Nukleární magnetická rezonance
Inverzní experimenty
Koherence
\apLs>
zobecnění transverzální (příčné) magnetizace vytvoření příčné magnitizace - 90° pulz na systém v rovnovážném stavu
1,3 2,4
1.2 3,4
přechody - jed no kvantové (single-quantum) změna magn. kvantového čísla o 1 magnetizace spojené s každým proto jednokvantová koherence (single-quantum coherence), řád koherence, p, 1
•  SQ. koherence je tedy konvenční příčná magnetizace detekována během NMR experimentu, protože generuje napětí v NMR cívce
Vícekvantová koherence
\apis>
• systém ve stavu aa se nedá konvertovat do stavu (3(3 jedním RF pulzem
• potřebujeme dva pulzy, např:
selektivní pro 1-2   aa -> aP vytvoření SQ. pro tento přechod
selektivní pro 2-4   aP -> PP část původně spojená s přechodem 1-2
aa -> PP
přechod 1-2 je řízen frekvencí jednoho jádra (S) přechod 2-4 je řízen frekvencí druhého jádra (I)
Měřitelné pouze SQ, ostatní negenerují magnetizaci - proč ??
Vývoj - např. páry antifázových vektorů
nulový vývoj J-interakce (S magnetizace v x,y) vývoj chemického posunu
DQ:
7f>
jednokvantová (SQ) koherence - změna kvantového čísla o 1 dvoukvantová (DQ) koherence - změna kvantového čísla o 2 nulkvantová (ZQ) koherence - nedochází ke změně kvantového čísla DQje neměřitelná
Existence těchto stavů je detekována nepřímo po konverzi na jednokvantovou magnetizaci před detekcí
Inverzní kalibrace pulzů
nverzní kalibrace pulzů
90
10°
FT
90
1/2J
50°
V
A
90
90°
• vytvoření vícekvantové koherence - ztráta signálu
CH3 - CH2 - OH «     97.8 %
interakční konstanty 1H-1H
"■■"ii|iiiii.iihi.i.ii.. ......i.........i.........i.........i.........i.....J
3.7     3.6     3.5 ppm 1.3   1.2    1.1    1.0 ppm
CH3 - 13CH2 - OH 1.08 %
13CH3 - CH2 - OH 1.08%
x 16
interakční konstanty 1H-13C
i i i j i i rrt f i i i | i i i i i i i i i | t i i i i i i i i | i i i i l l l l n i i i i j i i i i i i i i i j.....i i i i j i r Ti i i i i i j.......i i j i i i i i i
3.7     3.6     3.5 ppm 1.3    1.2    1.1    1.0 ppm
Heteronukleární dvoukvantový filtr
•   Ó2 = 1/2J => dvoukvantová koherence
Citlivost - NMR experiment
S    M - A- Bq    • Yexc ' YÍet -n-JŇŠ N ^ T
M ...počet molekul v aktivním objemu
A ...výskyt aktivního izotopu
T ...teplota
B0 ...magnetická indukce vnějšího statického pole
ľ2* ...efektivní transverzální relaxační čas
A/S ...počet skenů
Vexc/det ...magnetogyrická konstanta excitovaného/detekovaného jádra
I
s I
s
I
s
I
s
		iff MM	
		in"'	
			
		r	y¥w¥
jádro S: 13C
normal NMR
INEPT
rev. INEPT
H->C->H
8
32
15N
10
31,6
306
ZVýŠení YeXc a Ydet" PrinC'P INEPTu ('det "> Sexc>
reverzní INEPT: Sexc ^ ldet
U^S -> I
det
Reverzní INEPT
180 90
						II	
	9C	4-t/2—►	180	x 4-t/2—►	90	. I	Mv»v
ŕ!
r-■-1-'-i11—•-•-'-•-1-1-'-'-'-1-
Hz 100 0 -100
HSQC experiment
Heteronuclear Single Quantum Coherence
dl
90      180       90 180 d2 I     I  d2 I  I \J2
ti/2
90 180 d2
d2
180
90
90
180
dve INEPT sekvence oddelene 180° pulzem inkrementacni perioda t1 d2 = 1/2J
CH3 - 13CH2 - OH 1.08 %
13CH3-CH2-OH 1.08%
bez dekaplingu
x 16
HMQC experiment
Heteronuclear MultipleQuantum Coherence
dl	9C	) d2		ti/2	180	ti/2	li		
			9C				9(	3	ll|/vVv
• d2 = l/2J
• dvoukvantový filtr + 180° pulz během času tx
• 180° pulz - vymění ZQ a DQ (bez něj bychom po FT dostali součet XH a 13C frekvence, se 180° pulzem se vliv 1H frekvence neprojeví)
HMBC experiment
Heteronuclear Multiple Bond Correlation
dl	9C	I d2		ti/2	180	ti/2			
			9C				9(	3 |	
• d2 = 1/27   pro n7H c = 5-10 Hz
• n = 2-4; korelace přes více vazeb
JJILI
HMBC
- 50
-100
tmi
-150
111 i i n 11111 rfTTrj-rrrrrrrn
ppm 7
ppra
HMBC experiment with DQ LP J-filter
Heteronuclear Multiple Bond Correlation - with DQ low-pass J-filter
90
1H
dl
d2
180
ti/2
ti/2
3C
90 90 d3
90
• d2 = 1/27   pro X7H c = 150 Hz
• d3 = 1/27   pro n7H c = 5-10 Hz