la 1,4 ppm se corelează cu semnalul 13C de la 15,7 ppm, semnalul 1H de la 2.8 ppm se corelează cu semnalul 13C la 29,0 ppm, etc.
Fig. 4. Spectrul HSQC 2D al etilbenzenului
Semnalurile dintr-un spectru 2D nu sunt întotdeauna în fază pură. Uneori, faza nu poate fi exprimată simplu, ca în HMBC și 2D-INADEQUATE, caz în care se trasează un spectru de magnitudine. Cu toate acestea, spectrele de magnitudine sacrifică rezoluția în comparație cu spectrele de fază pură (și, spre deosebire de funcțiile de fereastră care lărgesc liniile, nu produc creșteri de sensibilitate). Prin urmare, ori de câte ori este posibil, spectrul 2D ar trebui să fie în fază. Semnalele rezultate pot fi în fază pură, antifază sau în fază negativă, ca în figura 5. Semnalele negative sunt reprezentate în mod convențional prin contururi punctate sau roșii.
Fig. 5. Faze posibile pentru o corelație între două dublete
.