logo    Ústav analytické chemie VŠCHT Praha

Techniky měření a interpretace NMR spekter

Bohumil Dolenský



Materiály z přednášek a k procvičování:
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
P ř e d n á š k y     m a j í     4     b l o k y


Přednáškový blok 1: ... Opakování a rozšíření základů
Soubor PDF ke stažení: Přednáška 2019.pdf
Soubor PDF ke stažení: Příklad multiplicity signálu 1.pdf a jeho řešení
Soubor PDF ke stažení: Příklad multiplicity signálů 2.pdf
Soubor PDF ke stažení: Příklad multiplicity signálů 3.pdf a návod k řešení

Přednáškový blok 2: ... Příklad SOLK
Řešení struktury neznámé látky
SOLK_zadani_ver_2011.pdf
SOLK_reseni_ver_2019.pdf
Interpretace spekter 2D COSY, LRCOSY, NOESY a ROESY
Spectra 2D COSY, LRCOSY, NOESY a ROESY

Přednáškový blok 3-4: ... Příklady: B243F3, MHB-15-III, MEOTB, TROG2, FUBINACA

B243F3
Řešení struktury neznámé látky B243F3_ver_2018.pdf

MEOTB
Přiřazení signálů MEOTB_ver_2018.pdf

MHB-15-III
Přiřaďte signály 1H, 13C a 15N struktuře dialdehydu
Zadání: MHB-15-III_Zadani.pdf
Strukturní vzorec v ChemDraw: MHB-15-III_Vzorec.cdx
Molekularni model v HIN: MHB-15-III_Zadani.hin
Molekularni model v MOL: MHB-15-III_Zadani.mol
Postup řešení: MHB-15-III_Reseni.pdf

TROG2
Přiřazení signálů známé látce - Trögerova báze
TROG2_zadani_ver_2010.pdf ... TROG2_reseni_ver_2010.pdf

Individuální měření a individuální zkouška:
V rámci výuky tohoto předmětu je po dohodě možné změřit na přineseném vzorku (nejen) všechna probíraná spektra a složit zkoušku jejich interpretací.



. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
D a l š í     m a t e r i á l y


       Freeware programy pro zpracovnání NMR spekter:

ACD/NMR Processor Academic Edition www.acdlabs.com
Program poskytuje veškeré operace pro pokročilé zpracování NMR spekter s celkem intuitivním ovládáním.
SpinWorks home.cc.umanitoba.ca/~wolowiec/spinworks/
Program poskytuje veškeré operace pro pokročilí zpracování NMR spekter. Ovládání vyžaduje znalosti a čtení manuálů. Zahrnuje i simulaci spinových systémů včetně dynamických.
matNMR matnmr.sourceforge.net/
Soubor skriptů pro MATLAB zahrnující zpracování, analýzu i zobrazení NMR dat a spekter.



       Komerční programy pro zpracovnání NMR spekter:

mNOVA www.mestrelab.com !!! DOPORUČUJEME !!!
Velmi intuitivní prostředí a robustní program umožňující téměř vše pro pokročilé zpracovávání většiny NMR spekter. Současné verze již zahrnují i zpracování hmotnostních spekter, jakož i mnoho dalších modulů. Mnohými profesionály považován za nejlepší program na zpracování NMR dat. Od roku 2018 má VŠCHT na tento program multilicenci.
iNMR www.inmr.net/
NUTS www.acornnmr.com/



BAMU-C1_DOC       Příklad BAMU-C1_DOC
Doplněné zadání písemné části zkoušky z 6.11.2018.
Ukázka spektra druhého řádu typu ABM.

DIPYTN1       Příklad DIPYTN1
Doplněné zadání písemné části zkoušky ze 4.11.2018.
Ukázka použití selektivního homonukleárního dekaplingu k zjednodušení multipletů, důkazu interakce a přiřazení interakčních konstant.

BCV-126-2       Příklad BCV-126-2
Písemná část zkoušky z 29.11.2018 Zadání

Neznámá látka       Stanovení struktury neznámé látky
Spektra NMR neznámé látky a možný postup řešení.
(Ukázkový příklad z předmětu Semestrální práce oboru I)

MHB-153       Příklad MHB-153
Písemná část zkoušky z 19.1.2018 Zadání

FUBINACA       Příklad FUBINACA
Písemná část zkoušky z 8.11.2017 Zadání

Strychnin       Příklad Strychnin
Odkazy na příklad pro samostudium (in English).
Spektra 1H, 13C, COSY, HSQC, HMBC z 300 MHz přístroje
Spektra 1H, 13C, COSY, HSQC, HMBC, TOCSY z 400 MHz přístroje
Spektra 1H, 13C, COSY, HSQC, HMBC, NOEDIF z 500 MHz přístroje
Nápověda--řešení

C17H19NO4       Příklad MANA
Vyřešte strukturu naftalenového derivátu a přiřaďte signály atomům vodíku a uhlíku.
Zadání: mana_zadání.pdf, řešení: mana_napověda_k_řešení.png.

C24H27N7O3       Příklad TRIP
Vyřešte strukturu neznámé látky a přiřaďte signály atomům vodíku a uhlíku.
Zadání: trip_zadání.pdf, řešení: trip_řešení.pdf.

