Abstract
Этот подробный протокол описывает новый Спин Насыщенность Передача разницы Магнитный протокол резонанса (ЯМР SSTD), недавно разработанной в нашей группе изучить процессы взаимного сайта химического обмена, которые трудно анализировать традиционными методами. Как следует из названия, этот метод сочетает в себе метод Спин Насыщенность переноса используется для малых молекул, с насыщением Transfer Difference (STD) ЯМР-метод, используемый для изучения белок-лиганд взаимодействий, путем измерения переходных процессов переноса насыщения спин вдоль увеличения времени насыщения (построить -До кривые) в небольших органических и металлоорганических молекул, проходящих химического обмена.
Преимущества этого метода по сравнению с существующими являются: нет необходимости достигать коалесценции обмена сигналами; метод может быть применен до тех пор, как один сигнал, обменивающихся сайтов изолирована; нет необходимости измерять T 1 или достичь устойчивого состояния насыщения; константа скорости валюэс измеряются непосредственно, а значения T 1 получены в том же самом эксперименте, используя только один набор экспериментов.
Для проверки метода, мы изучали динамику заторможенного вращения N, N -dimethylamides, для которых объем данных для сравнения. Термодинамические параметры, полученные с использованием SSTD очень похожи на сообщенных те (методы переноса спинового насыщения и анализа формы линий). Этот метод может быть применен к более сложных субстратах, которые не могут быть изучены с предыдущими методами.
Мы предполагаем, что простой Экспериментальная установка и широкая применимость метода к большому разнообразию субстратов будет сделать это распространенный метод среди органических и металлоорганических химиков без обширного опыта в ЯМР.
Introduction
Химический обмен обычно относится к любому межмолекулярного или внутримолекулярного процесса, в котором ядро движется из одной среды в другую, в которой его параметры ЯМР (химический сдвиг скалярной связи, дипольная сцепные, скорость релаксации) различаются. Существуют многочисленные примеры химического обмена в органических и металлоорганических молекул (например, вращательные барьеры в диарилы, кольцевых листать барьеров и конформационного равновесия, инверсии азота, связывание лиганда, вырожденный лиганд обмена и таутомеризации). 1-3 Обменный курс химической связано с термодинамика барьера процесса обмена, и поэтому его исследование имеет решающее значение для понимания молекулярной динамики этих систем.
Классическим признаком динамического обмена в ЯМР является резкое изменение формы линий ЯМР-сигналов при изменении температуры. При низких температурах процесс идет медленно и два различных химических сдвигов являются obserвед. При высоких температурах, два сигнала сливаются в один сигнал, который известен как "сращивания". При промежуточных температурах, сигналы становятся очень широким. Такая чувствительность спектра ЯМР для химического обмена делает ЯМР очень мощный метод для изучения динамики молекул в растворе. Два метода были в основном заняты в исследовании динамических процессов в растворе:. Анализ формы линий, 4-7 и насыщения спиновых экспериментов по передаче 8-9 Кроме того, также стоит упомянуть метод 10 и CIFIT передачи инверсии программу 11 для прямое извлечение констант скоростей, которые являются относительно эффективным подходом для обмена измерений в простых системах. Хотя эти методы дают очень хорошие результаты в большинстве случаев, они, тем не менее, имеют ряд недостатков. Основным недостатком анализа формы линий является высокая температура , необходимые для достижения сращивание в некоторых образцах. 12 Основные вопросы , которые следует учитывать при чаrrying эксперименты переноса насыщения спина являются: очень длительное время насыщения , необходимые для достижения устойчивого передачи состояния насыщения между обмениваемых участков, а также необходимость определения продольного постоянная времени релаксации, T 1, который может быть сложно , если есть перекрытие различных сигналы в области исследования. 13
В рамках наших исследований в области металлоорганических механизмов, 14-16 наша группа изучает нежесткости поведение платино-алленовых комплексов в растворе. Это сложная задача, которая включает в себя, по меньшей мере три различных процесса, один из которых является обмен π-лицо или поворот металла вокруг одной оси алленовых. Мы столкнулись , что нормальный VT эксперименты и методы анализа формы линий , которые были использованы ранее в подобных системах, 17-19 не были пригодны в нашем исследовании, из - за очень медленного вращения в нашем платино-алленовой комплекса , который сделал температуру сращивание сигналы интересов выше температуры разложения комплекса.
