核磁気共鳴 (NMR) 分光法

Organic Chemistry

Your institution must subscribe to JoVE's Chemistry collection to access this content.

Fill out the form below to receive a free trial or learn more about access:

Welcome!

Enter your email below to get your free 1 hour trial to JoVE!





By clicking "Submit", you agree to our policies.

 

Overview

ソース: 博士ヘンリック ・ Sundén-チャルマース工科大学講座

核磁気共鳴 (NMR) 分光法は、有機化学者の重要な分析手法です。NMR の助けを借りて、有機の研究室での作業は途方もなく促進されています。だけでなく、それは分子の構造についての情報を提供がも内容サンプルの純度を確認することができます。有機化学者のため他の一般的手法と比較して-熱解析や質量分析法 (MS) など-NMR はサンプルの回復が重要な場合は貴重な非破壊的なメソッド。

有機化学者のための最も頻繁に使用される NMR 技術の 1 つは、NMR プロトン (1H) です。分子で現在の陽子の動作は、その構造を解明することが可能となって、その周囲の化学環境によって異なります。また、最終製品に原料の NMR スペクトルを比較することによって、反応の完了を監視することが可能です。

このビデオ、有機化学者の日常の仕事の NMR 分光法の使用方法を例示しています。次のようになります: 私) NMR サンプルの調製。ii) 1H NMR を使用して反応を監視します。iii) 1H NMR との反応から得られる製品を識別します。反応、 E- カルコン (3) から (1) アルデヒドとケトン (方式 1) (2) の合成であります。1

Scheme 1
方式 1。合成 (2E)-3-(4-methoxyphenyl)-1-(4-methylphenyl)-2-propen-1-one.

Cite this Video

JoVE Science Education Database. 有機化学の必需品 . 核磁気共鳴 (NMR) 分光法. JoVE, Cambridge, MA, (2017).

Principles

奇数質量あるいは原子数の核がスピン、核磁気共鳴を使用して水素 (1H)、炭素 (13C)、リン (31P) などの要素を検出することと呼ばれるプロパティがあります。スピンはランダム、ランダムな方向に回転ただし、外部磁界によってこれらの核自分自身をします合わせますまたは印加磁場に対して。これらの 2 つの状態が異なるエネルギー レベルを持つ: 低エネルギー状態と高エネルギーの状態。電磁波照射は、高エネルギー状態に裏返しする低エネルギー状態になります。放射を停止すると、核はリラクゼーションを受けるし、自由誘導減衰 (FID) が得られます。FID は、フーリエ変換 NMR スペクトルのピークを与えるためです。さまざまな要素を異なる周波数の異なる化学シフト (表 1) につながるだろうNMR スペクトルを測定することができます; 化合物についてのさまざまな種類を提供ピークの積分は、プロトン、それによって表される他のどのように多くの NMR アクティブ核周辺 ('隣人' として呼ばれる)、プロトンの相関ピークの分裂パターンは指示カップリング定数 (J カップリング) 与えるの数を提供します。

1H NMR 対策1H 核から重水素化溶媒を使用することが重要です。それ以外の場合溶剤信号のノイズに興味の信号が失われます。

プロトンの種類 シフト (δ、ppm) カーボンの種類 シフト (δ、ppm)
1 ° アルキル、RCH3 0.8-1.2 1 ° アルキル、RCH3 0-40
2 ° アルキル、R2CH2R 1.2-1.5 2 ° アルキル、R2CH2R 10-50
3 ° アルキル、RCHR2 1.4-1.8 3 ° アルキル、RCHR2 15-50
アリル、R2C = CRCH3 1.6-1.9 アルケン、C=C 100-170
ケトン、RC(=O) CH3 2.1-2.6 アリール基、芳香環のC 100-170
エーテル、ROCH2R 3.3-3.9 アルコールやエーテル、R3Cまたは 50-90
アルコール、アドホックH2R 3.3-4.0 カルボン酸やエステル、
RC(= O) または
160-185
デスクトップのビニール、R2= CH2 4.6-5.0 アルデヒドやケトン、
RC(= O) R
182-215
デスクトップのビニール、R2C = CRH 5.2-5.7
芳香族、ArH 6.0-8.5
アルデヒド RC(=O)H 9.5 – 10.5
アルコール水酸基、ROH 0.5-6.0
カルボン酸、RC(=O) OH 10-13

