Spektrální metody NMR I

Sylabus

1. Základní principy NMR - jádro, spin, magnetický moment, energie, populace hladin, magnetizace, Larmorova precese, rezonanční podmínka, T1 a T2 relaxace.

2. Experimentální zařízení - spektrometr, magnety, radiofrekvenční pulsy, relaxace, postup měření, Fourierova transformace, zpracování signálu.

3. Spektrální parametry - počet a intenzita signálů, chemický posun, stínění, reference, spin-spinová interakce, spinové systémy, pravidla multiplicity, řád spektra, 13C satelity.

4. Chemický posun - vliv elektronové hustoty, efekt sousedních skupin, magnetická anizotropie, ring-current efekt, efekty elektrického pole, intermolekulární interakce, izotopický efekt.

5. Vodíkové chemické posuny - alkany, cykloalkany, alkeny, areny, alkiny, aldehydy, labilní vodíky.

6. Uhlíkové chemické posuny - alkany, cykloalkany, alkeny, areny, alkiny, karbonylové sloučeniny, aldehydy, ketony, deriváty kyselin.

7. Vztah mezi spektrem a strukturou - ekvivalence, symetrie, chiralita, homotopní, enantiotopní, diastereotopní skupiny.

8. Interakční konstanty - geminální, vicinální, vlivy, Karplusova křivka, konstanty na aromátech, long-range, HH, CH, CP, CF konstanty.

9. Metody dvojí rezonance - vodíkový (uhlíkový) dekapling, klíčovaný dekapling, potlačení rozpouštědla, experimenty APT a DEPT.

10. Přiřazení signálů - vodíková spektra - Shooleryho pravidla, empirické korelace, dekapling, rozpouštědla, teplota, derivatizace; uhlíková spektra - empirické korelace, dekapling, T1 časy, rozpouštědlo, teplota, derivatizace, posunová činidla, substituce deuteriem.

11. Dynamické jevy - chemická výměna, vliv teploty, koalescence, příklady rovnováh.

12. Dvoudimenzionální spektroskopie - princip, experimenty COSY, HSQC, HMBC, příklad použití.

Anotace

Záměrem přednášky je seznámit studenty se základními pojmy a principy v oblasti nukleární magnetické rezonance(NMR). Důraz je kladen na aplikaci spektroskopie NMR jako metody pro určování struktury organických sloučenin v roztoku.

Cvičení je zaměřeno na praktickou interpretaci protonových a uhlíkových NMR spekter.