Для того чтобы преодолеть это ограничение, мы разработали и недавно сообщили о новом ЯМР - протокол (SSTD ЯМР) для изучения процессов взаимного сайта химического обмена. 20 Как следует из названия , этот метод сочетает в себе метод Спин Насыщенность переноса используется для малых молекул, с Насыщенность Передача Разница метод ЯМР используют для изучения белок-лиганд взаимодействий, 21-24 путем измерения переходных процессов переноса спинового момента насыщения вдоль увеличения времени насыщения (кривые строят вверх) в небольших молекул , проходящих химический обмен.
С помощью этого нового метода (SSTD ЯМР) мы показали, что мы можем получить кинетические параметры внутримолекулярного химического обмена в небольших органических и металлоорганических молекул с некоторыми дополнительными преимуществами по сравнению с традиционными подходами: сращивание сигналов не требуется, так что более гибкий диапазон рабочих температур может быть использованВ исследовании; перекрытие сигналов не мешает, хотя, по крайней мере один из обменивающихся резонансов должны быть изолированы; нет необходимости измерять T 1 или достичь устойчивого состояния насыщения; константа скорости значения измеряются непосредственно и значения T 1 получены в том же самом эксперименте, используя только один набор экспериментов. Еще одно замечательное преимущество методологии SSTD ЯМР является то, что, в отличие от LineShape анализа, определение констант кинетики скорости не ограничивается увеличением коалесценции температур, связанных с высокими магнитными полями. Таким образом, наша методология затем очень хорошо присвоила для низких и высоких магнитных полей. Эта статья предназначена, чтобы помочь новым пользователям применять этот новый метод их собственных систем, испытывающих химический обмен, и описывает подготовку образцов, экспериментальной установки, сбор данных, и пример обработки и анализа данных в простой органической молекулы.
Protocol
Внимание: Пожалуйста, обратитесь все соответствующие паспорта безопасности материала (MSDS) перед использованием.
1. Подготовка образцов ЯМР
- Взвесить 5 мг N, N - диметилацетамида, добавляют к ЯМР - трубки , подходящей для низких температур и растворяют в 0,6 мл толуол- D 8.
Установка 2. ЯМР Экспериментальные 25
- НЭ Spectra Приобретение
- Выполните одну мерную NOE (Ядерный эффект Оверхаузера) эксперимент. 26
Примечание: NOE эффекты могут происходить при любой температуре. Одномерный НЭ спектр облучая сигнал, который будет облученное в эксперименте SSTD ЯМР регистрировали при -40 ° С, чтобы убедиться, что передача вращения и намагниченность в образце, используемом здесь, было сведено к минимуму, и, следовательно, НЭ, если существует, будет преобладать и измерить в данном эксперименте. В идеале, NOE эффекты между двумя ядрами, обменивающихся зачиститьне d присутствовать, чтобы избежать помех с помощью метода SSTD.
- Выполните одну мерную NOE (Ядерный эффект Оверхаузера) эксперимент. 26
- SSTD ЯМР установки Эксперименты
- Вставьте образец в магнит, сначала набрав ех в командной строке программного обеспечения для включения воздушного потока. Затем поместите образец в верхней части магнита , а затем ввести IJ. Подождите, пока образец не находится внутри магнита.
- После того , как образец находится в магнит, типа edte в командной строке. Изменение температуры до первой заданной температуры, чтобы провести эксперимент (в данном случае 295,5 K). Пусть образец стабилизируется при выбранной температуре в течение по крайней мере 20 мин.
- Выполните 1D 1 H-ЯМР эксперимент на образце.
- Создайте новый набор данных эксперимента 1 H-ЯМР. Для этого нажмите на File / New и назовите новый эксперимент.
- Введите последовательно и ожидая предыдущей команды , чтобы закончить: замок, атма, topshim, getprosol и РГА.
- Тип <EM> ZG приобрести эксперимент протона. После того, как она будет закончена типа EFP и APK для преобразования Фурье и регулировать фазу.
- Создайте новый набор данных, например, эксперимент 1 H ЯМР. Для этого нажмите на File / New и назовите новый эксперимент.
- В этом новом наборе данных, введите RPAR в командной строке. Выберите один из "STDDIFF" наборов параметров из списка, например , STDDIFFESGP, и нажмите кнопку "читать" , а затем "читать все" (рисунок 1). С другой стороны , сделать это, набрав RPAR STDDIFFESGP все.
