spettroscopia nmr (risonanza magnetica...
TRANSCRIPT
![Page 1: Spettroscopia NMR (Risonanza Magnetica Nucleare)people.unica.it/.../2011/12/Lez10-12-ChimFisBiol-NMR.pdfelettronica del relativo idrogeno. d- d Cl C H Elemento elettronegativo d- d](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021521/5b39afd27f8b9a5a518ec422/html5/thumbnails/1.jpg)
Spettroscopia NMR
(Risonanza Magnetica Nucleare)
•studia l’assorbimento della radiazione a radiofrequenze da parte di
molecole quando i loro atomi sono orientati da un campo magnetico
applicato.
•rispetto alle altre tecniche (es. IR, UV), fornisce un maggior numero
di informazioni di tipo strutturale utili all’identificazione di un composto
organico.
•Dallo spettro NMR di un composto si possono ottenere informazioni
qualitative e quantitative.
•inoltre, conducendo esperimenti sofisticati, è possibile risalire alla
conformazione di molecole molto complesse.
![Page 2: Spettroscopia NMR (Risonanza Magnetica Nucleare)people.unica.it/.../2011/12/Lez10-12-ChimFisBiol-NMR.pdfelettronica del relativo idrogeno. d- d Cl C H Elemento elettronegativo d- d](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021521/5b39afd27f8b9a5a518ec422/html5/thumbnails/2.jpg)
Rabi Fisica 1944
Ernst Chimica 1991
Lauterbur Medicina 2003
Mansfield Medicina 2003
Wutrich Chimica 2002
Bloch Fisica 1952
Purcell Fisica 1952
![Page 3: Spettroscopia NMR (Risonanza Magnetica Nucleare)people.unica.it/.../2011/12/Lez10-12-ChimFisBiol-NMR.pdfelettronica del relativo idrogeno. d- d Cl C H Elemento elettronegativo d- d](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021521/5b39afd27f8b9a5a518ec422/html5/thumbnails/3.jpg)
Spettroscopia NMR
(Risonanza Magnetica Nucleare)
![Page 4: Spettroscopia NMR (Risonanza Magnetica Nucleare)people.unica.it/.../2011/12/Lez10-12-ChimFisBiol-NMR.pdfelettronica del relativo idrogeno. d- d Cl C H Elemento elettronegativo d- d](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021521/5b39afd27f8b9a5a518ec422/html5/thumbnails/4.jpg)
![Page 5: Spettroscopia NMR (Risonanza Magnetica Nucleare)people.unica.it/.../2011/12/Lez10-12-ChimFisBiol-NMR.pdfelettronica del relativo idrogeno. d- d Cl C H Elemento elettronegativo d- d](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021521/5b39afd27f8b9a5a518ec422/html5/thumbnails/5.jpg)
Le particelle elementari che compongono gli atomi, come
elettroni, protoni e neutroni, hanno alcune proprietà di
base:
•Massa
•Carica elettrica (protoni ed elettroni)
•Momento angolare di spin
Momento angolare di spin
Il momento angolare di spin può essere
rappresentato intuitivamente come
un movimento di rotazione intorno al
proprio asse della massa
![Page 6: Spettroscopia NMR (Risonanza Magnetica Nucleare)people.unica.it/.../2011/12/Lez10-12-ChimFisBiol-NMR.pdfelettronica del relativo idrogeno. d- d Cl C H Elemento elettronegativo d- d](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021521/5b39afd27f8b9a5a518ec422/html5/thumbnails/6.jpg)
Il numero quantico principale n definisce il livello di energia dell'elettrone e la
dimensione degli orbitali. Può assumere valori interi positivi: n = 1, 2, 3, 4, 5, 6 ……
Il numero quantico secondario l stablisce il numero dei sottolivelli in cui si differenzia
ciascun livello. Ogni sottolivello raggruppa orbitali della stessa forma definita dal valore di
l compreso tra 0 e (n – 1). Ogni sottolivello corrispondente a ciascun valore di l viene
indicato con una lettera minuscola secondo il seguente schema: valore di l=0 1 2 3 4
simbolo s p d f g Si parla quindi di orbitali di tipo s, orbitali di tipo p, orbitali di tipo d
ecc.
Il numero quantico magnetico m. Determina il numero di orbitali appartenenti a ciascun
sottolivello e il loro orientamento nello spazio. Gli orbitali di uno stesso sottolivello sono
isoenergetici (degeneri); m può assumere tutti i valori interi da -l a +l, compreso lo zero.
Per esempio, per l = 1, m = -1, 0, +1, ossia al sottolivello p appartengono tre orbitali
degeneri orientati secondo gli assi cartesiani: px, py, pz.
Il numero quantico di spin, ms è legato al senso della rotazione, orario o antiorario,
dell'elettrone attorno al proprio asse. Esso può assumere valore +1/2 e -1/2. Ogni orbitale
può contenere al massimo due elettroni (doppietto elettronico) con spin opposto.
?????????
UN PO’ DI RIPASSO:
![Page 7: Spettroscopia NMR (Risonanza Magnetica Nucleare)people.unica.it/.../2011/12/Lez10-12-ChimFisBiol-NMR.pdfelettronica del relativo idrogeno. d- d Cl C H Elemento elettronegativo d- d](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021521/5b39afd27f8b9a5a518ec422/html5/thumbnails/7.jpg)
I nuclei che posseggono una massa dispari o una carica dispari o
entrambe si comportano come se fossero in rotazione (spin)
attorno all’asse nucleare.
Essi posseggono un momento angolare di spin quantizzato P
ed un momento magnetico μ
.
Proprietà magnetiche dei nuclei
Il momento magnetico m è proporzionale al momento di spin
La costante di proporzionalità tra il momento magnetico m ed il
momento angolare nucleare P è detta rapporto giromagnetico (g)
m = g P
![Page 8: Spettroscopia NMR (Risonanza Magnetica Nucleare)people.unica.it/.../2011/12/Lez10-12-ChimFisBiol-NMR.pdfelettronica del relativo idrogeno. d- d Cl C H Elemento elettronegativo d- d](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021521/5b39afd27f8b9a5a518ec422/html5/thumbnails/8.jpg)
Momento magnetico
Il momento magnetico (chiamato anche momento di
dipolo magnetico e indicato dalla lettera greca μ) è un
vettore che caratterizza le proprietà magnetiche di un
corpo: in una barra magnetica, per esempio, il verso
del momento magnetico è diretto dal polo sud al polo
nord della barra.
Un magnete produce un campo
magnetico ed è a sua volta
influenzato dai campi magnetici.