テーブル 1。一般的な陽子と炭素の NMR 化学シフトします 2

Procedure

1. NMR 開始材料の準備

  1. きれいな NMR 管材料を開始 〜 10 mg を追加します。
  2. ~0.7 mL 重水素化溶媒 (例 CDCl3) の原料を溶解します。良いスペクトルの溶媒の適切な高さは 4.5-5 cm です。
  3. NMR 管を慎重にキャップし、キャップのサンプル名を書きます。
  4. すべての材料が解散していたように優しくサンプルを振る。溶媒とサンプルの可能な汚染につながるキャップ間の接触を避けるために注意してください。
  5. スピナーに NMR チューブを慎重に挿入します。一度サンプル全体が均一な磁場を経験するように磁石を挿入、スピナーが回転します。指紋や汚れを除去するために NMR チューブと 2-プロパノールとラボの組織とスピナーの外側を清掃します。
  6. 場所サンプル深度のスピナー ゲージ分光計を損傷する恐れが多分に、NMR チューブの底部は NMR プローブに余りにずっと挿入しないようにします。異なるプローブは異なるサンプル深さを有し、特定の深さゲージのユーザー必要があります。
  7. NMR 分光計にサンプルを配置します。ここで、オートサンプラー装備 Varian 400 MHz の分光器が使用されました。
  8. NMR の測定が完了したら、スペクトルを処理し、スペクトルのピークを割り当てます。

2. 3 M NaOH とカルコン合成の準備

  1. 60 mg 水酸化ナトリウムを 50 mL のメスフラスコに加えます。
  2. 脱イオン水をフラスコの半分に追加して水酸化ナトリウムを溶解します。マークに到達するまでより多くの水を追加することによってさらにソリューションを希釈します。
  3. 磁気攪拌棒 50 mL 丸底フラスコにエタノール 10 mL を追加します。
  4. その後、680.5 mg 4-メトキシベンズアルデヒドと同じフラスコに手順 2.1 で水酸化ナトリウム溶液 5 mL を追加します。
  5. 攪拌した溶液をその後 671 mg 4 methylacetophenone を追加、フラスコのキャップし、室温で攪拌します。
  6. 1H-NMR による出発原料の完全消費までの 30 分間隔 (手順 3. を参照) で反応の進行を監視します。
  7. 反応が完了 (~ 3 h) に達したときは、5 mL の水を追加します。結果として得られる沈殿物をフィルターし、1:2 エタノール/水 20 mL で洗浄します。沈殿物の空気が乾燥してみましょう。
  8. 得られた製品の収率を計算します。1.2.2.7 のステップにしたがって NMR サンプルを準備します。1H NMR と純度を確認してください。場合ない純粋なエタノールと再結晶を介して製品を浄化します。
  9. パスツール ピペットを用いて NMR 管に反応混合物の約 3 滴を追加し、重水素化溶媒とピペットをすすいでください。
  10. 1.2-1.8 の手順を繰り返します。

3. 簡単な NMR スペクトルの解釈

  1. 適切なプログラム (例 MestReNova) のスペクトラムを処理します。
  2. 表 1に NMR シフトに異なるピークを関連付けます。化学シフトは、環境に存在するプロトンの種類のヒントを与えます。
  3. それぞれのピークに対応する水素の数を与えるピークを統合します。すべてのピークの統合は、総プロトンの相対的な数を与えます。
  4. 近所の人の数を示すプロトン ピークの分割を評価します。
  5. 陽子を互いに接続する方法を参照してくださいに J カップリングを測定します。

核磁気共鳴、または NMR 分光法は、分子構造有機化学での試料の純度を決定するための重要な方法です。

NMR 分光法によるサンプルは強い磁場に公開されます。露出時に特定の核移行するため、共鳴または共振、控えめなエネルギー レベル間。これらのレベル間のエネルギー ギャップを測定し、スペクトルとして視覚化することができます。このデータは、サンプルの化学構造を明らかにする使用ことができます。

すべての核 NMR アクティブに必須プロパティがあります。一般的な同位体の研究は、 1H、 2H、 13C、 19F、 31p.