Примечание: Эксперимент может быть выполнена с этой импульсной последовательности. Тем не менее, программа импульсов используется в нашем эксперименте был STDDIFF. - Для выбора последовательности импульсов STDDIFF, нажмите на кнопку с тремя точками в PULPROG линии (рис 2 и 3).
- Перед проведением эксперимента SSTD ЯМР, откалибровать 1 H 90 ° твердых Pulsе (р1). С этой целью гарантировать, что образец находится в магните при желаемой температуре (этап 2.2.2). Введите pulsecal в командной строке и скопировать значение импульса 90 ° при более высокой мощности (PL1 = -1 дБ в данном случае), то есть тот , который дает самый короткий импульс (рисунок 4).
- Ввести значения для калиброванного жесткого импульса в эксперименте. Тип getprosol 1H (значение p1 , полученных на этапе 2.2.7) (значение PL1) (Рисунок 5).
- Установите длину профилированного импульса. Тип p13 и ввести значение 50000 мкс (рисунок 6).
- Установите селективную форму импульса. Для этого перейдите к власти и нажмите кнопку "Редактировать" ... кнопку рядом с SHAPE (рисунок 7). Перейти к профилированного импульса 13 и выберите: Gaus 1.1000 (рисунок 8).
- Установите селективную импульсную мощность (SP13). Установите его на что - то подходящее, т.е. (рисунок 8). Чрезмерные напряженность поля может привести к неприемлемых эффектов насыщения. 27-29
Примечание: 50 дБ был оптимальным в нашем случае. Примите во внимание, что это масштаб затухания, поэтому чем меньше значение, тем выше мощность радиочастоте. Как это соответствует насыщающего гауссовой каскада, который применяется в течение длительного времени (несколько секунд), SP13 не должна опускаться ниже 40 дБ (при необходимости, обратитесь к спецификации прибора, до тех пор , импульсы на высокой мощности может привести к повреждению probehead). По нашему опыту 41-61 дБ выше ослабления жесткого 1 H 90 ° импульса (-1 дБ в этой работе) работает отлично. Старайтесь всегда выбирать самое высокое затухание возможное, приводящих к сходным уровнем насыщения. - Введите нс и установить его на 8 и тип DS и установить его на 4.
3. Сбор данных ЯМРd Обработка 25
- SSTD ЯМР эксперимент Приобретение
- Открыть эксперимент 1 H ЯМР , выполненного на этапе 2.2.3 , чтобы проверить , где сигнал , который будет облучать есть. Для этого, поиск эксперимента в программном обеспечении браузера, щелкните правой кнопкой мыши в наборе данных и нажмите кнопку "Показать в новом окне".
- Перемещение курсора линии к центру сигнала облучать и записать химический сдвиг в промилле. Выберите спектральную ширину, которая будет использоваться в эксперименте.
Примечание: В этом случае сигнал, который будет облучать находится на 2,17 м.д., а ширина спектра использовали 1,46 частей на миллион. Убедитесь в том, что никакой коррекции химического сдвига не используется или частота облучения может быть установлена неправильно. - Перейти к ранее созданному SSTD ЯМР эксперимента с установкой, указанной в разделе 2.2.
- Создайте список с частотами облучения. Для этого типа fq2list в командной строке и выберите существующий список.
- Изменение спискачастот облучения , включая следующие данные в 3 первых строках (рисунок 9): Ряд 1. P (указывает на то, что следующие данные в промилле); Ряд 2 Частота сигнала, облученный в промилле, как измерено в 3.1.. 1; Ряд 3,40 частей на миллион (частота , которая далека от 1 H сигналов соединения таким образом, облучение в этой частоте не влияет на спектры).
- Сохранение списка с новым именем , а затем введите fq2list в командной строке и выберите только что созданный список.
- Расстояние до центра эксперимента по сигналам при исследовании, типа o1p и выберите в качестве центра эксперимента химический сдвиг сигнала , который будет облученной.
- Тип SW , чтобы выбрать ширину спектра (1,46 частей на миллион в этом случае, но и любой другой ширина спектра может быть выбран).
Примечание: Если время приобретения, полученные после изменения ширины спектра слишком долго (что будет ввести больше шума в спектрах) это сап быть отрегулирована путем ввода AQ , чтобы обеспечить разрешение желаемого спад свободной индукции (FID) (FIDRES, 0,25 Гц в данном случае). - Выберите значение для InterScan D1 задержки релаксации. Убедитесь в том, что по крайней мере , от 1 до 5 раз значение T 1 из самых медленных расслабляющая протон.
