Correlacion Heteronuclear

ESPECTROSCOPÍA 2D DE CORRELACIÓN HETERONUCLEAR
José Adrian Gavín Sazatornil Instituto Universitario de Bio-Orgánica IUBO “Antonio González” Departamento Química Orgánica, Universidad de La Laguna Avda. Astrofísico F. Sanchez 2, 38296 La Laguna (Tenerife),
jgavin@ull.es

1. INTRODUCCION Debido a la mayor dispersión en sus desplazamientos químicos, los espectros de 13C y N presentan en generaluna mejor dispersión que los correspondientes espectros de 1H. Este hecho puede ser explotado a través de la realización de experimentos 2D de correlación heteronuclear. Aunque en este capítulo estudiaremos fundamentalmente la espectroscopia 2D heteronuclear 1H-13C, podríamos hacerla extensiva a correlaciones 1H-15N, 31P-13C y otros.
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Existe una amplia variedad de métodos, como los basadosen eco de espín o en transferencia de polarización, que permiten editar un espectro 1D del espín heteronuclear X, y que suministran información sobre el número de H unidos al heteroátomo (INEPT, DEPT). Sin embargo estos métodos no aportan evidencias directas, por ejemplo, de qué protones están unidos a cada carbono en una molécula. El problema de la asignación ha sido simplificado de maneraimportante gracias a la espectroscopia de correlación heteronuclear 2D, en la cual las dos coordenadas de cada resonancia son los desplazamientos químicos de un protón y del carbono enlazado directamente a él (o a 2,3 enlaces). Históricamente los primeros experimentos de correlación heteronuclear que se desarrollaron fueron los llamados de detección directa del heteroátomo [1-4] y fue sólo a principiosde los 80 cuando se empezaron a realizar los llamados de detección inversa [5-8] que van a constituir el objeto de esta lección.

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José A. Gavin

2. SENSIBILIDAD Como indicamos más arriba, los métodos originales para determinar las correlaciones heteronucleares, estaban basados en la observación del núcleo X (γ más pequeña), mientras el 1 H era detectado indirectamente y aparecía en ladimensión f1 del experimento 2D. Esta aproximación fue adoptada porque, las secuencias originales 2D eran derivadas de experimentos anteriores, del tipo de transferencia de polarización, como el INEPT, que habían sido diseñados a su vez para aumentar la sensibilidad en la observación de los núcleos de γ más baja. Además, los primeros instrumentos de RMN de pulsos fueron diseñados con este modelo.Durante los últimos años, la aproximación a la recogida de datos ha cambiado en el sentido de que el núcleo de mayor valor de γ, frecuentemente 1H, es el observado, mientras X es detectado indirectamente. Es lo que se conoce con el nombre de experimentos de “detección inversa”. La motivación de este cambio ha sido el aumento de sensibilidad asociado a él. La dependencia de la fuerza de una señalcon su relación giromagnética, γ, es bien conocida y el concepto de transferencia de polarización fue introducido como un medio de aumentar la sensibilidad. La expresión formal siguiente, para la relación S/N de un experimento 1D que implica núcleos con espín =1/2, cuantifica este hecho. S/N ∝ N A T-1 B 0 3/2 γexc γobs 3/2 T*2 (ns)1/2 N es el número de moléculas en el volumen de muestra analizada, Aes un término que representa la abundancia de los espines activos en RMN presentes en el experimento, T es la temperatura, B0 es el campo magnético estático, γexc y γobs representan las relaciones giromagnéticas de los espines inicialmente excitados y observados, respectivamente, T*2 es el tiempo de relajación transversal efectivo y ns el número total de escanes acumulados. De una maneraaproximada y para un experimento concreto: S/N ∝ γexc γobs 3/2 Cuando elegimos cómo llevar a cabo un experimento de correlación heteronuclear, podemos contemplar las siguientes opciones, ver figura 1, teniendo en cuenta cuál sea el núcleo “excitado” y cuál el “observado”.
1

H X

P

E t1

M

D t2

Sensibilidad relativa
1

H-31P

1

H-13C

1

H-15N

a) b)

1 2.5 Tradicional...