L'intensità del campo magnetico
prodotto è proporzionale al
momento magnetico.
m
http://vam.anest.ufl.edu/forensic/nmr.html
![Page 9: Spettroscopia NMR (Risonanza Magnetica Nucleare)people.unica.it/.../2011/12/Lez10-12-ChimFisBiol-NMR.pdfelettronica del relativo idrogeno. d- d Cl C H Elemento elettronegativo d- d](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021521/5b39afd27f8b9a5a518ec422/html5/thumbnails/9.jpg)
Campo magnetico spento
Campo magnetico acceso
Momento magnetico
Il modulo del momento magnetico è fisso per ogni nucleo, e non può
cambiare in nessun modo.
Può cambiare l’orientazione che il vettore momento magnetico può assumere
nei confronti di una direzione esterna z.
![Page 10: Spettroscopia NMR (Risonanza Magnetica Nucleare)people.unica.it/.../2011/12/Lez10-12-ChimFisBiol-NMR.pdfelettronica del relativo idrogeno. d- d Cl C H Elemento elettronegativo d- d](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021521/5b39afd27f8b9a5a518ec422/html5/thumbnails/10.jpg)
Il modulo del momento magnetico è fisso per ogni nucleo, e non può
cambiare in nessun modo.
Può cambiare l’orientazione che il vettore momento magnetico può assumere
nei confronti di una direzione esterna z.
Momento magnetico
![Page 11: Spettroscopia NMR (Risonanza Magnetica Nucleare)people.unica.it/.../2011/12/Lez10-12-ChimFisBiol-NMR.pdfelettronica del relativo idrogeno. d- d Cl C H Elemento elettronegativo d- d](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021521/5b39afd27f8b9a5a518ec422/html5/thumbnails/11.jpg)
Questa orientazione è quantizzata, ed il vettore momento magnetico può
assumere solo
2I+1 orientazioni
dove il numero quantico di spin I è una costante fisica per ogni nucleo
Numero quantico di spin
Elemento 1H 2H 12C 13C 14N 16O 17O
N° massa 1 2 12 13 14 16 17
N°carica 1 1 6 6 7 8 8
Numero
quantico
di spin ( I ) 1/2 1 0 1/2 1 0 5/2
![Page 12: Spettroscopia NMR (Risonanza Magnetica Nucleare)people.unica.it/.../2011/12/Lez10-12-ChimFisBiol-NMR.pdfelettronica del relativo idrogeno. d- d Cl C H Elemento elettronegativo d- d](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021521/5b39afd27f8b9a5a518ec422/html5/thumbnails/12.jpg)
A ogni numero quantico di spin sono associati degli
stati di spin -I<m<+I (Δm=±1)
![Page 13: Spettroscopia NMR (Risonanza Magnetica Nucleare)people.unica.it/.../2011/12/Lez10-12-ChimFisBiol-NMR.pdfelettronica del relativo idrogeno. d- d Cl C H Elemento elettronegativo d- d](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021521/5b39afd27f8b9a5a518ec422/html5/thumbnails/13.jpg)
A ogni numero quantico di spin sono associati degli
stati di spin -I<m<+I (Δm=±1)
2
1
2
1
I = 1/2 I = 1
+
_
0
z
h_
h_
m=1 m=0
m=-1
m=1
m=-1
m=0
![Page 14: Spettroscopia NMR (Risonanza Magnetica Nucleare)people.unica.it/.../2011/12/Lez10-12-ChimFisBiol-NMR.pdfelettronica del relativo idrogeno. d- d Cl C H Elemento elettronegativo d- d](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021521/5b39afd27f8b9a5a518ec422/html5/thumbnails/14.jpg)
La Spettroscopia NMR si basa sul fatto che i nuclei atomici possono
essere orientati in un campo magnetico* (B0) e assorbire una
radiazione a radiofrequenze ad una determinata frequenza.
Fenomeno di
Risonanza Magnetica
Radiazione spenta Processi di
Rilassamento
Magnetico
hn=DE DE
B0
La transizione avverra’ quando
hn= DE, e comportera’ un
assorbimento di energia
* Lo spazio entro il quale un magnete esercita la sua azione prende il nome di Campo magnetico
![Page 15: Spettroscopia NMR (Risonanza Magnetica Nucleare)people.unica.it/.../2011/12/Lez10-12-ChimFisBiol-NMR.pdfelettronica del relativo idrogeno. d- d Cl C H Elemento elettronegativo d- d](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021521/5b39afd27f8b9a5a518ec422/html5/thumbnails/15.jpg)
I=1/2
In assenza di campo magnetico
In presenza di campo magnetico
2I+1=2*1/2+1=2
![Page 16: Spettroscopia NMR (Risonanza Magnetica Nucleare)people.unica.it/.../2011/12/Lez10-12-ChimFisBiol-NMR.pdfelettronica del relativo idrogeno. d- d Cl C H Elemento elettronegativo d- d](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021521/5b39afd27f8b9a5a518ec422/html5/thumbnails/16.jpg)
Precessione del Momento
Magnetico Nucleare
I=1/2 B0
La frequenza di precessione è
chiamata frequenza di Larmor
n=(g/2p)B0
In presenza di campo magnetico
![Page 17: Spettroscopia NMR (Risonanza Magnetica Nucleare)people.unica.it/.../2011/12/Lez10-12-ChimFisBiol-NMR.pdfelettronica del relativo idrogeno. d- d Cl C H Elemento elettronegativo d- d](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021521/5b39afd27f8b9a5a518ec422/html5/thumbnails/17.jpg)
B0
a
b
DE1 DE2
![Page 18: Spettroscopia NMR (Risonanza Magnetica Nucleare)people.unica.it/.../2011/12/Lez10-12-ChimFisBiol-NMR.pdfelettronica del relativo idrogeno. d- d Cl C H Elemento elettronegativo d- d](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021521/5b39afd27f8b9a5a518ec422/html5/thumbnails/18.jpg)
B0
a
b
DE1 DE2
Nell’NMR la differenza di energia tra gli stati nucleari è indotta dal campo
magnetico esterno, e può quindi essere variata.