このビデオ、NMR、化学反応のさまざまな段階からステップ NMR 試料の例の準備の背後にある原則を導入していくつかのアプリケーションを議論.

NMR 装置で液体窒素やヘリウム冷却超電導マグネットとされます。磁石は、一定の磁場をサンプルに適用されます。サンプルには、原子核の陽子や中性子数が奇数を揃いますフィールドを低エネルギー状態を採用すること、または、それに対する高エネルギー状態を採用します。

2 つのレベル間のエネルギー差は共振周波数、応用分野と核型の強さに依存します。NMR に使用される磁石の値は、高周波の RF、範囲です。

RF コイルは、高周波パルス、低エネルギー核を高い状態に戻す前に移動とサンプルを興奮させます。コイルは磁化は、ピークとして表示されますこれらの変更を検出します。

NMR の強みは化学物質の環境によって、この場合の水素の核を区別する能力にあります。隣接する原子に電子がブロック、または「シールド」、磁気フィールドのいくつかの核。この効果的なフィールドは、化学シフトと呼ばれる、特定の核の共鳴周波数を変更します。エタノールですべてメチル、ヒドロキシル基、メチレン プロトンの共鳴周波数があります。各ピークの下の領域を決定するプロトンの種類ごとの数を解明します。

磁気の強みを持った楽器は、共振周波数をシフトするのでそれらはサンプル、しばしばテトラメチルシランまたは TMS に追加標準分子に参照されます。周波数の化学シフトは非常に小さく、百万、または ppm 単位でしばしば報告されています。

強力な磁石を使用して、高解像度、ピーク subpeaks 分割時。これに対して; いくつか磁場と一直線に並ぶいくつかの近隣の核が原因です。さらに核に適用される効果的なフィールドを変更します。エタノール、メチレン プロトンを 2 分割メチルのピーク、トリプレット 2 回と 3 メチル プロトンがカルテットに三度メチレン ピークを分割します。分割、または J 結合の距離は定性的検出を助ける原子核の距離に関連します。

今では NMR の背後にある基本的な原理を理解すると、アルデヒドやケトンからカルコンの合成を監視するプロトン NMR を使用する手順の例を確認してみましょう。

ビーカーに開始材料の少量を追加するパスツール ピペットを使用して開始します。ヒューム フードに移動し、重水素化溶媒を 0.7 ml 原料を希釈します。重水素の共振周波数が陽子の範囲外として、重水素化溶媒が使用されます。

パスツール ピペットを使用して底部 4.5-5 cm。 キャップ、NMR チューブを充填クリーン 5 mm NMR チューブに 0.7 mL 希釈原料を追加し、ラベルを付けます。チューブ、サンプルとキャップとの接触を避けるために世話を軽く振る。その後、スピナーにチューブを挿入します。

チューブと 2-プロパノールとラボの組織を使用してスピンの外側を清掃します。深さゲージにサンプル アセンブリを配置し、挿入の深さを調整します。

キャリブレーション後アセンブリを読み込むサンプル NMR 分光計か手動でまたは自動サンプラーを用いたします。最後に、コンピューター ワークステーションを使用して、NMR スペクトルを取得します。

この手順を使用して各反応の出発物質の NMR スペクトルを生成します。カルコンの合成、メトキシベンズアルデヒドと methylacetophenone の両方のスペクトルが生成されます。

次に、開始材料と試薬の反応を開始するフラスコを用いてサンプル合成を実行します。

30 分間隔でパスツール ピペットを使用して反応混合物の小さい因数を削除し、きれいな NMR チューブに 3 滴を追加します。

重水素化溶媒、この粗反応製品を希釈し、前述の手順を使用して NMR の準備します。

反応が進むにつれて黄色沈殿を形成します。反応が完了したら、洗って沈殿物をフィルター処理し、精製反応生成物の NMR スペクトルを生成します。

今では我々 は、化学反応の各段階で NMR スペクトルを生成し、それらを分析してみましょう。

各出発物質の NMR スペクトルのピークは、異なるプロトンの化学シフトと各ピークに貢献するプロトンの数によると分子内グループに割り当てられます。ここでは、9.5、10.5 ppm 間アルデヒド ピークを指摘して methylacetophenone とメトキシベンズアルデヒド、4 つの主要なプロトン グループを割り当てます。異なる時点で粗反応生成物の NMR スペクトルを比較すると、カルコンを合成する化学反応の進化が明らかに。たとえば、開始材料メトキシベンズアルデヒドからアルデヒド ピーク反応の 30 分後がまだ存在、反応の完了を示す、3 時間後完全に行っています。