ПРИМЕЧАНИЕ: Мы устанавливаем его до 40 сек, что наибольшее время насыщения (D20) в эксперименте. Таким образом, все эксперименты будут держать же общее "за одно сканирование" время (задержка + время насыщения + импульсы + времени приобретения). - Введите D1 и установить его на 40 сек.
- Установите первое значение для времени насыщения, набрав D20 и установив его на 40 сек. Определение коэффициента усиления приемника (Rg) автоматически, набрав RGA.
- Создайте следующий эксперимент, набрав iexpno. Д20 и выбрать время насыщения 20 сек в этом эксперименте. Введите RGA для автоматического определения гк. <li> Повторите последний шаг для D20 = 10, 5, 2,5, 1,25, 0,625, 0,3 сек.
- После того, как все эксперименты будут созданы, открыть первый и в типе multizg командной строки и указать число экспериментов, 8 в этом случае (т.е. multizg 8).
- Откройте PROCNO 1 (номер процесса) от EXPNO 1 (Эксперимент) набора (один с более высоким временем насыщения).
- В типа фунтах командной строки и установите значение 1.5.
Примечание: Для получения спектров с очень высоким соотношением сигнал-шум это значение может быть уменьшены; наоборот, она может быть увеличена для шумных экспериментов, если спектральное разрешение не сильно влияет. - В типа EFP командной строки и процесса FID # = 1 (спектр "на резонансе") в PROCNO = 2 (рисунок 10).
- Исправьте фазы эксперимента, нажав на интерактивной фазы коррекции бutton и сохранить его в виде 2D эксперимента. Сохранение и выход (рисунок 11).
- Тип 1 представитель в командной строке , чтобы перейти к PROCNO 1.
- В типа EFP командной строки и процесса FID # = 2 ( "вне резонанса" спектра) в PROCNO = 3 (рисунок 12).
- В командной строке типа .md , а затем представитель 2 , чтобы показать несколько окно дисплея с обеих обработанных спектров: 2 (один с сигналом в середине насыщенными) и 3 (тот , в котором насыщающего импульсов наносили на 40 частей на миллион ) (рисунок 13).
- Нажмите кнопку со знаком дельта (рисунок 13) для вычисления разности спектров и сохранить его в PROCNO 4. Выход из окна множественного отображения.
- Выберите диапазон интегрирования для сигнала на левом (сигнал, в котором будет наблюдаться перенос насыщения из-за химического процесса обмена). Всегда интегрировать ту же область в PROCNO 3 и PROCNO 4.
- После того, как интегрированы, перейдите на вкладку "Интегралы" в каждом из экспериментов и скопировать значение "Интеграл [абс]" (рисунок 14).
- Разделите интеграл в PROCNO 4 интегралом в PROCNO 3. То есть значение п SSTD в течение времени насыщения 40 сек (η SSTD = Spin Насыщенность передачи параметров Разница). 21
- Повторите процедуру для остальных экспериментов с различными временами насыщения.
4. Анализ данных 30
- Анализ данных, чтобы получить кинетические параметры
- Изобразите полученные значения п SSTD в зависимости от времени насыщения. 21
- Выполните экспоненциальный подгонку для регулировки полученные кривые уравнения
знак равно на очень долгое время насыщения
T = - Вычислить значения η SSTD MAX и δ и использовать их для вычисления значения констант скорости (к) и времени релаксации (T 1A) в соответствии со следующими уравнениями:
T 1A = продольная постоянная времени релаксации спина А
к = взаимными сайт постоянная кинетическая скорость обмена- Получить постоянную кинетической скорости по:
- Эйринг Участок для получения термодинамических параметров
- Участок п (к / т) по сравнению с 1 / T (T = абсолютная температура), используя значения коровьим ческие показатели при различных температурах.
- Выполните линейную аппроксимацию, чтобы скорректировать данные, полученные к уравнению Айрингов:
R = газовая постоянная
K B = постоянная Больцмана
T = абсолютная температура - Расчет термодинамических параметров и ≠ ; H & Dgr ; S ≠.
