2D INADEQUATE

הניסוי הדו מימדי "המדהים" להעברה מנתית כפולה בשכיחות הטבעית של ¹³C באנגלית:2D ¹³C-¹³C INADEQUATE (Incredible Natural Abundance DoublE QUAntum Transfer Experiment).

שיטה זו שימושית כאשר מעוניינים בפענוח הסדר של הפחמנים במולקולה ואין שום שיטה אחרת שתיתן את המידע הזה. עם יש פרוטונים עד ששה קשרים מהפחמנים שקול לשתמשש בספקטרום 2D-ADEQUATE במקום. הרגישות של השיטה הזו נמוכה מאוד משום שרק 0.01% מהפחמנים רגישים לשדה מגנטי (הגרעין שהוא ¹³C) והם היחידים המעוררים בשדה המגנטי (לכן קוראים לניסוי זה "מדהים") לכן מומלץ להשתמש בשיטה זו רק כאשר אין שום דרך אחרת לפענח את סדר הפחמנים במולקולה. אם אפשר להעשיר את המולקולה עד לרמה של 10% של ¹³C אזי ניתן לערוך את הניסוי בריכוזים רגילים. כאשר הדוגמה רגילה והפחמנים בשכיחות הטבעית צריך להכין כמות של דומגמה של 100-500 מיליגרם. אם יש בעיה של התמוססות הדוגמה אפשר להשתמש במבחנה ברוחב של 10 מ"מ עם 2.5 מיליליטר נוזל.

הספקטרום המתקבל נותן התאמה במרחק של קשר אחד דרך מערכות צימוד ספין. הספקטרום לא מופיע בצורה שבה מופיע ספקטרום COSY (אם כי בשניהם נמדדת התאמה דרך מערכות ספין) אלה כהתאמה בין ציר f₂ שהוא ציר ההיסטים הכימיים לבין ציר f₁ שהוא ציר התדירות של ההעברה המנתית הכפולה שהוא סכום שתי התדירויות של ההתאמה . בניסוי זה אין אלכסון של סיגנלים. סיגנלים בעלי היסט כימי דומה מאבדים רגישות מחמת צימוד מסדר שני.

סדרת הפולסים (תרשים 1) בשביל ניסוי INADEQUATE דו-מימדי מתוארת בציור לעיל ההפרש בין פולס לפולס בשלשת הפולסים הראשונים נקבע ל-1/4 מקבוע הצימוד פחמן-פחמן. ניתן לעשות שימוש בקבוע הצימוד של קשר בודד כהערכה לסדר הקשר בשביל קשר יחיד קבוע הצימוד הוא 35-45 הרץ. בשביל קשר כפול הקבוע הוא כ-65 הרץ והוא גדל עם התמרות אלקטרושליליות. כאשר מעוניינים רק בסדר הקשר ניתן להסתפק בניסוי INADEQUATE חד מימדי.

תרשים 1. סדרת פולסים עבור 2D INADEQUATE

הספקטרום מצויר באופן שונה מספקטרה דו-מימדי הומוגרעיני אחר. סיגנלי החתך מפוזרים באופן סימטרי אופקי מסביב לאלכסון דימיוני (קו אדום מקווקו בספקטרום בתרשים 2). הקשרים בין כל זוג פחמנים מסומנים בקו אדום חלק (תרשים 2) כל סיגנל חתך הו דובלט שפוצל בגלל צימוד פחמן-פחמן. בציור להלן נמדד ספקטרום INADEQUATE דו-מימדי של אתילבנזן. קישוריות מתחילה ב-2' עוברת ל-1' ומ-2 ל-3 ואח"כ 4.

תרשים 2. ספקטרום 2D INADEQUATEדו-מימדי של 80% אתילבנזן ב-C₆D₆

תרשים 3. מבנה המולקולה אתילבנזן

עם כל זאת ספקטרום INADEQUATE דו מימדי רגיש מאוד לרעשים (תרשים 4), במיוחד פסים אנכיים של רעשי t₁.

תרשים 4. ספקטרום 2D INADEQUATE דו-מימדי של אתילבנזן עם רעשים ספקטרליים

כאשר לשני פחמנים שכנים יש היסט כימי דומה סיגנלי החתך יופיעו חלשים יותר והדובלטים מסדר שני של מערכת AB יופיעו כפי שנראה להלן בהתאמה בין C2 ל-C3 של אתילבנזן (תרשים 5).

תרשים 5. ספקטרום 2D INADEQUATEדו מימדי של אתילבנזן שבו נראה צימוד מסדר שני