      Příklad BURG
NMR Data naměřená na Varian Mercury Plus 300 BB jsou ke stažení BURG_FIDs (19MB). Obsaženy jsou spektra 1H při nižší a vyšší teplotě, 13C s šumovým decouplingem 1H a bez, 13C APT, 1H J-resolved 2D, 1H-1H COSY 2D, 1H-13C gHSQC 2D s dekaplingem 13C a bez, 1H-13C gHMBC 2D, 1H-1H homodekaplované spektra na vybraných signálech, 1H NOESY1D na vybraných signálech. Spektra potřebná k interpretaci jsou v dokumentu burg_spektra.pdf (5 MB).

      Příklad REHA
NMR Data naměřená na Varian Mercury Plus 300 BB jsou ke stažení REHA_FIDs (26 MB). Zpracování lze provést například programem MNOVA či jeho předchůdcem MestRe-C. Obsaženy jsou spektra 1H, 13C s šumovým decouplingem 1H a bez, 13C APT, 1H-1H gCOSY a DGF gCOSY 2D, 1H-13C gHSQC 2D s dekaplingem 13C a bez, 1H-13C gHMBC 2D, 1H-1H homodekaplované spektra na vybraných signálech, 1H NOESY1D na vybraných signálech, 1H-1H ROESY 2D, 1H-1H TOCSY1D na vybraných signálech. Spektra potřebná k interpretaci jsou v dokumentu reha_spektra.pdf (4 MB). Interpretaci NMR spekter a přiřazení signálů si lze zkontrolovat porovnáním s dokumentem reha_reseni.pdf.

      Příklad BUCH
NMR Data naměřená na Varian Mercury Plus 300 BB jsou ke stažení BUCH_FIDs (34MB). Zpracování lze provést například programem MNOVA či jeho předchůdcem MestRe-C. Obsaženy jsou spektra 1H, 13C s šumovým decouplingem 1H, 13C APT, 1H J-resolved 2D, 1H-1H COSY 2D, 1H-13C gHSQC 2D, 1H-13C gHMBC 2D, 1H-1H homodekaplované spektra na vybraných signálech, 1H NOESY1D na vybraných signálech. Spektra potřebná k interpretaci jsou v dokumentu buch_spektra.pdf (4 MB).

      Příklad POLI
NMR Data naměřená na Varian Mercury Plus 300 BB jsou ke stažení POLI_FIDs (3MB). Zpracování lze provést například programem MNOVA či jeho předchůdcem MestRe-C. Obsaženy jsou spektra 1H, 13C s šumovým decouplingem 1H, 13C APT, 1H-13C gHSQC 2D, 1H-13C gHMBC 2D (dvě měření s různým nastavením), 1H NOESY1D na vybraných signálech. Spektra potřebná k interpretaci jsou v dokumentu poli_spektra.pdf (2 MB).



Studijní materiály na internetu:

    Web dr. Dračínského o NMR, včetně skript v PDF ke stažení.
    Výuka NMR na VŠCHT Praha
    Řešené úlohy ze spektroskopie nukleární magnetické resonance
    J. P. Hornak: The Basics of NMR
    J. Urbauer: Introductory NMR
    W. Reusch: Spectroscopy
    NMR Course, Queen's univesrity, Canada
    Spectral Database of Organic Compounds SDBS
    C. A. Merlic et all: WebSpectra - Problems in NMR and IR spectra
    NMR Quide (Brucker Biospin)
    NMR Wiki
    Philosophy to Chemistry to Elucidation


Další zdroje informací:

    The Australian National University: The NMR centre
    Questions and Answers in MRI ___ Přestože jde web o MRI, je zde mnoho výborně vysvětlených principů, které jsou MRI a NMR společné.



Písemná a ústní část zkoušky zahrnuje:
       
  1. Interpretace 1H NMR, 1H-1H COSY a selektivního homodekaplingu: označit všechny signály, uvést jejich seznam, chemický posun, intenzitu, multiplicitu, velikosti interakčních konstant; určit použité rozpouštědlo a případně nečistoty. Na základě velikosti interakčních konstant, krospíků v COSY spektru a selektivního homodekaplingu určit interagující jádra. Vztah mezi dihedrálními úhly a velikostí interakční konstanty (W-coupling). Karplusova rovnice. Budou-li přítomny 13C satelity, pak charakterizovat též interakce s 13C.

  2. Interpretace 13C NMR, dekapling 1H, APT: označit všechny signály, uvést jejich seznam, chemický posun, multiplicitu, velikosti interakčních konstant, počet připojených vodíkových a nevodíkových atomů, určit použité rozpouštědlo a případně nečistoty.

  3. Interpretace 1H-13C gHSQC NMR: Označit které vodíky jsou vázány na dané uhlíky. Sestavit strukturní fragmenty.

  4. Interpretace 1H-13C gHMBC NMR: Spojit strukturní fragmenty tak, aby vyhovovaly danému spektru. Vztah mezi dihedrálními úhly a velikostí interakční konstanty.

  5. Interpretace 1H-1H NOE NMR: Stanovit stereostrukturu látky. Vztah mezi vzdáleností jader a velikostí NOE.



Kontakt

doc. Ing. Bohumil DOLENSKÝ, Ph.D.
Ústav analytické chemie
Vysoká škola chemicko-technologická
Technická 5, 166 28 Praha 6

Místnost:  budova A, laboratoř A28
Web: Laboratoř strukturní analýzy - NMR
Telefon:   (+420) 220 44 4110
E-mail:     Bohumil.Dolensky@vscht.cz
Web:        http://www.vscht.cz/anl/dolensky/index.html