0BE gD
Poiché i due stati di spin hanno energia diversa, è quindi possibile indurre il
passaggio da uno stato all’altro mediante un quanto di radiazione elettromagnetica
di frequenza
p
ggn
2
00 B
h
B
h
E
D
![Page 19: Spettroscopia NMR (Risonanza Magnetica Nucleare)people.unica.it/.../2011/12/Lez10-12-ChimFisBiol-NMR.pdfelettronica del relativo idrogeno. d- d Cl C H Elemento elettronegativo d- d](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021521/5b39afd27f8b9a5a518ec422/html5/thumbnails/19.jpg)
Principale problema della spettroscopia NMR
kT
Ee
N
NkT
ED
D
1a
b
kT
B
N
N01
g
a
b
LA SENSIBILITA’
Distribuzione di Boltzmann
![Page 20: Spettroscopia NMR (Risonanza Magnetica Nucleare)people.unica.it/.../2011/12/Lez10-12-ChimFisBiol-NMR.pdfelettronica del relativo idrogeno. d- d Cl C H Elemento elettronegativo d- d](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021521/5b39afd27f8b9a5a518ec422/html5/thumbnails/20.jpg)
a
a
aa
a
a
a
aa
aa a
ab
b
bb
b
b
b
b
b b
b
b
a
hn
hn
hn
hn
hn
hn
hn
hn
b
hn
Principale problema della spettroscopia NMR
kT
Ee
N
NkT
ED
D
1a
b
kT
B
N
N01
g
a
b
LA SENSIBILITA’
Distribuzione di Boltzmann
![Page 21: Spettroscopia NMR (Risonanza Magnetica Nucleare)people.unica.it/.../2011/12/Lez10-12-ChimFisBiol-NMR.pdfelettronica del relativo idrogeno. d- d Cl C H Elemento elettronegativo d- d](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021521/5b39afd27f8b9a5a518ec422/html5/thumbnails/21.jpg)
a
a
aa
a
a
a
aa
aa a
ab
b
bb
b
b
b
b
b b
b
b
a
hn
hn
hn
hn
hn
hn
hn
hn
b
hn
Principale problema della spettroscopia NMR
kT
Ee
N
NkT
ED
D
1a
b
kT
B
N
N01
g
a
b
LA SENSIBILITA’
Distribuzione di Boltzmann
La sensibilità di un esperimento NMR aumenta:
• all’aumentare del campo applicato;
•all’aumentare del rapporto giromagnetico
0BE gD
![Page 22: Spettroscopia NMR (Risonanza Magnetica Nucleare)people.unica.it/.../2011/12/Lez10-12-ChimFisBiol-NMR.pdfelettronica del relativo idrogeno. d- d Cl C H Elemento elettronegativo d- d](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021521/5b39afd27f8b9a5a518ec422/html5/thumbnails/22.jpg)
![Page 23: Spettroscopia NMR (Risonanza Magnetica Nucleare)people.unica.it/.../2011/12/Lez10-12-ChimFisBiol-NMR.pdfelettronica del relativo idrogeno. d- d Cl C H Elemento elettronegativo d- d](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021521/5b39afd27f8b9a5a518ec422/html5/thumbnails/23.jpg)
Come si induce una transizione tra differenti livelli energetici?
•Nell’NMR cio’ viene realizzato attraverso l’irradiazione del nucleo con una
radiazione a radiofrequenze (r.f) la cui componente magnetica possa interagire
con i dipoli nucleari.
•La transizione avrà luogo quando hn= DE; ciò comporterà un assorbimento di
energia. In pratica la frequenza n della radiazione a r.f. dovra’ essere uguale alla
frequenza di Larmor (ogni transizione comporta un cambiamento di spin)
•Secondo le regole di selezione, saranno permesse solo le transizioni in cui il numero
quantico m vari di 1: Dm = 1
PRINCIPI BASILARI DI UN ESPERIMENTO NMR
![Page 24: Spettroscopia NMR (Risonanza Magnetica Nucleare)people.unica.it/.../2011/12/Lez10-12-ChimFisBiol-NMR.pdfelettronica del relativo idrogeno. d- d Cl C H Elemento elettronegativo d- d](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021521/5b39afd27f8b9a5a518ec422/html5/thumbnails/24.jpg)
![Page 25: Spettroscopia NMR (Risonanza Magnetica Nucleare)people.unica.it/.../2011/12/Lez10-12-ChimFisBiol-NMR.pdfelettronica del relativo idrogeno. d- d Cl C H Elemento elettronegativo d- d](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021521/5b39afd27f8b9a5a518ec422/html5/thumbnails/25.jpg)
Spettrometro NMR
900 MHz (21.2 T)
![Page 26: Spettroscopia NMR (Risonanza Magnetica Nucleare)people.unica.it/.../2011/12/Lez10-12-ChimFisBiol-NMR.pdfelettronica del relativo idrogeno. d- d Cl C H Elemento elettronegativo d- d](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021521/5b39afd27f8b9a5a518ec422/html5/thumbnails/26.jpg)
Il campione viene eccitato mediante pulsi di RF
di durata molto breve (ms).
Il segnale rivelato dallo spettrometro è quello rilasciato dai nuclei
durante la fase di rilassamento
(ritorno all’equilibrio).
dttitfF )2exp()()( pnn
FID
Freq. Larmor
Spettroscopia NMR in trasformata di Fourier (FT)
![Page 27: Spettroscopia NMR (Risonanza Magnetica Nucleare)people.unica.it/.../2011/12/Lez10-12-ChimFisBiol-NMR.pdfelettronica del relativo idrogeno. d- d Cl C H Elemento elettronegativo d- d](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021521/5b39afd27f8b9a5a518ec422/html5/thumbnails/27.jpg)
Spettroscopia NMR in trasformata di Fourier (FT)
Vi sono persone in grado di riconoscere le singole note nel caso di piu' note suonate
contemporaneamente, anche se questo processo diventa piu' difficile all'aumentare delle
note
Provate a suonare più note simultaneamente. Riuscireste a dire quali frequenze
sono state suonate? La trasformata di Fourier puo' farlo!
Cambiate ora le ampiezze relative delle note. Riuscireste a determinare le
intensita' relative delle note con il vostro orecchio? La trasformata di Fourier puo'
farlo!
L'operazione effettuata dalla trasformata di
Fourier puo' essere assimilata ad un musicista che
ascolta un insieme di toni (segnale nel dominio del
tempo) e ne determina le note (contenuto in
frequenza).
La trasformata inversa di Fourier puo' essere
assimilata ad un musicista che vede le note
(frequenze) sullo spartito musicale e le converte in
toni (segnali nel domino del tempo).
![Page 28: Spettroscopia NMR (Risonanza Magnetica Nucleare)people.unica.it/.../2011/12/Lez10-12-ChimFisBiol-NMR.pdfelettronica del relativo idrogeno. d- d Cl C H Elemento elettronegativo d- d](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021521/5b39afd27f8b9a5a518ec422/html5/thumbnails/28.jpg)
Spettroscopia NMR in trasformata di Fourier (FT)
Vi sono persone in grado di riconoscere le singole note nel caso di piu' note suonate
contemporaneamente, anche se questo processo diventa piu' difficile all'aumentare delle
note
Provate a suonare più note simultaneamente. Riuscireste a dire quali frequenze
sono state suonate? La trasformata di Fourier puo' farlo!