- Вычислить значения Е А (298) и ΔG ≠ (298) с использованием следующих уравнений:
s / ftp_upload / 54499 / 54499eq13.jpg "/>
Representative Results
Методика SSTD ЯМР был применен для расчета кинетических параметров при вращении амидной связи из N, N - диметилацетамида. 21 Это простой пример , для которого обширные данные для сравнения можно найти в литературе. 31
Заторможенное вращение вокруг амидной связи, из - за частичного характера двойной связи в резонансной форме, дифференцирует обе метильные группы на два сигнала в Н-ЯМР - спектров 1 (2,61 и 2,17 частей на миллион при 22,5 ° C). Насыщение Спин сигнала метильной группы при 2,17 частей на миллион (Me В) приводит к исчезновению его сигнала в 1 Н ЯМР. После насыщения Me B, передача насыщения в другой метильной группы (Me A) в связи с процессом внутреннего вращения можно наблюдать уменьшением интенсивности 1 H в сигнале при 2,61 частей на миллион. magnituде этого снижения будет зависеть от времени насыщения. На рисунке 15 показано 1 Н - ЯМР - спектры N, N - диметилацетамида при 22,5 ° C, а также разложения показаны спектры без (а) и при наличии (б) насыщения метилового эфира группа в 2,17 промилле, а также разница спектра (с), используемый для расчета значений п SSTD. Коэффициент η SSTD рассчитывается делением значения интеграла от меня в спектре ЯМР SSTD (с) значением интеграла от меня в спектрах (а), как описано в протоколе. Полученные значения п SSTD для каждого времени насыщения при различных температурах собраны в таблице 1. Сюжет полученных значений п SSTD в зависимости от времени насыщения дали экспонент , в котором было достигнуто плато при более высоких время насыщения. При определенной температуре, экспоненциальная подгонка кривой позволяет вычислить скоростьконстанта (к) и время релаксации 1 H измеряемого сигнала (T 1A) (рисунок 16). На рисунке 17 показаны все полученные кривые наряду с к и значений Т - 1А , полученные в припадках.
И, наконец, участок п (к / т) по сравнению с 1 / T и подгонка к уравнению Айрингов (рисунок 18) были использованы для расчета энтальпии и энтропии активации. Определенные параметры активации приведены в таблице 2, вместе с ранее представленными параметрами , рассчитанными с использованием различных методик.
Как видно из таблицы 2, значения параметров активации , полученный с методом отжима Насыщенность Передача разности (SSTD ЯМР) хорошо согласуются с данными , ранее сообщалось , с использованием других методов, таких как SST ЯМР илианализ формы линии. Широкий диапазон значений , представленных за & Dgr ; S ‡ связано с трудностями при измерении этого параметра с техникой ЯМР. 31 Что касается остальных параметров активации, значения , полученные при помощи нашего метода не только очень похожи на те , которые уже сообщалось но и более точным, так как наши ошибки (SD) меньше, во всех случаях.
Рисунок 1: Список экспериментов после ввода RPAR. На рисунке показаны различные наборы параметров , среди которых STDDIFFESGP должны быть выбраны. Пожалуйста , нажмите здесь , чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.
Рисунок 2:.. Параметры сбора данных Кнопка выделена в красном квадрате приводит к списку различных программ пульса Пожалуйста , нажмите здесь , чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.
Рисунок 3:.. Список программ импульсов На рисунке показана выбранная программа импульса в эксперименте (STDDIFF) Пожалуйста , нажмите здесь , чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.
Рисунок 4: Всплывающее окно появилось после калибровки импульса 90 ° На рисунке приведены значения калиброванный 90 &. # 176; импульса на разных уровнях мощности. Пожалуйста , нажмите здесь , чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.
Рисунок 5:.. Снимок экрана командной строки На рисунке показано , как ввести значение для калиброванного жесткого импульса Пожалуйста , нажмите здесь , чтобы увидеть большую версию этой фигуры.
Рисунок 6:. Соотношение длины профилированного импульса На рисунке показано , как ввести значение для длины профилированного импульса. g6large.jpg "целевых =" _blank "> Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.
Рисунок 7:.. Параметры сбора данных На рисунке показаны параметры питания Пожалуйста , нажмите здесь , чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.
Рис . 8: Параметры профилированного импульса Значения профилированного импульса будут введены в строке 13. Пожалуйста , нажмите здесь , чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.
pload / 54499 / 54499fig9.jpg "/>
. Рисунок 9: Список частот облучения Цифра включает в себя следующие данные в 3 -х первых строк: строка 1. P (указывает на то, что следующие данные в миллионных долях); Строка 2 Частота сигнала , подлежащий облучению в частях на миллион, как измерено. 3.1.1; Ряд 3,40 частей на миллион (частота , которая далека от 1 H сигналов соединения таким образом, облучение в этой частоте не влияет на спектры). Пожалуйста , нажмите здесь , чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.
