Yadro magnit-rezonansini ajratish - Nuclear magnetic resonance decoupling

Boshqa maqsadlar uchun qarang Ajratish (ajratish).

Yadro magnit-rezonansini ajratish (NMR ajratish) qisqasi) da ishlatiladigan maxsus usul yadro magnit-rezonans (NMR) spektroskopiyasi namuna qaerda bo'lishi kerak tahlil qilingan ma'lum darajada nurlanadi chastota yoki ta'sirini to'liq yoki qisman yo'q qilish uchun chastota diapazoni birlashma aniq o'rtasida yadrolar. NMR birikmasi yadrolarning molekulalardagi bir-biridan ikki bog'lanish masofasidagi atomlardagi bir-biriga ta'sirini anglatadi. Ushbu ta'sir spektrdagi NMR signallarini bir nechta tepaliklarga bo'linishiga olib keladi. To'liq yoki qisman ajratish signalning nurlangan yadrolari va boshqa spektrda tahlil qilinayotgan yadrolari kabi boshqa yadrolari o'rtasida bo'linishini yo'q qiladi. NMR spektroskopiyasi va ba'zida ajratish yordam berishi mumkin aniqlash tuzilmalar ning kimyoviy birikmalar.

Izoh

Namunaning NMR spektroskopiyasi NMR spektrini hosil qiladi, bu asosan a grafik vertikal o'qda signal intensivligi va boshqalar. kimyoviy siljish gorizontal o'qda ma'lum bir izotop uchun. Signalning intensivligi ushbu kimyoviy siljishdagi namunadagi to'liq ekvivalent yadrolarning soniga bog'liq. NMR spektrlari bittasini tahlil qilish uchun olinadi izotop bir vaqtning o'zida yadrolarning Faqat ma'lum bir turdagi izotoplarning ayrim turlari elementlar NMR spektrlarida namoyon bo'ladi. Faqatgina ushbu izotoplar NMR birikmasini keltirib chiqaradi. Molekulada bir xil ekvivalent mavqega ega bo'lgan atomlarning yadrolari ham bir-biriga qo'shilmaydi. 1H (proton) NMR spektroskopiyasi va 13C NMR spektroskopiyasi tahlil qilish 1H va 13S yadrolari navbati bilan NMR spektroskopiyasining eng keng tarqalgan turlari (signallarni ko'rsatadigan eng keng tarqalgan analitik izotoplari).

Gomon yadroviy ajratish yadrolar bo'lganda radio chastotasi (rf) nurlangan spektrda kuzatilayotgan (tahlil qilingan) yadrolar bilan bir xil izotopdir. Heteronükleer ajratish Rf nurlanayotgan yadrolar spektrda kuzatilayotgan yadrolardan farqli izotopga ega bo'lganda bo'ladi.[1] Berilgan izotop uchun ushbu izotopning barcha yadrolari uchun butun diapazon nurlanishi mumkin keng tarmoqli ajratish,[2] yoki faqat shu izotopning ma'lum yadrolari uchun tanlangan diapazon nurlanishi mumkin.

Deyarli barchasi tabiiy ravishda yuzaga keladi vodorod (H) atomlari bor 1Ichida paydo bo'lgan H yadrolari 1H NMR spektrlari. Bular 1H yadrolari ko'pincha yaqin atrofdagi ekvivalent bo'lmagan bilan birlashtiriladi 1Xuddi shu molekula ichidagi H atom yadrolari. H atomlari eng ko'p bog'langan uglerod (C) atomlar organik birikmalar. Tabiiy ravishda mavjud bo'lgan S atomlarining taxminan 99% ga ega 12NMR spektroskopiyasida ko'rinmaydigan C yadrolari va signallarni ko'rsatadigan boshqa yadrolar bilan juftlik. Tabiiy ravishda mavjud bo'lgan S atomlarining taxminan 1% ga ega 13Signallarni ko'rsatadigan C yadrolari 13C NMR spektroskopiyasi va boshqa faol yadrolar bilan juftlik qiling 1H. foizdan beri 13C juda past tabiiy izotopik ko'plik namunalar, 13Boshqa uglerodlarga va boshqalarga C biriktiruvchi effektlari 1H odatda ahamiyatsiz va barcha amaliy maqsadlarda bo'linish 1Tabiiy izotopik uglerod bilan birikish natijasida H signallari paydo bo'lmaydi 1H NMR spektrlari. Haqiqiy hayotda esa 13C ulanish effekti13C boshqa magnit yadrolarning spektrlarini ajratib qo'ydi sun'iy yo'ldosh signallari.