Cambiate ora le ampiezze relative delle note. Riuscireste a determinare le
intensita' relative delle note con il vostro orecchio? La trasformata di Fourier puo'
farlo!
L'operazione effettuata dalla trasformata di
Fourier puo' essere assimilata ad un musicista che
ascolta un insieme di toni (segnale nel dominio del
tempo) e ne determina le note (contenuto in
frequenza).
La trasformata inversa di Fourier puo' essere
assimilata ad un musicista che vede le note
(frequenze) sullo spartito musicale e le converte in
toni (segnali nel domino del tempo).
![Page 29: Spettroscopia NMR (Risonanza Magnetica Nucleare)people.unica.it/.../2011/12/Lez10-12-ChimFisBiol-NMR.pdfelettronica del relativo idrogeno. d- d Cl C H Elemento elettronegativo d- d](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021521/5b39afd27f8b9a5a518ec422/html5/thumbnails/29.jpg)
Spettroscopia NMR in trasformata di Fourier (FT)
![Page 30: Spettroscopia NMR (Risonanza Magnetica Nucleare)people.unica.it/.../2011/12/Lez10-12-ChimFisBiol-NMR.pdfelettronica del relativo idrogeno. d- d Cl C H Elemento elettronegativo d- d](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021521/5b39afd27f8b9a5a518ec422/html5/thumbnails/30.jpg)
Spettroscopia NMR in trasformata di Fourier (FT)
![Page 31: Spettroscopia NMR (Risonanza Magnetica Nucleare)people.unica.it/.../2011/12/Lez10-12-ChimFisBiol-NMR.pdfelettronica del relativo idrogeno. d- d Cl C H Elemento elettronegativo d- d](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021521/5b39afd27f8b9a5a518ec422/html5/thumbnails/31.jpg)
Se tutti i nuclei dello stesso tipo di una molecola precedono alla stessa
frequenza di risonanza
quanti segnali ci aspettiamo di trovare nel corrispondente
spettro NMR?
Es. Quanti segnali ci aspettiamo
dallo spettro 1H-NMR dell’ etanolo
(CH3-CH2-OH)?
![Page 32: Spettroscopia NMR (Risonanza Magnetica Nucleare)people.unica.it/.../2011/12/Lez10-12-ChimFisBiol-NMR.pdfelettronica del relativo idrogeno. d- d Cl C H Elemento elettronegativo d- d](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021521/5b39afd27f8b9a5a518ec422/html5/thumbnails/32.jpg)
Sotto l’influenza del campo magnetico
esterno gli elettroni tendono ad
assumere un movimento rotatorio, e
ruotando generano essi stessi un campo
magnetico.
Il campo magnetico generato si oppone al campo magnetico esterno
Pertanto, il nucleo sarà sottoposto ad un campo magnetico effettivo
minore di quello applicato, è cioè schermato dagli elettroni.
LO SPOSTAMENTO CHIMICO (CHEMICAL SHIFT)
Nonostante tutti i nuclei di una certo tipo
(per esempio 1H) siano esattamente identici,
essi risuonano a frequenze leggermente
diverse purché si trovino in intorni chimici
differenti.
http://faculty.ccc.edu/cabrams/projects/nmrtutor/INTRO.dcr
![Page 33: Spettroscopia NMR (Risonanza Magnetica Nucleare)people.unica.it/.../2011/12/Lez10-12-ChimFisBiol-NMR.pdfelettronica del relativo idrogeno. d- d Cl C H Elemento elettronegativo d- d](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021521/5b39afd27f8b9a5a518ec422/html5/thumbnails/33.jpg)
Beff=B0(1-s) s= costante di schermo
che dipende dalla
struttura elettronica in prossimità del nucleo in esame
neff=n0(1-s) FREQUENZA DI LARMOR
EFFETTIVA
CAMPO MAGNETICO
EFFETTIVO
SCHERMAGGIO
![Page 34: Spettroscopia NMR (Risonanza Magnetica Nucleare)people.unica.it/.../2011/12/Lez10-12-ChimFisBiol-NMR.pdfelettronica del relativo idrogeno. d- d Cl C H Elemento elettronegativo d- d](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021521/5b39afd27f8b9a5a518ec422/html5/thumbnails/34.jpg)
LO SPOSTAMENTO CHIMICO
![Page 35: Spettroscopia NMR (Risonanza Magnetica Nucleare)people.unica.it/.../2011/12/Lez10-12-ChimFisBiol-NMR.pdfelettronica del relativo idrogeno. d- d Cl C H Elemento elettronegativo d- d](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021521/5b39afd27f8b9a5a518ec422/html5/thumbnails/35.jpg)
La posizione del centro del segnale NMR è chiamata
spostamento chimico (chemical shift, d) e viene espressa in
ppm:
610*)(
rospettromet
oriferimentcampione
n
nnd
riferimento=tetrametilsilano (TMS) Si(CH3)4
LO SPOSTAMENTO CHIMICO
![Page 36: Spettroscopia NMR (Risonanza Magnetica Nucleare)people.unica.it/.../2011/12/Lez10-12-ChimFisBiol-NMR.pdfelettronica del relativo idrogeno. d- d Cl C H Elemento elettronegativo d- d](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021521/5b39afd27f8b9a5a518ec422/html5/thumbnails/36.jpg)
n=g/2pB0
![Page 37: Spettroscopia NMR (Risonanza Magnetica Nucleare)people.unica.it/.../2011/12/Lez10-12-ChimFisBiol-NMR.pdfelettronica del relativo idrogeno. d- d Cl C H Elemento elettronegativo d- d](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021521/5b39afd27f8b9a5a518ec422/html5/thumbnails/37.jpg)
Il principale fattore che determina il
chemical shift di un protone è la densità
elettronica del relativo idrogeno.
d- d
C H Cl Elemento
elettronegativo
d- d
Composto CH3X
Elemento X
Elettronegatività of X
Chemical shift d
CH3F CH3OH CH3Cl CH3Br CH3I CH4 (CH3)4Si
F O Cl Br I H Si
4.0 3.5 3.1 2.8 2.5 2.1 1.8
4.26 3.40 3.05 2.68 2.16 0.23 0
TMS Più
deschermati
CHEMICAL SHIFT PROTONICO
![Page 38: Spettroscopia NMR (Risonanza Magnetica Nucleare)people.unica.it/.../2011/12/Lez10-12-ChimFisBiol-NMR.pdfelettronica del relativo idrogeno. d- d Cl C H Elemento elettronegativo d- d](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021521/5b39afd27f8b9a5a518ec422/html5/thumbnails/38.jpg)
CHEMICAL SHIFT PROTONICO
idrogeni alifatici primari, secondari e terziari
risuonano a valori di ppp via via più alti.
