Předmět Multinukleární NMR spektroskopie (C6800)

Na serveru studentino.cz naleznete nejrůznější studijní materiály: zápisky z přednášek nebo cvičení, vzorové testy, seminární práce, domácí úkoly a další z předmětu C6800 - Multinukleární NMR spektroskopie, Přírodovědecká fakulta, Masarykova univerzita (MU).

Materiál	Typ	Datum	Počet stažení

Cíl

V přednášce jsou diskutovány základní měřitelné veličiny NMR spekter, jako stínící konstanty a chemické posuny, skalární interakční konstanty a relaxační časy. Dále jsou zdůrazněny vlivy chemických a fyzikálních faktorů, strukturních parametrů a vliv chemické výměny na hodnoty těchto veličin. Praktické příklady a problémy jsou uvedeny z oblasti multinukleární NMR spektroskopie anorganických látek.Studenti se v tomto kurzu naučí:Určit prvky symetrie v molekule a předpovědět počet očekávaných signálů ve spektrech přítomných NMR aktivních jader.Odhadnout přibližnou hodnotu chemického posunu ve spektru sledovaného jádra v závislosti na struktuře molekuly a elektronickém okolí jádra.Určit očekávanou multiplicitu signálu sledovaného jádra v závislosti na interakci s okolními jádry.Odhadovat přibližnou velikost interakčních konstant v závislosti na vazebných a strukturních poměrech v molekule.Posoudit jaderné, elektronické a strukturní vlivy na relaxační rychlosti jader.Posoudit vliv chemických a fyzikálních faktorů a strukturních parametrů na možnost chemické výměny a ovlivnění počtu a tvaru signálů ve spektrech.

Osnova

1. Historický úvod. Základní pojmy: jaderný spin, magnetický moment, magnetogyrický poměr, isotopické zastoupení, magnetizace, populace, Larmorova frekvence. 2. Stínící konstanta, diamagnetické a paramagnetické stínění, Ramseyův vzorec. Lokální a nelokální vlivy. Chemický posun, referenční standardy. Rozsah chemických posunů.3. Parametry ovlivňující stínící konstantu: oxidační číslo, koordinační číslo, náboj, symetrie, HOMO-LUMO rozštěpení, elektronegativita, normální a inverzní halogenová závislost, nefelauxetická a spektrochemická řada.4. Korelace chemických posunů s vazebnými délkami, úhly, UV maximy, IR silovými konstantami, Hammetovými sigma konstantami.5. Vlivy na chemický posun: isotopové efekty, SIIS, magnetická anisotropie chemických skupin, teplota, rozpouštědlo, ASIS.6. Satelitní signály, isotopomery, výpočet isotopického zastoupení.7. Chemická ekvivalence a symetrie molekul. Prochirální a C2 skupiny. Homotopická, enantiotopická, diastereotopická a heterotopická jádra. Chirální rozpouštědla, posuvová činidla.8. Dipolární interakce. NMR spektroskopie v pevné fázi.9. Skalární interakce. Interakční konstanta, Diracův model, Pople-Santryho vzorec, redukovaná interakční konstanta. Vlivy na interakční konstantu: s-charakter, hybridizace, elektronegativita, koordinační číslo, vazebné úhly, dihedrální úhly, Karplusova rovnice.10. Konstrukce multipletů. Notace spinových systémů. Jednoduché spinové systémy: AB, ABX, AA'X, AA'XX'. Simulace spekter.11. Relaxace. Relaxační časy T1 a T2. Korelační čas. Extreme narrowing limit. Inversion Recovery a Spin Echo metody.12. Relaxační mechanizmy: dipolární, anisotropie chemického posunu, spinová rotace, skalární relaxace, kvadrupolová, paramagnetická. NOE.13. Dynamická NMR spektroskopie. Chemická výměna. Ekvivalentní a neekvivalentní systémy. Simulace dynamických NMR spekter.

Literatura

NMR and the periodic table. Edited by Robin Kingsley Harris - Brian E. Mann. London: Academic Press, 1978. 459 s. ISBN 0-12-327650-0. infoMACOMBER, Roger. A complete introduction to modern NMR spectroscopy. New York, USA: John Wiley and Sons, 1998. 382 s. ISBN 0471157368. infoFRIEBOLIN, Horst. Basic one- and two-dimensional NMR spectroscopy. 3. vyd. Weinheim: Wiley-VCH, 1998. 385 s. ISBN 3527295135. infoBRAUN, Siegmar, Hans - Otto KALINOWSKI a Stefan BERGER. 150 and more basic NMR experiments :a practical course. 2nd exp. ed. Weinheim: Wiley-VCH, 1998. 595 s. ISBN 3-527-29512-7. infoTwo-dimensional NMR spectroscopy :applications for chemists and biochemists. Edited by William R. Croasmun - Robert M. K. Carlson. 2nd ed. New York: VCH Publishers, 1994. xxii, 958. ISBN 1-56081-664-3. infoSANDERS, Jeremy K. M. Modern NMR spectroscopy :a workbook of chemical problems. 2nd ed. Oxford: Oxford University Press, 1993. 127 s. ISBN 0-19-855812-0. infoBREITMAIER, Eberhard. Structure elucidation by NMR in organic chemistry :a practical guide. Translated by Julia Wade. Chichester: John Wiley & Sons, 1993. 265 s. ISBN 0-471-93381-3. infoHÁJEK, Milan. Kvantitativní FT NMR spektroskopie v chemické praxi. 1. vyd. Praha: Academia, 1989. 164 s. ISBN 80-200-0096-8. infoSCHRAML, Jan. Dvourozměrná NMR spektroskopie. 1. vyd. Praha: Academia, 1987. 130 s. infoDEROME, Andrew E. Modern NMR techniques for chemistry research. Oxford: Pergamon, 1987. xvii, 280. ISBN 0-08-032513-0. infoGOLJER, Igor a Tibor LIPTAJ. Nové metódy FT NMR spektroskopie kvapalín. 1. vyd. Bratislava: VEDA vydavatel'stvo Slovenskej akadémie vied, 1986. 181 s. infoWEHRLI, F. W. a T. WIRTHLIN. Interpretation of carbon-13 NMR spectra. London: Heyden, 1980. 310 s. ISBN 0-85501-207-2. infoFARRAR, Thomas C. a Edwin D. BECKER. Pulse and Fourier Transform NMR : Introduction to Theory and Methods. New York: Academic Press, 1971. 115 s. info

Požadavky

Základní znalosti obecné chemie s důrazem na chemickou vazbu, strukturu a symetrii molekul a protonovou a 13C NMR spektroskopii.

Garant

prof. RNDr. Jiří Pinkas, Ph.D.

Vyučující

prof. RNDr. Jiří Pinkas, Ph.D.