精製した製品のスペクトルを調べることによって各ピークをカルコンの構造のプロトン グループに割り当てることです。たとえば、ちょうど 1 つの陽子を含むグループに対応するピーク 3 および 4 の積分点両方である 1 つは、調べること。

3 と 4 のピークを示す 1 つの隣接プロトンのダブレットと呼ばれます。プロトンはEであることを示唆、16 Hz の J カップリング定数がある両方の二重結合。精製反応生成物の NMR ピークのすべてを割り当てるには、純粋なカルコンの合成を確認しました。

NMR 分光法はアプリケーションの広い範囲を持って、多くの科学や医療の分野で使用されます。

プロトン NMR は合成と diamidocarbene と mononoamidocarbine、両方の構造を確認するために使用このアプリケーションでは、NMR スペクトルは異なるピーク分裂パターンを持っています。これらのカルベンも白リン; と組み合わせれば一見異なる反応生成物を生成MAAC2 は、明るいオレンジ色の製品を生産する一方、DAC1 は明るい赤反応製品を生成されます。反応生成物のこれらの相違は、nmr、 31P nmr によるリン核の共鳴周波数の違いによるスペクトルを生成する別のアプリケーションを使用して確認されました。

ここでは、脳の解剖学的地図を生成し、対象脳領域を選択する核磁気共鳴イメージング、または MRI が使用されました。NMR 分光法による重要な代謝産物のスペクトルの生成に使用されました。最後に、MRI を用いた異なる実験条件における脳代謝の変化を評価しました。

このアプリケーションは、NMR のバインドのプロパティを分析し銅結合ペプチドの 3 D 構造を提案していました。まず、NMR スペクトルのペプチドの非連結と銅バインドを比較した状態です。ペプチドの構造の異なる潜在的な立体構造より高度な 2 次元 NMR テクニックを使用すると、評価しました。最後に、これらの NMR による構造的制約を用いて非連結のペプチドの提案 3 次元構造を開発します。

ゼウスの NMR 分析入門を見てきただけ。今 NMR スペクトルの生成、分析、NMR サンプル準備のための手順の背後にある基本的な原則を理解する必要があります。

見てくれてありがとう!

Results

スペクトル間最終製品に明確な違い (図 5) の原料 (図 1および2) のスペクトルを比較することによって観察できます、カルコンの形成を示します。反応の終点が異なる時間-間隔で NMR サンプルにより決定をすることができますたとえばは、アルデヒドのプロトン ピーク (C(=O)H) (1)3図 4、3 h 後反応の完了を意味ではなく、見ることができます。積分、分割パターン、およびピークの J カップリングを見て、カルコンの構造を検証することが可能です。(ピークは、図 5の下の数字) のピークの積分表示製品の水素の量に相関する必要があります存在水素の相対的な量です。さらに、分割パターンの近所の人の数の指標となりますたとえば、ピーク (5)、(1) — 両方のシングレット — それぞれ MeO - と私はグループ 3 に相関の積分で近くに近所の人を示します。化学物質を比較することによって表 1 MeO グループが 3.80 ppm と私-グループ 2.45 ppm で一重項に対応することを明らかにすることが可能だとスペクトルがシフトします。また、二重結合の形成は 2 つのダブレット (図 5) に見ることができる 7.80 と 7.44 ppm。Eの形成を示す 16 Hz の J カップリングを見て-アルケン;Z-アルケンは通常小さく、構造 (図 5) に 10-12 Hz。3芳香族のピークの割り当ての値のことを確認します。4

Figure 1
図 1。割り当てられている 1H NMR スペクトル4 methylacetophenone のこの図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください

Figure 2
図 2。割り当てられている 14-メトキシベンズアルデヒドの H-NMR スペクトルこの図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください

Figure 3
図 3。原油 1残留アルデヒド ピークを示す 30 分後 H NMR スペクトルこの図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください

Figure 4
図 4。原油 1アルデヒド残留ピークを示さない 3 h 後 H NMR スペクトルこの図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください

