Click here to load reader

Analize Fizico - Chimice - Rezonanta Magnetica Nucleara

  • View
    58

  • Download
    2

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Analize Fizico - Chimice - Rezonanta Magnetica Nucleara

Text of Analize Fizico - Chimice - Rezonanta Magnetica Nucleara

  • ANALIZE FIZICO - CHIMICEREZONANTA MAGNATICA NUCLEARA

  • RMN a protonului

  • PRINCIPIUNucleele anumitor izotopi se rotesc in jurul axei proprii avand un moment unghiular: spinul nuclear caracterizat printr-un numar de spin I, ce poate lua diferite valori in functie de tipul nucleului (0, , 1, 3/2,)EXEMPLE:1H I = 19F I = 12C I = 013C I = 31P I =

  • Fiecarui nucleu ii este asociata o sarcina electrica miscarea de spin da nastere unui camp magnetic a carui axa coincide cu axa miscarii de spinDaca nucleul este plasat intr-un camp magnetic uniform, el nu poate lua decat un anumit numar de orientari = sistemul este cuantificatTranzitia de la o orientare la alta poate fi provocata de absorbtia/emisia unei energii E=h

    H camp magnetic uniform = constanta giromagnetica

  • Populatie joasaPopulatie naltam=-1/2nuclee in opozitie cu campulm=+1/2nuclee aliniate cu campulm= moment de spin angular aliniat cu campul= moment magneticI= moment de spin angular=1/2 (h/2)E=2HHE

  • Ce este RMN?RMN = rezonanta magnetica nucleara = tehnica ce se bazeaza pe magnetismul nuclearNucleele anumitor atomi au un moment magnetic nuclear se comporta ca niste magneti microscopiciMomentul magnetic al nucleului poate fi considerat ca rezultanta miscarii de rotatie a sarcinilor elementare din nucleuAxa acestei rotatii coincide cu axa momentului magnetic al nucleului

    (momentul magnetic nuclear)

  • Sub actiunea unui camp magnetic static B0 diferitii vectori ai momentului magnetic se orienteaza paralel cu B0

    mz =numarul cuantic magnetic = raport giromagnetic ( const. caracteristica pt o specie nucleara) B0Z paralel antiparalel

  • Frecventa 0 a tranzitiei = frecventa LarmorEE2E1

  • intr-un camp de 1,4 T protonii intra in rezonanta la frecventa 0 = 60 MHz tranzitiile inre intervalele de energie E1 si E2 sunt induse atunci cand E furnizat sistemului sub forma de radio frecventa este astfel incat:

    Daca se indeplineste aceasta conditie a lui Larmor, nucleele absorb energia si se poate observa un spectru de absorbtie in domeniul radiofrecventelor din spectrul electromagnetic

  • APARATURAOSCILATOR60MHz RECEPTORINREGISTRATORTub cu probaMagnet (H0 fix)Bobina de baleiaj (H1)

  • Se utilizeaza:Un emitator de frecventa fixa = 60 MHzReceptor radio care are sarcina de a detecta absorbtia de energieUn magnet care genereaza campul magnetic H0Bobina de baleiaj care adauga lui H0 un camp variabil H1

  • Deplasarea chimicaDaca la frecventa constanta toate nucleele 1H ar intra in rezonanta la o aceeasi valoare H tehnica lipsita de valoareNu toti protonii unei molecule intra in rezonanta la aceeasi valoare H pentru ca atomii sunt legati de alti atomi prin electroniElectronii au paramagnetism si modifica camplul H la nivelul nucleuluiCu cat sunt mai multi electroni care ecraneaza cu atat campul H este mai mic decat H

  • Masurarea deplasarii chimice Se considera spectrul unui amestec din produsul studiat si tetrametil silan (TMS) CH3 CH3 - Si - CH3 CH3Protonii TMS sunt printre cei mai ecranati cunoscuti intra in rezonata la H+H1 (TMS)Un proton al produsului studiat va intra in rezonanta la H+H1 (produs)Se masoara diferenta intre cele doua campuri si se calculeaza deplasarea chimica in ppm

  • ppm

  • Intensitatea La receptorul radio este cuplat un integrator care calculeaza suprafata picului de rezonata aceasta este proportionala cu numarul de protoni dintr-o molecula care intra in rezonanta la o anumita valoare a lui HIntegratorul traseaza o curba de integrare in care distantele dintre paliere sunt proportionale cu suprafata

  • Interactiile spin-spin: CuplareaMarind rezolutia receptorului se observa o structura fina: benzile sunt divizate in mai multe componente

  • Forma spectruluiCu rezolutie slaba

    Cu rezolutie inalta

  • Structura finaGruparea CH3

  • Gruparea CH2

  • Regulile de cuplajDaca un grup A de protoni este cuplat cu un alt grup de n protoni identici dpdv chimic, banda protonilor din grupul A prezinta n+1 componente care au intensitatile relative urmatoare:n=1 dublet 1 1n=2 triplet 1 2 1n=3 cvadruplet 1 3 3 1n=4 cvintet 1 4 6 4 1Daca un grup A de protoni se invecineaza cu 2 grupe de protoni diferiti dpdv chimic (B+C) trebuie luat in considerare succesiv cuplajele fiecareia din grupele B si C

  • Constanta de cuplajIntr-un multiplet distanta dintre diferitele componente este aceeasi, este J constanta de cuplaj: J nu depinde de vanoarea campului aplicatDetalii experimentaleAparatul = pentru a avea un camp magnetic omogen trebuie facuta o reglare finaProba = solutie (5-20%) intr-un solvent care nu are protoniEtalonul intern = cateva picaturi de TMS

  • Deplasarile chimie = reflecta distributia sarcinilor electronice si dau indicatii asupra vecinatatii chimice a gruparii functionale careia ii apartine protonul luat in considerare

    Suprafata sau integrala semnalelor = proportionala cu nr de protoni al unei grupari

    Cuplajul spin-spin = informatii cu privire la vecinatatea nucleelor

  • AplicatiiIn sinteza organicaElucidarea structurii compusilor organici ca si determinarea stereochimiei si conformatiei acestoraIn chimia substantelor naturaleDeterminarea structurii si stereochimiei diferitilor componenti obtinuti dupa izolarea si purificarea fractiunilorIn analiza amestecurilorAnaliza calitativa si cantitativa a amestecurilor de substante organiceIn studiul polimerilorAnaliza unitatilor de monomer si determinarea structurii

  • RMN de rezolutie inalta si joasaANALIZA CALITATIVADistanta intre diferitele benzi sa fie cat mai mare pentru a le putea distinge bine

    ANALIZA CANTITATIVARezolutie inaltaCompararea integralei unui pic bine separat pentru fiecare component care trebuie dozat Rezolutie redusaTitrarea unui component lichid in interiorul unei matici solide