Рис . 10: Обработка первого FID На рисунке показано всплывающее окно , которое появляется после ввода EFP. пк "> Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.
Рис . 11:. Фаза коррекции Снимок экрана показывает окно для коррекции фазы вручную Пожалуйста , нажмите здесь , чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.
Рис . 12: Обработка второго FID На рисунке показано всплывающее окно , которое появляется после ввода EFP. Пожалуйста , нажмите здесь , чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.
Рисунок 13 "SRC =" / файлы / ftp_upload / 54499 / 54499fig13.jpg "/>
Рисунок 13: Множественный отображение спектров 2 и 3. затененную кнопку в красном квадрате является вычислить разность спектров. Пожалуйста , нажмите здесь , чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.
Рис . 14:. Вкладка Интегралы На рисунке приведены значения абсолютных и относительных интегралов Пожалуйста , нажмите здесь , чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.
Рисунок 15: Структура и 1 г> Н ЯМР - спектры N, N - диметилацетамида при 22,5 ° С в смеси толуол-D 8. (а) 1 Н ЯМР расширение области от 2,13 до 2,66 частей на миллион до облучения. (Б) расширение той же области после облучения метильной группы при 2,17 частей на миллион. (С) разница спектра [(а) - (б)]. Пожалуйста , нажмите здесь , чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.
Рисунок 16: Пример сюжета п SSTD и его экспоненциальной подгонки при 278 К. воспроизведено из вспомогательной информации ссылки 21 с разрешения Королевского общества химии.http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54499/54499fig16large.jpg "целевых =" _blank "> Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.
Рисунок 17: Графики η SSTD vs. время насыщения при различных температурах. На рисунке показан график для N, N - диметилацетамида и таблицы с полученными ставок констант и времен релаксации. Пожалуйста , нажмите здесь , чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.
Рис . 18: Эйринг участок На рисунке показан график для N, N - диметилацетамида. Пожалуйста , нажмите здесь , чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.
т сидел (с) | η SSTD | η SSTD | η SSTD | η SSTD | η SSTD | η SSTD | η SSTD |
(Т = 278 К) | (Т = 283 К) | (T = 285.5 K) | (T = 288 K) | (Т = 290,5 К) | (Т = 293 К) | (T = 295.5 K) | |
40 | 0,2526 | 0,3957 | 0,4671 | 0,5461 | 0,626 | 0,6969 | 0,7535 |
20 | 0,2526 | 0,3957 | 0,4671 | 0,5461 | 0,626 | 0,6969 | 0,7535 |
10 | 0,2383 | 0,3806 | 0,4537 | 0,5355 | 0,6199 | 0,6969 | 0,7535 |
5 | 0,1904 | 0,3193 | 0,3919 | 0,481 | 0,5734 | 0,6638 | 0,7318 |
2.5 | 0,1263 | 0,2204 | 0,2812 | 0,3589 | 0,4449 | 0,5461 | 0,626 |
1,25 | 0,0761 | 0,1353 | 0,171 | 0,2247 | 0,2868 | 0,3732 | <TD> 0,4449|
0.625 | 0,0467 | 0,0739 | 0.099 | 0,1327 | 0,171 | 0,2291 | 0,2758 |
0,3 | 0,0238 | 0,044 | 0,0472 | 0,0644 | 0,0847 | 0,1169 | 0,1463 |
Таблица 1:. Значения п SSTD В таблице приведены значения , полученные в разное время насыщения для N, N - диметилацетамида в диапазоне температур 278-295.5 К.
метод | SSTD ЯМР | SST ЯМР 31 TD> | Анализ формы линий | Анализ формы линий | Анализ формы линий |
параметр | (Эта работа) | (1 Н ЯМР) 4 | (1 Н ЯМР) 5 | (13 С ЯМР) 6 | |
Е а 298 (KJ моль -1) | 79,7 ± 0,1 | 73,1 ± 1,4 | 70,5 ± 1,7 | 82,0 ± 1,3 | 79,5 ± 0,4 |
77,2 ± 0,1 | 70,6 ± 1,4 | 68 | 79,5 ± 0,4 | 76,6 ± 0,4 | |
Dgr ; S ‡ (Дж моль -1 К -1) | 11,5 ± 0,4 | -10,5 ± 5,0 | -15,0 ± 5,1 | 13 ± 8 | 3 ± 4 |
ΔG ‡ 298 (KJ моль -1) | 73,8 ± 0,1 | 73,7 ± 2,0 | 72.5 | 75,3 ± 0,4 | 75,7 ± 0,4 |
растворитель | Толмена d 8 | Толмена d 8 | CCl 4 | Acetone- d 6 | аккуратный |
Таблица 2:. Параметры активации В таблице приведены параметры для активации внутреннего вращения N, N - диметилацетамид , полученные методом ЯМР SSTD по сравнению с теми же параметрами , полученными с использованием различных методов ЯМР анализа 4,5,6 ошибок в этой таблице. относятся к стандартным ошибкам отклонение (SD). (Воспроизведено из работы 21 с разрешения Royal Society химии).