L’elettronegatività del carbonio è bassa per cui
tutti e tre i tipi d idrogeno si trovano al di sotto dei
2 ppm
![Page 39: Spettroscopia NMR (Risonanza Magnetica Nucleare)people.unica.it/.../2011/12/Lez10-12-ChimFisBiol-NMR.pdfelettronica del relativo idrogeno. d- d Cl C H Elemento elettronegativo d- d](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021521/5b39afd27f8b9a5a518ec422/html5/thumbnails/39.jpg)
CHEMICAL SHIFT PROTONICO
Come nel caso delle spettroscopie di assorbimento anche per l’NMR è possibile formulare
alcune regole di additività che permettono di prevedere, con ragionevole approssimazione , il
chemical shift dei vari nuclei.
Per quanto riguarda la spettroscopia protonica il calcolo è ristretto a 1) derivati metilenici
derivati metilenici 2) derivati etilenici.
REGOLE DI SHOOLERY PER I DERIVATI METILENICI
Serve per calcolare il chemical shift di derivati del tipo X-CH2-Y. Si parte dal c.s. del metano (
0.233 ppm) e si addizionano i contributi tabulati per i vari sostituenti:
d=0.233+Somma(contributi)
-C 0.248
-C-C 0.244
-C 0.147
-C 0.006
c
c c
c c
![Page 40: Spettroscopia NMR (Risonanza Magnetica Nucleare)people.unica.it/.../2011/12/Lez10-12-ChimFisBiol-NMR.pdfelettronica del relativo idrogeno. d- d Cl C H Elemento elettronegativo d- d](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021521/5b39afd27f8b9a5a518ec422/html5/thumbnails/40.jpg)
C=C H H
H H BO
I protoni sono deschermati
Linee di forza del campo magnetico
indotto
ANISOTROPIA DI CHEMICAL SHIFT
I protoni olefinici (legati a carboni sp2) hanno chemical shifts molto più
alti dei protoni legati a carboni sp3, con valori tipici di d 5-6 ppm. Ciò è
dovuto alla nuvola elettronica p che può generare campi magnetici
relativamente intensi.
![Page 41: Spettroscopia NMR (Risonanza Magnetica Nucleare)people.unica.it/.../2011/12/Lez10-12-ChimFisBiol-NMR.pdfelettronica del relativo idrogeno. d- d Cl C H Elemento elettronegativo d- d](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021521/5b39afd27f8b9a5a518ec422/html5/thumbnails/41.jpg)
elettroni p
DeschermatI
H H
Linee di forza del campo magnetico indotto dagli
elettroni p
CORRENTE DI ANELLO NEL BENZENE
B0
http://faculty.ccc.edu/cabrams/projects/nmrtutor/BENZENE.dcr
![Page 42: Spettroscopia NMR (Risonanza Magnetica Nucleare)people.unica.it/.../2011/12/Lez10-12-ChimFisBiol-NMR.pdfelettronica del relativo idrogeno. d- d Cl C H Elemento elettronegativo d- d](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021521/5b39afd27f8b9a5a518ec422/html5/thumbnails/42.jpg)
aumenta lo schermaggio
aumenta d
![Page 43: Spettroscopia NMR (Risonanza Magnetica Nucleare)people.unica.it/.../2011/12/Lez10-12-ChimFisBiol-NMR.pdfelettronica del relativo idrogeno. d- d Cl C H Elemento elettronegativo d- d](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021521/5b39afd27f8b9a5a518ec422/html5/thumbnails/43.jpg)
NON DOBBIAMO RICORDARE TUTTI I VALORI DI CHEMICAL SHIFT A MEMORIA !!!!
alifatico
C-H
CH vicino a un legame
p
C-H dove C è legato ad un
atomo elettronegativ
o
alcheni
=C-H benzene
CH aldeidi
CHO acidi
COOH
2 3 4 6 7 9 10 0
X-C-H X=C-C-H
(ppm)
![Page 44: Spettroscopia NMR (Risonanza Magnetica Nucleare)people.unica.it/.../2011/12/Lez10-12-ChimFisBiol-NMR.pdfelettronica del relativo idrogeno. d- d Cl C H Elemento elettronegativo d- d](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021521/5b39afd27f8b9a5a518ec422/html5/thumbnails/44.jpg)
![Page 45: Spettroscopia NMR (Risonanza Magnetica Nucleare)people.unica.it/.../2011/12/Lez10-12-ChimFisBiol-NMR.pdfelettronica del relativo idrogeno. d- d Cl C H Elemento elettronegativo d- d](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021521/5b39afd27f8b9a5a518ec422/html5/thumbnails/45.jpg)
L’intensità di un segnale nello spettro NMR protonico è
proporzionale al numero di protoni che lo genera.
INTEGRAZIONE
![Page 46: Spettroscopia NMR (Risonanza Magnetica Nucleare)people.unica.it/.../2011/12/Lez10-12-ChimFisBiol-NMR.pdfelettronica del relativo idrogeno. d- d Cl C H Elemento elettronegativo d- d](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021521/5b39afd27f8b9a5a518ec422/html5/thumbnails/46.jpg)
CH3OH metanolo
3
1
![Page 47: Spettroscopia NMR (Risonanza Magnetica Nucleare)people.unica.it/.../2011/12/Lez10-12-ChimFisBiol-NMR.pdfelettronica del relativo idrogeno. d- d Cl C H Elemento elettronegativo d- d](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021521/5b39afd27f8b9a5a518ec422/html5/thumbnails/47.jpg)
CH3CH2OH etanolo
1H-NMR
![Page 48: Spettroscopia NMR (Risonanza Magnetica Nucleare)people.unica.it/.../2011/12/Lez10-12-ChimFisBiol-NMR.pdfelettronica del relativo idrogeno. d- d Cl C H Elemento elettronegativo d- d](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021521/5b39afd27f8b9a5a518ec422/html5/thumbnails/48.jpg)
Es. HO-CH2-
![Page 49: Spettroscopia NMR (Risonanza Magnetica Nucleare)people.unica.it/.../2011/12/Lez10-12-ChimFisBiol-NMR.pdfelettronica del relativo idrogeno. d- d Cl C H Elemento elettronegativo d- d](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021521/5b39afd27f8b9a5a518ec422/html5/thumbnails/49.jpg)
Es HO-CH3
![Page 50: Spettroscopia NMR (Risonanza Magnetica Nucleare)people.unica.it/.../2011/12/Lez10-12-ChimFisBiol-NMR.pdfelettronica del relativo idrogeno. d- d Cl C H Elemento elettronegativo d- d](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021521/5b39afd27f8b9a5a518ec422/html5/thumbnails/50.jpg)
CH3CH2OH
CH3
Tripletto 1:2:1 per accoppiamento con il CH2
CH2
I protoni del metilene sono meno schermati di quelli del metile (d più grande). Quartetto 1:3:3:1 per accoppiamento con il CH3
OH
il protone dell’OH è ancora meno schermato. Qui scambia “rapidamente” con le altre molecole ed è quindi disaccoppiato dagli altri nuclei
Integrali dei multipletti. Sono proporzionali al numero di nuclei che contribuiscono al
multipletto.