Figure 5
図 51仕事の後の得られた製品のH の NMR スペクトル。挿入した図ショー、 J -、アルケンのカップリングですこの図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください

Applications and Summary

NMR は反応メカニズムを解明作業を促進する反応中間体を検出するたとえば、使用できます。NMR の助けを借りて、新薬開発の重要な分子運動との相互作用を観察することが可能ですも。さらに、NMR は固体材料の構造に関する情報を与えることができます。例えば材料特性の観測の根拠を提供します。NMR の他のアプリケーションは、診断用磁気共鳴画像 (MRI) は頻繁に使用される医学の分野で見つけることができます。NMR は、このように新陳代謝の指紋を提供する有機体によって排泄される異なる代謝物を検出するため、メタボロミクスで使用されています。NMR の用途が広いです。人間の脳のイメージングへの単一分子の構造を決定します。

References

  1. Ta, L., Axelsson, A., Bijl, J., Haukka, M., Sundén, H., Ionic Liquids as Precatalysts in the Highly Stereoselective Conjugate Addition of α,β-Unsaturated Aldehydes to Chalcones. Chem. Eur. J. 20 (43), 13889-13893 (2014).
  2. Table adapted from Graham Solomons, T. W. Fryhle, C. B., Organic Chemistry, 10th edition, Wiley, p. 387, 418 (2011).
  3. Clayden, J., Greeves, N., Warren, S., Wothers, P. Proton nuclear magnetic resonance. Organic Chemistry, Chapter 11, Oxford University Press, 269 (2001).
  4. Wu, X.-F., Neumann, H., Spannenberg, A., Schulz, T., Jiao, H., Beller, M.,Development of a General Palladium-Catalyzed Carbonylative Heck Reaction of Aryl Halides. J. Am. Chem. Soc. 132 (41), 14596-14602 (2010).

1. NMR 開始材料の準備

  1. きれいな NMR 管材料を開始 〜 10 mg を追加します。
  2. ~0.7 mL 重水素化溶媒 (例 CDCl3) の原料を溶解します。良いスペクトルの溶媒の適切な高さは 4.5-5 cm です。
  3. NMR 管を慎重にキャップし、キャップのサンプル名を書きます。
  4. すべての材料が解散していたように優しくサンプルを振る。溶媒とサンプルの可能な汚染につながるキャップ間の接触を避けるために注意してください。
  5. スピナーに NMR チューブを慎重に挿入します。一度サンプル全体が均一な磁場を経験するように磁石を挿入、スピナーが回転します。指紋や汚れを除去するために NMR チューブと 2-プロパノールとラボの組織とスピナーの外側を清掃します。
  6. 場所サンプル深度のスピナー ゲージ分光計を損傷する恐れが多分に、NMR チューブの底部は NMR プローブに余りにずっと挿入しないようにします。異なるプローブは異なるサンプル深さを有し、特定の深さゲージのユーザー必要があります。
  7. NMR 分光計にサンプルを配置します。ここで、オートサンプラー装備 Varian 400 MHz の分光器が使用されました。
  8. NMR の測定が完了したら、スペクトルを処理し、スペクトルのピークを割り当てます。

2. 3 M NaOH とカルコン合成の準備

  1. 60 mg 水酸化ナトリウムを 50 mL のメスフラスコに加えます。
  2. 脱イオン水をフラスコの半分に追加して水酸化ナトリウムを溶解します。マークに到達するまでより多くの水を追加することによってさらにソリューションを希釈します。
  3. 磁気攪拌棒 50 mL 丸底フラスコにエタノール 10 mL を追加します。
  4. その後、680.5 mg 4-メトキシベンズアルデヒドと同じフラスコに手順 2.1 で水酸化ナトリウム溶液 5 mL を追加します。
  5. 攪拌した溶液をその後 671 mg 4 methylacetophenone を追加、フラスコのキャップし、室温で攪拌します。
  6. 1H-NMR による出発原料の完全消費までの 30 分間隔 (手順 3. を参照) で反応の進行を監視します。
  7. 反応が完了 (~ 3 h) に達したときは、5 mL の水を追加します。結果として得られる沈殿物をフィルターし、1:2 エタノール/水 20 mL で洗浄します。沈殿物の空気が乾燥してみましょう。
  8. 得られた製品の収率を計算します。1.2.2.7 のステップにしたがって NMR サンプルを準備します。1H NMR と純度を確認してください。場合ない純粋なエタノールと再結晶を介して製品を浄化します。
  9. パスツール ピペットを用いて NMR 管に反応混合物の約 3 滴を追加し、重水素化溶媒とピペットをすすいでください。
  10. 1.2-1.8 の手順を繰り返します。

