Rmn inept

Apuntes de la materia Espectroscopía Aplicada Transferencia de Polarización. Experimento INEPT Uno de los problemas mas comunes presentes en la espectroscopía de RMN es la sensibilidad. Los núcleos poco sensibles, como 13C, 15N o 103Rh, dependen de la abundancia natural isotópica y de su constante giromagnética. Entre menor sea alguno de estos parámetros, menor será la intensidad de la señalgenerada. Una forma de lograr el aumento en la sensibilidad es incrementar la relación poblacional entre los niveles de energía que generan el efecto de resonancia magnética nuclear. Esta relación, está gobernada por la ecuación de la distribución de Boltzman: Nβ/Nα = e -ΔE / KBT, esta diferencia de energía aumenta al incrementar la intensidad del campo magnético aplicado (por esta razón es común quese pretenda utilizar campos magnéticos mayores) o disminuyendo la temperatura. Otra forma de incrementar la sensibilidad de las señales registradas es empleando secuencias de pulsos. Para comprender el aumento en la sensibilidad mediante estos métodos se empleará el modelo que representa a un sistema de dos núcleos acoplados con espín ½, sistema AX. Para lo cual se considera el sistema de unprotón, núcleo muy sensible, y un carbono-13, núcleo poco sensible. El diagrama de energías para este sistema está representado en la Figura 1.
2

|ββ>
1

13 β

C

Hβ
1

4

|βα>

13

CHβ
2

13

CH α

13

|αβ>

10
13

H

α

2

C 4

Cα

12

|αα>

Figura 1. Diagrama de niveles de energía para dos núcleos acoplados, 1H y 13C, en donde se muestran lastransiciones permitidas y los niveles poblaciones para cada núcleo asumiendo que el 1H se encuentra en una proporción 4 veces mayor que la de 13C. Se indica la señal generada cuando se detecta 13C y su intensidad relativa debida a la transición de los niveles poblacionales |αα> → |αβ> y |βα> → |ββ>. También se indica la señal generada y la intensidad esperada si se desacoplan los 1H de 13C.

Lastransiciones permitidas son las indicadas por las flechas. Se indica a que núcleo específico representa cada transición. También, se ejemplifica una representación poblacional de cada uno de los estados. Para ello, se consideró que la constante giromagnética del protón es aproximadamente cuatro veces mayor que la de carbono-13. La señal obtenida en el espectro de 13C sería un doblete con intensidadesproporcionales a la diferencia poblacional entre las transiciones (2 para cada transición). 1 + γA 1 - γA γX γX INEPT Oscar Yánez / Federico del Río 1

y para el núcleo de protón también se observaría un doblete con intensidades de 8 unidades arbitrarias para cada señal. Considérese el siguiente ejemplo: que el núcleo que se detecta sea el menos sensible, 13C, observando un doblete por elacoplamiento con el núcleo de mayor sensibilidad, 1H, de intensidades iguales. Sin embargo, lo que se desea es que la señal que proviene del núcleo menos sensible, de alguna manera, se incremente. Esto se lograría si se pudiese aplicar un pulso selectivo de 180° sobre una de las transiciones del núcleo de mayor sensibilidad. Por ejemplo, aplicando un pulso de 180° sobre el protón en la transición |αβ> →|ββ> se obtendrían los resultados mostrados en la Figura 2.
2

|ββ>
1

13

Cβ
4

10

|ββ> |βα> |αβ>
1

13

Cβ
4

10

180° |αβ>

Hβ
1

Hβ
1

|βα>

10
13

Hα

2
13

Hα

Cα

12

Cα

12

|αα>

|αα>

-6

Figura 2. Excitación mediante un pulso selectivo de 180º sobre protón en la transición |αβ> → |ββ>. El pulso de 180º invierte los nivelespoblacionales de protón, con ello se consigue un incremento en la señal de 13C cuando ésta es registrada. El doblete del núcleo de 13C tiene una intensidad de –6, debida a la transición |ββ> → |βα> y de 10 debida la transición |αα> → |αβ>. El incremento fue de –8 y +8 para cada señal con respecto a la intensidad de la señal original.

El pulso de 180° invierte los niveles poblacionales sobre la...