פרוטון-פרוטון ROESY

¹H-¹H ROESY (תופעת אוברהאוזר גרעינית סיבובית שגם היה ידוע כ-CAMELSPIN - תפוגה מצולבת המתאימה למולקולות קטנות מדוגמות כתוצאה מנעילת ספין) שימושי לקביעת איזה סיגנלים נבועים מפרוטונים קרובים זה לזה במרחק, גם אם הם לא קשורים. ספקטרום ROESY באמצעות התאמות דרך חלל באמצעות רלקסציה ספין-ספין. ROESY גם מזהה חילוף כימי קונפורמצי.

אנו משתמשים בסדרת פולסים ROESY רגיל (תרשים 1) אסור שזמן הערבוב (t_m) יעלה על 300 מילישניות כדי לא לחמםם את הדוגמה או הספקטרומטר יותר מדי ועדיף להיות בין חצי T₂ ו-T₂ להשיג רגישות טובה עבור פענוך ספקטרלי על ידי ROESY.ש להשמש בהנמכת נעילה הספין כך שפולס °90 יהיה פחות מ-1/(2SWH)(SWH הוא רוחב הספקטרום בהרץ). הנמכה של 22 דציבל במגבר 50 וואט שנותן פולס °90 של 119 מיקרושניות היא אוינית. עם זאת, עבור ROESY כמותי, נדרשים זמן ערבוב קצר והשהיית רלקסצייה ארוכה. י עוצמת הסיגנל יחסית לחזקות השישי ההופכי של המרחק בין האטומים, I µ 1/r⁶. השוואה בין אינטגרלים של סיגנלי ההתאמה ב-ROESY כמותי משמש כמדד של המרחק בין פרוטונים. הרגישות של ROESY הוא גדל עם זמן רלקסצית האורך או על בבחירתממס עם צמיגות נמוכה כגון אצטון-d₆ ו/או הסרת חמצן מומס מן המדגם.

תרשים 1. סדרת פולסים עבור ROESY

הספקטרום ROESY כפי שמוצג בתרשים 2 עבור אתילבנזן (תרשים 3) מכיל סיגנלים אלכסוניים והתאמות. האלכסון מורכב מהספקטרום ה-1D. סיגנלים של התאמה נובעים מפרוטונים קרובים בחלל. לפי התקן, האלכסון שלילי וכל סיגנלי ה-ROE הרצויים הם חיוביים ובמופע טהורה. למעשה יש הנוהגים להדפיס את האלכסון שלילי ויש הנוהגים להדפיס את האלכסון חיובי. כאן מראים את האלכסון חיובי וסיגנלי ה-ROE שלישי. סיגנלי ROE הם חלשים יותר מאשר אלה של NOE בתנאים מיטביים. למרות זאת, למולקולות בינוניות, עוצמת ה-NOE מתקרב לאפס. כמו כן כאשר זמן הרלקסציה האורכי ארוך, ייתכן שזמן הרלקבציה האוקפית מהר יותר שמאפשר איסוף ROESY מהר יותר מאשר NOESY. הפרעות מסוג TOCSY מופיעות בהתאמות שקיימות בו קשר כימי. סיגנל ה-TOCSY הוא במופע טהורה ושלילי לפי התקן אך רשום פה כחיובי. אתילבנזן (תרשים 3) לא מראה התאמות חזקות של ROE. ההתאמה בין H1' ו-H2' ב-2.65 חל"מ ו-1.24 חל"מ הוא בעיקר מסוג TOCSY. התאמה דרך חלל חלש יותר בהרבה הופיע בין H1' ו- H2 ב- ב-2.65 ו- 7.20 חל"מ. כמו כן התאמות חילוף הם שליליים לפי התקן אך מופיע חיובי הדפסות שלנו. בנוסף יש הפרעות שמופיעות בספקטרום כפסים אנכיים (הפרעות ורעשי f₁) ולאורך 'V' הפוך. נדיר שהפרעות אלה בפאזה וסיגלים רצוים מופיעות רק באי

תרשים 2. 2D ROESY של אתילבנזן

תרשים 3. מבנה של אתילבנזן

תרשים 4. סיגנלי סרק ב-ROESY של אתילבנזן

לדוגמה, ב-12,14דיטרטנוטילבנזו[g]כריסן (תרשים 5), רק ניתוח חלקי של הספקטרום ה-¹H-NMR רגיל אפשרי. ROESY (תרשים 7) מספק מידע נוסף על קישוריות המאפשר פענוך מלא המבוססת על ההתאמות דרך החלל. כתוצאה מכך ספקטרום מראה התאמות אל הטרטבוטילים בין מערכות הטבעת ומאפשר פענוך מלא של ספקטרום הפרוטון.

תרשים 5. מבנה מולקורי של 12,14-דיטרטבוטילבנזו[g]כריסן

תרשים 6. 2D NOESY של 12,14-דיטרטבוטילבנזו[g]כריסן

האזור ארומטי של הספקטרום (תרשים 7) מראה התאמות דרך שלושה קשרים הכוללות מרכיב מסוג TOCSY במופע טהורה וסיגנלים במופע טהורה שלילית להמאתות ביון הטבעות. ניתן להשתמש בם כדי לקבוע איזה פרוטונים שכנים. לדוגמה הפרוטון ב-8.17 חל"מ הוא ליד הפרוטון ב-7.34 חל"מ על אותו הטבעת, עובדה שלא ניתן לקבוע בקלות מן הספקטרום ה-1D. הפרוטון ב-8.56 חל"מ הוא על הטבעת ליד הסיגנל ב-8.32 חל"מ, עובדה כי לא ניתן לקבוע מן 1D או ספקטרום COSY. זה מראה את הפרוטון ב-8.56 חל"מ הוא בקבוצה של ארבעה פרוטונים ליד קבוצה של שני פרוטונים. המקרה היחיד מולקולה זו הוא מתאם בין H8 ו-9 אשר ידועים עכשיו להיות ב 8.56 ו-8.32 חל"מ בהתאמה.

תרשים 7. אזור הארומטי של 2D NOESY של 12,14-דיטרטבוטילבנזו[g]כריסן

בהמשך הקישוריות, אנחנו יכולים לשייך את H10 כ-7.76 חל"מ H11 כ-7.60 חל"מ ו-H13 כ-7.86 חל"מ. בכיוון ההפוך, H7 הוא ב-7.59 חל"מ, H6 ב-7.55 חל"מ, H5 ב-8.62 חל"מ, H4 ב-8.54 חל"מ, 7.44 חל"מ H3, H2 חל"מ 7.34 ו-H1 8.17 חל"מ. תרשים. 8 מציג את קישוריות ROESY בצבע לפי שיוך שלהם לכל טבעת (תרשים 9).

תרשים 8. אזור הארומטי של 2D ROESY של 12,14-דיטרטבוטילבנזו שמראה התאמה וחילוק לארבע קבוצות פרוטונים לפי צבע[g]כריסן

תרשים 9. מבנה מולקורי של 12,14-דיטרטבוטילבנזו[g]כריסן שמראה טבעות לפי צבע

כל שנותר הוא לשייך את הטרטבוטילים. ב-ROESY, ^tbu14 ב-0.92 jk"מ בקורלציה עם H1 ו 13 בעוד ש-^tbu12 ב-1.40 חל"מ בקורלציה עם H11 ו 13 המאשר את המשימה הזמנית של ספקטרום ¹H (תרשים 10).

תרשים 10. אזור הטרטבוטיל של 2D NOESY של 12,14-דיטרטבוטילבנזו[g]כריסן