3. 簡単な NMR スペクトルの解釈

  1. 適切なプログラム (例 MestReNova) のスペクトラムを処理します。
  2. 表 1に NMR シフトに異なるピークを関連付けます。化学シフトは、環境に存在するプロトンの種類のヒントを与えます。
  3. それぞれのピークに対応する水素の数を与えるピークを統合します。すべてのピークの統合は、総プロトンの相対的な数を与えます。
  4. 近所の人の数を示すプロトン ピークの分割を評価します。
  5. 陽子を互いに接続する方法を参照してくださいに J カップリングを測定します。

核磁気共鳴、または NMR 分光法は、分子構造有機化学での試料の純度を決定するための重要な方法です。

NMR 分光法によるサンプルは強い磁場に公開されます。露出時に特定の核移行するため、共鳴または共振、控えめなエネルギー レベル間。これらのレベル間のエネルギー ギャップを測定し、スペクトルとして視覚化することができます。このデータは、サンプルの化学構造を明らかにする使用ことができます。

すべての核 NMR アクティブに必須プロパティがあります。一般的な同位体の研究は、 1H、 2H、 13C、 19F、 31p.

このビデオ、NMR、化学反応のさまざまな段階からステップ NMR 試料の例の準備の背後にある原則を導入していくつかのアプリケーションを議論.

NMR 装置で液体窒素やヘリウム冷却超電導マグネットとされます。磁石は、一定の磁場をサンプルに適用されます。サンプルには、原子核の陽子や中性子数が奇数を揃いますフィールドを低エネルギー状態を採用すること、または、それに対する高エネルギー状態を採用します。

2 つのレベル間のエネルギー差は共振周波数、応用分野と核型の強さに依存します。NMR に使用される磁石の値は、高周波の RF、範囲です。

RF コイルは、高周波パルス、低エネルギー核を高い状態に戻す前に移動とサンプルを興奮させます。コイルは磁化は、ピークとして表示されますこれらの変更を検出します。

NMR の強みは化学物質の環境によって、この場合の水素の核を区別する能力にあります。隣接する原子に電子がブロック、または「シールド」、磁気フィールドのいくつかの核。この効果的なフィールドは、化学シフトと呼ばれる、特定の核の共鳴周波数を変更します。エタノールですべてメチル、ヒドロキシル基、メチレン プロトンの共鳴周波数があります。各ピークの下の領域を決定するプロトンの種類ごとの数を解明します。

磁気の強みを持った楽器は、共振周波数をシフトするのでそれらはサンプル、しばしばテトラメチルシランまたは TMS に追加標準分子に参照されます。周波数の化学シフトは非常に小さく、百万、または ppm 単位でしばしば報告されています。

強力な磁石を使用して、高解像度、ピーク subpeaks 分割時。これに対して; いくつか磁場と一直線に並ぶいくつかの近隣の核が原因です。さらに核に適用される効果的なフィールドを変更します。エタノール、メチレン プロトンを 2 分割メチルのピーク、トリプレット 2 回と 3 メチル プロトンがカルテットに三度メチレン ピークを分割します。分割、または J 結合の距離は定性的検出を助ける原子核の距離に関連します。

今では NMR の背後にある基本的な原理を理解すると、アルデヒドやケトンからカルコンの合成を監視するプロトン NMR を使用する手順の例を確認してみましょう。

ビーカーに開始材料の少量を追加するパスツール ピペットを使用して開始します。ヒューム フードに移動し、重水素化溶媒を 0.7 ml 原料を希釈します。重水素の共振周波数が陽子の範囲外として、重水素化溶媒が使用されます。

パスツール ピペットを使用して底部 4.5-5 cm。 キャップ、NMR チューブを充填クリーン 5 mm NMR チューブに 0.7 mL 希釈原料を追加し、ラベルを付けます。チューブ、サンプルとキャップとの接触を避けるために世話を軽く振る。その後、スピナーにチューブを挿入します。