Xuddi shunday barcha amaliy maqsadlar uchun, 13Yaqin atrofdagi tabiiy izotopik uglerodlar bilan bog'lanish tufayli S signalining bo'linishi ahamiyatsiz 13C NMR spektrlari. Ammo deyarli barcha uglerod atomlari bilan bog'langan vodorod 1Tabiiy izotopik ko'plik namunalarida H, shu jumladan har qanday 13H atomlari bilan bog'langan C yadrolari. A 13Hech qanday ajralishsiz C spektri, ularning har biri 13C signallari S atomining yonida joylashgan qancha H atomiga qarab bo'linadi. Spektrni soddalashtirish uchun 13C NMR spektroskopiyasi ko'pincha bajariladi to'liq proton ajratilgan, ma'no 1Namunadagi H yadrolari ularni to'liq ajratish uchun keng nurlanadi 13S yadrolari tahlil qilinmoqda. Ushbu to'liq protonni ajratish H atomlari bilan birikishni yo'q qiladi va shu bilan tabiiy izotopik ko'plikdagi H atomlari tufayli bo'linadi. Tabiiy izotopik ko'plik namunalarida boshqa uglerodlar orasidagi birikma ahamiyatsiz bo'lgani uchun, protondagi signallar to'liq ajratilgan 13C spektrlari uglevodorodlar va boshqa organik birikmalarning ko'pgina signallari bitta cho'qqidir. Shunday qilib, a tarkibidagi uglerod atomlarining ekvivalent to'plamlari soni kimyoviy tuzilish singlet cho'qqilarini hisoblash orqali hisoblash mumkin, qaysi 13C spektrlari juda tor (ingichka) bo'lishga moyildir. Uglerod atomlari haqidagi boshqa ma'lumotlarni odatda kimyoviy siljish, masalan, atom a ning bir qismi bo'ladimi karbonil guruhi yoki an aromatik uzuk va boshqalar. Bunday protonlarni to'liq ajratish intensivligini oshirishga ham yordam beradi 13S signallari.

Bundan tashqari, bo'lishi mumkin rezonansdan ajratish ning 1H dan 13C yadrolari 13C NMR spektroskopiyasi, bu erda kuchsizroq nurlanish natijasida qisman ajratish deb o'ylash mumkin. Bunday rezonansli spektrda faqat 1Uglerod atomiga bog'langan H atomlari uning bo'linishiga olib keladi 13S signali. Split signal piklari orasidagi kichik chastota farqini ko'rsatadigan bog'lanish doimiysi, ajratilmagan spektrga qaraganda kichikroq bo'ladi.[1] Proton-ajratilgan aralashmaning rezonansdan tashqari aralashmasiga qarab 13S spektri uglerod atomlariga qancha gidrogenlar bog'langanligini ko'rsatib berishi mumkin kimyoviy tuzilishini yoritib bering. Ko'pgina organik birikmalar uchun uglerodlar 3 gidrogen bilan bog'langan (metil ) kvartetlar (4-tepalik signallari), 2 ta teng gidrogenlarga bog'langan uglerodlar uchlik (3-tepalik signallari), 1 vodorodga bog'langan uglerodlar dubletlar (2-tepalik signallari) va to'g'ridan-to'g'ri bog'lanmagan uglerodlar kabi paydo bo'ladi. har qanday gidrogenlar singletlar (1-tepalik signallari) bo'ladi.[2]

Yana bir ajratish usuli protonni ajratib olish (shuningdek, tanlangan yoki tor tarmoqli deb ham ataladi). Bu erda tanlangan "tor" 1(Yumshoq) ajratuvchi chastotali impulsning H chastota diapazoni barchaning faqat ma'lum qismini qamrab oladi 1Spektrda mavjud bo'lgan H signallari. Bu ikkita maqsadga xizmat qilishi mumkin: (1) chastotali impuls shakllarini qo'shimcha ravishda sozlash orqali biriktirilgan energiyani kamaytirish / kompozit impulslardan foydalanish, (2) NMR yadrolarining bog'lanish xususiyatlarini aniqlash (ham heteron yadroli, ham gomonukleer ajratish bilan qo'llaniladi). 2-bandni ajratish orqali amalga oshirish mumkin, masalan. bitta 1Keyinchalik, faqat kuzatilgan heteronadroviy yoki ajratilmaganlarning J birikish sxemasining qulashiga olib keladigan H signali. 1J nurlari bilan bog'langan H signallari 1H signali. Spektrning boshqa qismlari ta'sirlanmasdan qolmoqda. Boshqacha qilib aytganda, ushbu ajratish usuli signallarni tayinlash uchun foydalidir, bu keyingi tahlillar uchun hal qiluvchi qadamdir, masalan. Molekulyar tuzilmani echish maqsadida. Masalan, parchalanib ketganda yanada murakkab hodisalar kuzatilishi mumkinligiga e'tibor bering 1H yadrolari ajralmagan moddalar bilan almashinmoqda 1Namunadagi H yadrolari NMR vaqt shkalasida sodir bo'lgan almashinish jarayoni bilan. Bu ekspluatatsiya qilingan, masalan. tarkibida kimyoviy almashinish bilan to'yinganlik o'tkazuvchanligi (CEST) kontrastli moddalar in vivo jonli magnit-rezonans spektroskopiyasi.[3]

Adabiyotlar

  1. ^ a b Qo'shimcha NMR mavzulari
  2. ^ a b Uglerod NMR spektrlari
  3. ^ Sherri AD; Vuds M (2008). "Magnit-rezonans tomografiya uchun kimyoviy almashinish bilan to'yinganlikni uzatuvchi kontrast moddalar". Annu Rev Biomed Eng. 10: 391–411. doi:10.1146 / annurev.bioeng.9.060906.151929. PMC  2709739. PMID  18647117.