![Page 51: Spettroscopia NMR (Risonanza Magnetica Nucleare)people.unica.it/.../2011/12/Lez10-12-ChimFisBiol-NMR.pdfelettronica del relativo idrogeno. d- d Cl C H Elemento elettronegativo d- d](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021521/5b39afd27f8b9a5a518ec422/html5/thumbnails/51.jpg)
CH3CH2OH
![Page 52: Spettroscopia NMR (Risonanza Magnetica Nucleare)people.unica.it/.../2011/12/Lez10-12-ChimFisBiol-NMR.pdfelettronica del relativo idrogeno. d- d Cl C H Elemento elettronegativo d- d](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021521/5b39afd27f8b9a5a518ec422/html5/thumbnails/52.jpg)
STRUTTURA FINE & ACCOPPIAMENTO SCALARE (SPIN-SPIN)
deriva dall’interazione magnetica tra i nuclei presenti nella molecola
e viene trasmesso attraverso la polarizzazione degli elettroni di legame
un gruppo di N nuclei magneticamente equivalenti scompone il segnale NMR di un nucleo o un gruppo di nuclei non
magneticamente ai primi in 2NI+1 componenti.
nuclei magneticamente equivalenti
stesso chemical shift e stesso accoppiamento con altri gruppi di nuclei
nella stessa molecola.
![Page 53: Spettroscopia NMR (Risonanza Magnetica Nucleare)people.unica.it/.../2011/12/Lez10-12-ChimFisBiol-NMR.pdfelettronica del relativo idrogeno. d- d Cl C H Elemento elettronegativo d- d](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021521/5b39afd27f8b9a5a518ec422/html5/thumbnails/53.jpg)
3 nuclei A equivalenti
2 nuclei B equivalenti
BA nn ,
frequenze di risonanza
Ma se c’è accoppiamento, i nuclei A risentono della situazione dei nuclei
B, e viceversa. In tal caso ogni riga dovuta ad un gruppo di nuclei
equivalenti si separa (splitting) in un numero di righe corrispondente ai
diversi stati di spin del gruppo vicino.
Se tra i due gruppi di nuclei non ci
fosse accoppiamento...
nA nB
NMR
![Page 54: Spettroscopia NMR (Risonanza Magnetica Nucleare)people.unica.it/.../2011/12/Lez10-12-ChimFisBiol-NMR.pdfelettronica del relativo idrogeno. d- d Cl C H Elemento elettronegativo d- d](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021521/5b39afd27f8b9a5a518ec422/html5/thumbnails/54.jpg)
nA nB
Gli integrali dei
due multipletti
stanno nello
stesso rapporto
del numero di
protoni
equivalenti
corrispondenti
1 2 1
Tripletto di righe 1 3 3 1
Quartetto di righe
3 : 2
J J J J J
J = 0
J 0
3 nuclei A equivalenti
2 nuclei B equivalenti
![Page 55: Spettroscopia NMR (Risonanza Magnetica Nucleare)people.unica.it/.../2011/12/Lez10-12-ChimFisBiol-NMR.pdfelettronica del relativo idrogeno. d- d Cl C H Elemento elettronegativo d- d](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021521/5b39afd27f8b9a5a518ec422/html5/thumbnails/55.jpg)
Accoppiamenti uguali con nuclei vicini
![Page 56: Spettroscopia NMR (Risonanza Magnetica Nucleare)people.unica.it/.../2011/12/Lez10-12-ChimFisBiol-NMR.pdfelettronica del relativo idrogeno. d- d Cl C H Elemento elettronegativo d- d](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021521/5b39afd27f8b9a5a518ec422/html5/thumbnails/56.jpg)
Poiché l’ accoppiamento spin-spin è
dovuto alle interazioni tra i momenti
magnetici nucleari, che sono
indipendenti dal campo magnetico
applicato B0, le costanti di
accoppiamento J sono indipendenti dal
campo magnetico applicato e risultano
uguali in qualunque spettrometro.
Il valore di J decresce con l’aumentare
del numero di legami tra i nuclei
accoppiati
J(Hz)
costante di accoppiamento scalare
![Page 57: Spettroscopia NMR (Risonanza Magnetica Nucleare)people.unica.it/.../2011/12/Lez10-12-ChimFisBiol-NMR.pdfelettronica del relativo idrogeno. d- d Cl C H Elemento elettronegativo d- d](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021521/5b39afd27f8b9a5a518ec422/html5/thumbnails/57.jpg)
Functional Group JHH (Hz)
6 – 8
11 – 18
6 – 15
4 – 10
6 – 10
8 – 11
a,a: 8 - 14 a,e: 0 - 7 e,e: 0 – 5
cis: 6 - 12 trans: 4 - 8
![Page 58: Spettroscopia NMR (Risonanza Magnetica Nucleare)people.unica.it/.../2011/12/Lez10-12-ChimFisBiol-NMR.pdfelettronica del relativo idrogeno. d- d Cl C H Elemento elettronegativo d- d](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021521/5b39afd27f8b9a5a518ec422/html5/thumbnails/58.jpg)
Le intensità relative dei segnali di un multipletto generato
dalla vicinanza di N nuclei a spin ½ possono essere previste
sulla base dei valori numerici del TRIANGOLO DI PASCAL
Numero e intensità delle righe numero di H
0
1
2
3
4
5
1
1 1
1 1 2
1 1 3 3
1 1 5 5 10 10
1 1 4 4 6
ecc.
