DISACCOPPIAMENTO DI SPIN DISACCOPPIAMENTO DI SPIN In un

DISACCOPPIAMENTO DI SPIN

DISACCOPPIAMENTO DI SPIN In un esperimento di doppia risonanza il segnale di un gruppo di protoni viene irraggiato con una frequenza (alta potenza) uguale a quella di risonanza di quel gruppo di protoni Il segnale irraggiato scompare nello spettro e quello dei nuclei in accoppiamento viene semplificato con scomparsa di tutte le costanti di accoppiamento con il nucleo irraggiato Differenza con NOE: il campo disaccoppiante è applicato durante AT

ESEMPIO

ESEMPIO Spettro disaccoppiato Spettro 4 dd appartenenti a sistemi AMX

ESEMPIO

EFFETTO Bloch Siegert Se il campo disaccoppiatore è applicato durante l’acquisizione si può osservare shift dei segnali

ESEMPIO

ALTRI DISACCOPPIAMENTI: SOPPRESSIONE DEL SOLVENTE (H 2 O) Impulso lungo, selettivo, che satura il segnale dell’acqua mettendo in evidenza gli altri segnali.

13 C NMR DISACCOPPIAMENTO ETERONUCLEARE 13 C{H}

Aspetti salienti della spettroscopia NMR 1. 2. 3. 4. Problema di sensibilità Accoppiamenti diretti 1 J e 2 J C(H) Disaccoppiamento Chemical shift

1. PROBLEMA DELLA SENSIBILITA’ 12 C non è NMR-attivo: I = 0 13 C possiede spin, I = 1/2 I segnali del 13 C sono 6250 volte più deboli di quelli del 1 H perché: 1. L’abbondanza naturale del 13 C è piccola (1. 08% di tutto il C) 2. Il momento magnetico del 13 C è piccolo: g. H = 4 g. C

Sensibilità/Recettività La Sensibilità di un nuclide è una misura di quanto sia facile acquisire un segnale NMR di del nuclide indipendentemente dalla sua abbondanza relativa La Recettività è una misura di quanto sia facile acquisire un segnale NMR di un certo nuclide tenendo conto della sua abbondanza relativa a = abbondanza relativa del nucleo X Sx = sensibilità intrinseca del nucleo X (indipendente da a) Rx = recettività Rx = a. Sx = ak(gx)3 I(I+1)

Sensibilità/Recettività Interessa in genere confrontare quanto sia facile rilevare un nucleo rispetto ad uno sensibile di riferimento. Si definisce quindi la sensibilità del nucleo X rispetto ad H (nucleo sensibile) : Sensibilità relativa = g 13 C 3 s 13 C S 1 H = g 1 H 3 = g 13 C 3 R 13 C = g 1 H 3 R 1 H 3 sx S 1 H 1 = 1. 59 10 -2 4 1. 07 = 1. 59 10 -2 99. 99 Recettività relativa = S 1 H = 64 S 13 C R 1 H = 6250 R 13 C A parità di condizioni (B 0, concentrazione) il segnale 13 C NMR è 6250 volte più basso di quello dell’ 1 H!

2. ACCOPPIAMENTI A causa della sua bassa abbondanza naturale (1. 08%) c’è una bassa probabilità di trovare due atomi di 13 C vicini nella stessa molecola. Accoppiamento 13 C – 13 C poco probabile Gli spettri sono quindi generati da molte molecole che contribuiscono ognuna con un atomo di 13 C. Il 13 C accoppia con i protoni.

CH 3 CH 2 quartetto tripletto CH doppietto C singoletto Si applica la regola dell’n + 1 Le 1 JCH sono grandi ~ 100 - 300 Hz Si vedono anche 2 JCH e 3 JCH 0 -60 Hz

SPETTRO 13 C ACCOPPIATO 1 J(CH) ≈ 200 Hz 2 J(CH) ≈ 10 Hz

13 C accoppiato 13 C disaccoppiato

SPETTRI DEL 13 C DISACCOPPIATI Lo spettro più comune del 13 C è quello in cui si registra il carbonio irradiando tutti gli idrogeni della molecola simultaneamente. Ciò richiede una seconda radiofrequenza (RF) (disaccoppiatore), sintonizzata sulla frequenza del 1 H, mentre la radiofrequenza primaria è sintonizzata sulla frequenza del 13 C. (ESPERIMENTO IN DOPPIA RISONANZA) RF 2 1 H-13 C “disaccoppiatore” Satura i protoni in modo continuo Si misura il segnale (FID) del 13 C RF 1 impulso sintonizzato sul 13 C

DISACCOPPIATO 1 J(CH) 2 J(CH) ACCOPPIATO

METODI DI DISACCOPPIAMENTO CI SONO ALMENO 4 METODI DIVERSI DI DISACCOPPIARE 13 C DA 1 H 1) DISACCOPPIAMENTO BRAD BAND (BANDA LARGA) Disaccoppiato con NOE Effetto NOE molto grande fino a 200% perché C-H sono direttamente accoppiati Massima interazione dipolare VANTAGGI: GRANDE AUMENTO DI INTENSITA’ PER EFFETTO NOE E PERCHE’ I MULTIPLETTI COLLASSANO A SINGOLETTI SVANTAGGIO: SI PERDE L’INFORMAZIONE DELLA MOLTEPLICITA’

METODI DI DISACCOPPIAMENTO CI SONO ALMENO 4 METODI DIVERSI DI DISACCOPPIARE 13 C DA 1 H 2. GATED DECOUPLING 2) Accoppiato con NOE RESTA L’ACCOPPIAMENTO MA CON GUADAGNO DI INTENSITA PER EFFETTO NOE

TEMPI DI RILASSAMENTO T 1 PER PROBLEMA DELL’INTEGRAZIONE 13 C

TEMPI DI RILASSAMENTO T 1 PER 13 C

METODI DI DISACCOPPIAMENTO CI SONO ALMENO 4 METODI DIVERSI DI DISACCOPPIARE 13 C DA 1 H 3) INVERSE GATED DECOUPLING Inverse Gated Decoupling: Non c’è accoppiamento e neanche NOE. Si può integrare. Per misure quantitative aspettando un tempo sufficiente (5 T 1) Disaccoppiato senza NOE

ESEMPI

ESEMPI

METODI DI DISACCOPPIAMENTO 4. OFF RESONANCE DECOUPLING 1 H accoppiato L’impulso del 1 H (B 2) viene applicato «off resonance» , cioè fuori dal range di assorbimento del protone d circa 1000 -2000 Hz. J 0 Dn JR = g. B 2/2 p JR = J residua J 0 = J effettiva Dn = n. B 2 - n. H = frequenza del protone disaccoppiatp Off resonance disaccoppiato

CH 3 CH 2 C CCH 2 OH