Materials
Name | Company | Catalog Number | Comments |
N,N-dimethylacetamide | Aldrich | 38840 | Acute toxicity |
Toluene-d8 | Fluorochem | D-005 | Flammable and toxic |
500 MHz 7" Select Series NMR Tubes | GPE LTD | S-5-500-7 | |
TopSpin 2.1 | TopSpin program, Bruker Corp., http://www.bruker.com/products/mr/nmr/nmr-software/software/topspin/ (2015). | ||
Origin 6.0 | Origin 6.0 software, OriginLab Corp., http://originlab.com. | ||
Bruker Avance III 500 MHz fitted with 5 mm broadband observed BBFOplus Z-gradient SmartProbeTM probe | Bruker Corp., http://www.bruker.com | ||
Bruker Avance I 500 MHz Inverse Triple Resonance NMR spectrometer fitted with a 5 mm TXI Z-gradient probe | Bruker Corp., http://www.bruker.com | ||
Ceramic Spinner standardbore shimsystems (5 mm) | Bruker Corp., http://www.bruker.com | H00804 |
References
- Bain, A. D.
Chemical Exchange in NMR. Prog. Nuc. Mag. Res. Spect. 43, 63-103 (2003). - Bain, A. D.
Chemical Exchange. Modern Magnetic Resonance. , 421-427 (2006). - Bain, A. D. Chapter 2 - Chemical Exchange. Ann. Rep. NMR Spect. 63, 23-48 (2008).
- Reeves, L., Shaddick, R., Shaw, K. Nuclear Magnetic Resonance Studies of Multi-site Chemical Exchange. III. Hindered Rotation in Dimethylacetamide, Dimethyl Trifluoro-acetamide, and Dimethyl Benzamide. Can. J. Chem. 49, 3683-3691 (1971).
- Drakenberg, T., Dahlqvist, K., Forsen, S. Barrier to Internal Rotation in Amides. IV. N,N-Dimethylamides. Substituent and Solvent Effects. J. Phys. Chem. 76, 2178-2183 (1972).
- Fujiwara, F., Airoldi, C. Carbon-13 NMR Study of the Barrier to Internal Rotation of N,N-Dimethylacetamide in the Adduct with Antimony(III) Chloride. J. Phys. Chem. 88, 1640-1642 (1984).
- Gutowsky, H. S., Holm, C. H. Rate Processes and Nuclear Magnetic Resonance Spectra. II. Hindered Internal Rotation of Amides. J. Chem. Phys. 25, 1228-1234 (1956).
- Forsen, S., Hoffman, R. A. A New Method for the Study of Moderately Rapid Chemical Exchange Rates Employing Nuclear Magnetic Double Resonance. Acta Chem. Scand. 17, 1787-1788 (1963).
- Forsen, S., Hoffman, R. A. Study of Moderately Rapid Chemical Exchange Reactions by Means of Nuclear Magnetic Double Resonance. J. Chem. Phys. 39, 2892-2901 (1963).
- Williams, T. J., Kershaw, A. D., Li, V., Wu, X. An Inversion Recovery NMR Kinetics Experiment. J. Chem. Educ. 88, 665-669 (2011).
- Bain, A. D., Cramer, J. A. Slow Chemical Exchange in an Eight-Coordinated Bicentered Ruthenium Complex Studied by One-Dimensional Methods. Data Fitting and Error Analysis. J. Magn. Res., Series A. 118, 21-27 (1996).
- Sandstrom, J. Dynamic NMR Spectroscopy. , Academic. New York. ISBN: 0126186200 9780126186208 (1982).