TRIANGOLO DI PASCAL
![Page 59: Spettroscopia NMR (Risonanza Magnetica Nucleare)people.unica.it/.../2011/12/Lez10-12-ChimFisBiol-NMR.pdfelettronica del relativo idrogeno. d- d Cl C H Elemento elettronegativo d- d](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021521/5b39afd27f8b9a5a518ec422/html5/thumbnails/59.jpg)
I=1/2
Triangolo di Pascal
![Page 60: Spettroscopia NMR (Risonanza Magnetica Nucleare)people.unica.it/.../2011/12/Lez10-12-ChimFisBiol-NMR.pdfelettronica del relativo idrogeno. d- d Cl C H Elemento elettronegativo d- d](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021521/5b39afd27f8b9a5a518ec422/html5/thumbnails/60.jpg)
![Page 61: Spettroscopia NMR (Risonanza Magnetica Nucleare)people.unica.it/.../2011/12/Lez10-12-ChimFisBiol-NMR.pdfelettronica del relativo idrogeno. d- d Cl C H Elemento elettronegativo d- d](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021521/5b39afd27f8b9a5a518ec422/html5/thumbnails/61.jpg)
![Page 62: Spettroscopia NMR (Risonanza Magnetica Nucleare)people.unica.it/.../2011/12/Lez10-12-ChimFisBiol-NMR.pdfelettronica del relativo idrogeno. d- d Cl C H Elemento elettronegativo d- d](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021521/5b39afd27f8b9a5a518ec422/html5/thumbnails/62.jpg)
Se due nuclei (o gruppi di nuclei) non chimicamente equivalenti accoppiano con il medesimo nucleo (o gruppo di nuclei), l’effetto dei nuclei va considerato separatamente.
CH3CH2CH2CH2…….
esempio
![Page 63: Spettroscopia NMR (Risonanza Magnetica Nucleare)people.unica.it/.../2011/12/Lez10-12-ChimFisBiol-NMR.pdfelettronica del relativo idrogeno. d- d Cl C H Elemento elettronegativo d- d](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021521/5b39afd27f8b9a5a518ec422/html5/thumbnails/63.jpg)
Accoppiamenti diversi con nuclei vicini
![Page 64: Spettroscopia NMR (Risonanza Magnetica Nucleare)people.unica.it/.../2011/12/Lez10-12-ChimFisBiol-NMR.pdfelettronica del relativo idrogeno. d- d Cl C H Elemento elettronegativo d- d](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021521/5b39afd27f8b9a5a518ec422/html5/thumbnails/64.jpg)
le differenze in chemical shift sono maggiori della costante di
accoppiamento (d»J), e l’identificazione dei nuclei magneticamente
equivalenti e´ di facile risoluzione.
•Molteplicità 2nI+1
•Triangolo di Pascal se I=1/2
•Segnali equidistanti
spettro del primo ordine
![Page 65: Spettroscopia NMR (Risonanza Magnetica Nucleare)people.unica.it/.../2011/12/Lez10-12-ChimFisBiol-NMR.pdfelettronica del relativo idrogeno. d- d Cl C H Elemento elettronegativo d- d](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021521/5b39afd27f8b9a5a518ec422/html5/thumbnails/65.jpg)
le differenze in chemical shift sono comparabili con le costanti di
accoppiamento (d≤J) e l’attribuzione dei segnali risulta più
complicata. In tal caso bisogna ricorrere all'analisi quanto
meccanica dello spettro.
spettro di ordine superiore
![Page 66: Spettroscopia NMR (Risonanza Magnetica Nucleare)people.unica.it/.../2011/12/Lez10-12-ChimFisBiol-NMR.pdfelettronica del relativo idrogeno. d- d Cl C H Elemento elettronegativo d- d](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021521/5b39afd27f8b9a5a518ec422/html5/thumbnails/66.jpg)
CH3
![Page 67: Spettroscopia NMR (Risonanza Magnetica Nucleare)people.unica.it/.../2011/12/Lez10-12-ChimFisBiol-NMR.pdfelettronica del relativo idrogeno. d- d Cl C H Elemento elettronegativo d- d](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021521/5b39afd27f8b9a5a518ec422/html5/thumbnails/67.jpg)
2,2-DIMETILBUTANO
13C-NMR
![Page 68: Spettroscopia NMR (Risonanza Magnetica Nucleare)people.unica.it/.../2011/12/Lez10-12-ChimFisBiol-NMR.pdfelettronica del relativo idrogeno. d- d Cl C H Elemento elettronegativo d- d](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021521/5b39afd27f8b9a5a518ec422/html5/thumbnails/68.jpg)
![Page 69: Spettroscopia NMR (Risonanza Magnetica Nucleare)people.unica.it/.../2011/12/Lez10-12-ChimFisBiol-NMR.pdfelettronica del relativo idrogeno. d- d Cl C H Elemento elettronegativo d- d](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021521/5b39afd27f8b9a5a518ec422/html5/thumbnails/69.jpg)
STRUTTURA FINE DEGLI SPETTRI 13C-NMR
Accoppiamento 1JCH
Dominante negli spettri NMR del 13C
![Page 70: Spettroscopia NMR (Risonanza Magnetica Nucleare)people.unica.it/.../2011/12/Lez10-12-ChimFisBiol-NMR.pdfelettronica del relativo idrogeno. d- d Cl C H Elemento elettronegativo d- d](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021521/5b39afd27f8b9a5a518ec422/html5/thumbnails/70.jpg)
Spettro 13C
Accoppiato
![Page 71: Spettroscopia NMR (Risonanza Magnetica Nucleare)people.unica.it/.../2011/12/Lez10-12-ChimFisBiol-NMR.pdfelettronica del relativo idrogeno. d- d Cl C H Elemento elettronegativo d- d](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021521/5b39afd27f8b9a5a518ec422/html5/thumbnails/71.jpg)
Spettro 13C
Accoppiato
Spettro 13C
Disaccoppiato
![Page 72: Spettroscopia NMR (Risonanza Magnetica Nucleare)people.unica.it/.../2011/12/Lez10-12-ChimFisBiol-NMR.pdfelettronica del relativo idrogeno. d- d Cl C H Elemento elettronegativo d- d](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021521/5b39afd27f8b9a5a518ec422/html5/thumbnails/72.jpg)
I TEMPI DI RILASSAMENTO T1 E T2
L’energia assorbita dai nuclei sottoposti alla risonanza magnetica viene
dissipata mediante processi di rilassamento magnetico nucleare, che
regolano il ritorno all’equilibrio della magnetizzazione. Questi processi
sono chiamati
•Rilassamento spin-reticolo (che comporta uno scambio di energia tra il
nucleo e l’ambiente circostante)
•Rilassamento spin-spin (che comporta uno scambio diretto di energia
elettromagnetica tra gli spin nucleari)
I due processi sono rispettivamente regolati da due constanti di tempo T1
e T2 il cui valori dipendono dalla struttura molecolare del campione e dal
suo stato di aggregazione (solido, liquido)
![Page 73: Spettroscopia NMR (Risonanza Magnetica Nucleare)people.unica.it/.../2011/12/Lez10-12-ChimFisBiol-NMR.pdfelettronica del relativo idrogeno. d- d Cl C H Elemento elettronegativo d- d](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021521/5b39afd27f8b9a5a518ec422/html5/thumbnails/73.jpg)
NMR in biologia
La risonanza magnetica nucleare viene utilizzata per
determinare la struttura di macromolecole
Attraverso l’identificazione di biomarcatori in patologie oncologiche è possibile
diagnosticare alcune forme di cancro.