チューブと 2-プロパノールとラボの組織を使用してスピンの外側を清掃します。深さゲージにサンプル アセンブリを配置し、挿入の深さを調整します。

キャリブレーション後アセンブリを読み込むサンプル NMR 分光計か手動でまたは自動サンプラーを用いたします。最後に、コンピューター ワークステーションを使用して、NMR スペクトルを取得します。

この手順を使用して各反応の出発物質の NMR スペクトルを生成します。カルコンの合成、メトキシベンズアルデヒドと methylacetophenone の両方のスペクトルが生成されます。

次に、開始材料と試薬の反応を開始するフラスコを用いてサンプル合成を実行します。

30 分間隔でパスツール ピペットを使用して反応混合物の小さい因数を削除し、きれいな NMR チューブに 3 滴を追加します。

重水素化溶媒、この粗反応製品を希釈し、前述の手順を使用して NMR の準備します。

反応が進むにつれて黄色沈殿を形成します。反応が完了したら、洗って沈殿物をフィルター処理し、精製反応生成物の NMR スペクトルを生成します。

今では我々 は、化学反応の各段階で NMR スペクトルを生成し、それらを分析してみましょう。

各出発物質の NMR スペクトルのピークは、異なるプロトンの化学シフトと各ピークに貢献するプロトンの数によると分子内グループに割り当てられます。ここでは、9.5、10.5 ppm 間アルデヒド ピークを指摘して methylacetophenone とメトキシベンズアルデヒド、4 つの主要なプロトン グループを割り当てます。異なる時点で粗反応生成物の NMR スペクトルを比較すると、カルコンを合成する化学反応の進化が明らかに。たとえば、開始材料メトキシベンズアルデヒドからアルデヒド ピーク反応の 30 分後がまだ存在、反応の完了を示す、3 時間後完全に行っています。

精製した製品のスペクトルを調べることによって各ピークをカルコンの構造のプロトン グループに割り当てることです。たとえば、ちょうど 1 つの陽子を含むグループに対応するピーク 3 および 4 の積分点両方である 1 つは、調べること。

3 と 4 のピークを示す 1 つの隣接プロトンのダブレットと呼ばれます。プロトンはEであることを示唆、16 Hz の J カップリング定数がある両方の二重結合。精製反応生成物の NMR ピークのすべてを割り当てるには、純粋なカルコンの合成を確認しました。

NMR 分光法はアプリケーションの広い範囲を持って、多くの科学や医療の分野で使用されます。

プロトン NMR は合成と diamidocarbene と mononoamidocarbine、両方の構造を確認するために使用このアプリケーションでは、NMR スペクトルは異なるピーク分裂パターンを持っています。これらのカルベンも白リン; と組み合わせれば一見異なる反応生成物を生成MAAC2 は、明るいオレンジ色の製品を生産する一方、DAC1 は明るい赤反応製品を生成されます。反応生成物のこれらの相違は、nmr、 31P nmr によるリン核の共鳴周波数の違いによるスペクトルを生成する別のアプリケーションを使用して確認されました。

ここでは、脳の解剖学的地図を生成し、対象脳領域を選択する核磁気共鳴イメージング、または MRI が使用されました。NMR 分光法による重要な代謝産物のスペクトルの生成に使用されました。最後に、MRI を用いた異なる実験条件における脳代謝の変化を評価しました。

このアプリケーションは、NMR のバインドのプロパティを分析し銅結合ペプチドの 3 D 構造を提案していました。まず、NMR スペクトルのペプチドの非連結と銅バインドを比較した状態です。ペプチドの構造の異なる潜在的な立体構造より高度な 2 次元 NMR テクニックを使用すると、評価しました。最後に、これらの NMR による構造的制約を用いて非連結のペプチドの提案 3 次元構造を開発します。

ゼウスの NMR 分析入門を見てきただけ。今 NMR スペクトルの生成、分析、NMR サンプル準備のための手順の背後にある基本的な原則を理解する必要があります。

見てくれてありがとう!

A subscription to JoVE is required to view this article.
You will only be able to see the first 20 seconds.

RECOMMEND JoVE