- Castanar, L., Nolis, P., Virgili, A., Parella, T. Measurement of T1/T2 Relaxation Times in Overlapped Regions from Homodecoupled 1H Singlet Signals. J. Magn. Reson. 244, 30-35 (2014).
- Muñoz, M. P., de la Torre, M. C., Sierra, M. A.
New Platinum-Catalysed Dihydroalkoxylation of Allenes. Adv. Synth. Catal. 352, 2189-2194 (2010). - Muñoz, M. P., de la Torre, M. C., Sierra, M. A. Platinum-Catalysed Bisindolylation of Allenes: A Complementary Alternative to Gold Catalysis. Chem. Eur. J. 18, 4499-4504 (2012).
- Hurtado-Rodrigo, C., Hoehne, S., Muñoz, M. P. A New Gold-Catalysed Azidation of Allenes. Chem. Comm. 50, 1494-1496 (2014).
- Vrieze, K., Volger, H. C., Gronert, M., Praat, A. P. Intramolecular Rearrangements in Platinum--Tetramethylallene Compounds as Influenced by Ligands Trans to the Allene Group. J. Organometal. Chem. 16, 19-22 (1969).
- Vrieze, K., Volger, H. C., Praat, A. P. Complexes of Allenes with Platinum (II) and Rhodium (I). J. Organometal. Chem. 21, 467-475 (1970).
- Brown, T. J., Sugie, A., Leed, M. G. D., Widenhoefer, R. A. Structures and Dynamic Solution Behavior of Cationic, Two-Coordinate Gold(I)-π-Allene Complexes. Chem. Eur. J. 18, 6959-6971 (2012).
- Yang, W., Hashmi, S. K. Mechanistic Insights into the Gold Chemistry of Allenes. Chem. Soc. Rev. 43, 2941-2955 (2014).
- Quiros, M. T., Angulo, J., Munoz, M. P. Kinetics of Intramolecular Chemical Exchange by Initial Growth Rates of Spin Saturation Transfer Difference Experiments (SSTD NMR). Chem. Commun. 51, 10222-10225 (2015).
- Mayer, M., Meyer, B. Characterization of Ligand Binding by Saturation Transfer Difference NMR Spectroscopy. Ang. Chem. Int. Ed. 38, 1784-1788 (1999).
- Angulo, J., Nieto, P. STD-NMR: Application to Transient Interactions Between Biomolecules - A Quantitative Approach. Eur. Biophys. J. 40, 1357-1369 (2011).
- Kemper, S., Patel, M. K., Errey, J. C., Davis, B. G., Jones, J. A., Claridge, T. D. W. Group Epitope Mapping Considering Relaxation of the Ligand (GEM-CRL): Including Longitudinal Relaxation Rates in the Analysis of Saturation Transfer Difference (STD) Experiments. J. Magn. Reson. 203, 1-10 (2010).
- TopSpin program. , Bruker Corp. Available from: http://www.bruker.com/products/mr/nmr/nmr-software/software/topspin/ (2015).
- Berger, S., Braun, S. 200 and More NMR Experiments: A Practical Course. , Wiley. ISBN. ISBN: 978-3-527-31067-8 (2004).
- Cutting, B., Shelke, S. V., Dragic, Z., Wagner, B., Gathje, H., Kelm, S., Ernst, B. Sensitivity Enhancement in Saturation Transfer Difference (STD) Experiments Through Optimized Excitation Schemes. Magn Reson Chem. 45, 720-724 (2007).
- Ley, N. B., Rowe, M. L., Williamson, R. A., Howard, M. J. Optimising Selective Excitation Pulses To Maximize Saturation Transfer Difference NMR Spectroscopy. RSC Adv. 4, 7347-7351 (2014).
- Antanasijevic, A., Ramirez, B., Caffrey, M. Comparison of the Sensitivities of WaterLOGSY and Saturation Transfer Difference NMR Experiments. J. Biomol. NMR. 60 (1), 37-44 (2014).
- Origin 6.0 software. , OriginLab Corp. Available from: http://originlab.com (2016).
- Jarek, R. L., Flesher, R. J., Shin, S. K. Kinetics of Internal Rotation of N,N-Dimethylacetamide: A Spin-Saturation Transfer Experiment. J. Chem. Ed. 74, 978-982 (1997).
- Forsen, S., Hoffman, R. A. Exchange Rates by Nuclear Magnetic Multiple Resonance. III. Exchange Reactions in Systems with Several Nonequivalent Sites. J. Chem. Phys. 40, 1189-1196 (1964).