Nei campioni biologici ha permesso l’identificazione di composti di rilevanza
farmacologica-tossicologica (es. ricerca di un farmaco, pesticidi, droghe d’abuso,
veleni).
Informazioni sulla possibilità di molecole di piccole dimensioni di legarsi
ad un recettore proteico alterandone la funzionalità.
![Page 74: Spettroscopia NMR (Risonanza Magnetica Nucleare)people.unica.it/.../2011/12/Lez10-12-ChimFisBiol-NMR.pdfelettronica del relativo idrogeno. d- d Cl C H Elemento elettronegativo d- d](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021521/5b39afd27f8b9a5a518ec422/html5/thumbnails/74.jpg)
NMR di biomolecole
Problema: Come si fa ad assegnare tutti i segnali di
uno spettro NMR di una proteina?
Etanolo
![Page 75: Spettroscopia NMR (Risonanza Magnetica Nucleare)people.unica.it/.../2011/12/Lez10-12-ChimFisBiol-NMR.pdfelettronica del relativo idrogeno. d- d Cl C H Elemento elettronegativo d- d](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021521/5b39afd27f8b9a5a518ec422/html5/thumbnails/75.jpg)
SPETTROSCOPIA NMR BI-DIMENSIONALE
2D-NMR
![Page 76: Spettroscopia NMR (Risonanza Magnetica Nucleare)people.unica.it/.../2011/12/Lez10-12-ChimFisBiol-NMR.pdfelettronica del relativo idrogeno. d- d Cl C H Elemento elettronegativo d- d](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021521/5b39afd27f8b9a5a518ec422/html5/thumbnails/76.jpg)
6 4
2 5
3
Etil crotonato
![Page 77: Spettroscopia NMR (Risonanza Magnetica Nucleare)people.unica.it/.../2011/12/Lez10-12-ChimFisBiol-NMR.pdfelettronica del relativo idrogeno. d- d Cl C H Elemento elettronegativo d- d](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021521/5b39afd27f8b9a5a518ec422/html5/thumbnails/77.jpg)
![Page 78: Spettroscopia NMR (Risonanza Magnetica Nucleare)people.unica.it/.../2011/12/Lez10-12-ChimFisBiol-NMR.pdfelettronica del relativo idrogeno. d- d Cl C H Elemento elettronegativo d- d](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021521/5b39afd27f8b9a5a518ec422/html5/thumbnails/78.jpg)
![Page 79: Spettroscopia NMR (Risonanza Magnetica Nucleare)people.unica.it/.../2011/12/Lez10-12-ChimFisBiol-NMR.pdfelettronica del relativo idrogeno. d- d Cl C H Elemento elettronegativo d- d](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021521/5b39afd27f8b9a5a518ec422/html5/thumbnails/79.jpg)
glicina
isoleucina
valina
![Page 80: Spettroscopia NMR (Risonanza Magnetica Nucleare)people.unica.it/.../2011/12/Lez10-12-ChimFisBiol-NMR.pdfelettronica del relativo idrogeno. d- d Cl C H Elemento elettronegativo d- d](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021521/5b39afd27f8b9a5a518ec422/html5/thumbnails/80.jpg)
glicina
isoleucina
valina val
leu
![Page 81: Spettroscopia NMR (Risonanza Magnetica Nucleare)people.unica.it/.../2011/12/Lez10-12-ChimFisBiol-NMR.pdfelettronica del relativo idrogeno. d- d Cl C H Elemento elettronegativo d- d](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021521/5b39afd27f8b9a5a518ec422/html5/thumbnails/81.jpg)
![Page 82: Spettroscopia NMR (Risonanza Magnetica Nucleare)people.unica.it/.../2011/12/Lez10-12-ChimFisBiol-NMR.pdfelettronica del relativo idrogeno. d- d Cl C H Elemento elettronegativo d- d](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021521/5b39afd27f8b9a5a518ec422/html5/thumbnails/82.jpg)
Spettro NMR di una Miscela di aminoacidi??? Esempio: Estratto acquoso di Bottarga (amino acidi, nucleotidi, ac.organici,…)
![Page 83: Spettroscopia NMR (Risonanza Magnetica Nucleare)people.unica.it/.../2011/12/Lez10-12-ChimFisBiol-NMR.pdfelettronica del relativo idrogeno. d- d Cl C H Elemento elettronegativo d- d](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021521/5b39afd27f8b9a5a518ec422/html5/thumbnails/83.jpg)
HETCOR non è altro che la versione eteronucleare dell’esperimento di
correlazione COSY.
La tecnica Hetcor correla gli shifts del 13C con quelli dell’1H attraverso
l’accoppiamento tramite un legame. Gli shifts dei carboni e degli idrogeni che
sono legati l’uno all’altro sono letti come segnali fuori diagonale.
Tale tecnica permette di misurare gli shifts dei due nuclei in un solo
esperimento, e allo stesso tempo permette di stabilirne la connettivita’.
HETeronuclear CORrelation(COSY 1H-13C)
HETCOR
![Page 84: Spettroscopia NMR (Risonanza Magnetica Nucleare)people.unica.it/.../2011/12/Lez10-12-ChimFisBiol-NMR.pdfelettronica del relativo idrogeno. d- d Cl C H Elemento elettronegativo d- d](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021521/5b39afd27f8b9a5a518ec422/html5/thumbnails/84.jpg)
HETeronuclear CORrelation(COSY 1H-13C)
![Page 85: Spettroscopia NMR (Risonanza Magnetica Nucleare)people.unica.it/.../2011/12/Lez10-12-ChimFisBiol-NMR.pdfelettronica del relativo idrogeno. d- d Cl C H Elemento elettronegativo d- d](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022021521/5b39afd27f8b9a5a518ec422/html5/thumbnails/85.jpg)
J-resolved Spectra