Э. Дероум - Современные методы ЯМР для химических исследований (1125882), страница 61
Текст из файла (страница 61)
8.15. Протонный спектр соединения 2 (500 МГц, парадна-5(). Отнесение сигналов (обозначения атомов я групп см. на схеме соединения 2): А, кольцо А )нН; В, кольцо В НН; С, А1а (фрагмент гэ) НН; Р, Аг! б, Ан; Н, В,! Е В,; Г, О1а (фрагмент Е) а-протон; К, А „(., А!а (фрагмент ))) а-протон, М, В„' Х, А,; О, А„; Р, А1а (фрагмент С) а-протон; гк, Ао; В, 85; 8, Во,' 2, Ва,' (Т, Аг; 1; Во; И' я Х О1а (фрагмент Е) СНТ; СН", А!а (фрагмент С) Ме; СНе, А!а (фрагмевт Гг) Мо. Двумерная корреляционная спектроскопил ЯМР н ""а "2 м М а Р г,го 5,20 5,20 а,аа н,во 6,00 6,20 г,ео н,м н е.
Рис. 8.16. Спектры двойного резонанса соединения 2. опыту, мог бы быть проведен достаточно легко. Поэтому я не провел этих развязок. 8.3.5. Детали эксперимента СОЕУ Введение. Сейчас у нас есть некоторое представление о том, насколько полезным инструментом прн отнесении сигналов может служить эксперимент СОВ'3', и я намерен приступить к более углубленному изучению вопросов о том, как проводится эксперимент СОБТ', как возникают разнообразные артефакты н как они могут быть устранены, какие есть методы представления данных и как на практике подобрать подходящие экспериментальные параметры. Этот раздел посвящен в основном техническим вопросам н будет более интересен тем, кто самостоятельно выполняет на спектрометре эксперимент СОБЪ' нлн аналогичные эксперименты.
Если у вас нет технических наклонностей илн вас вовсе не интересуют вопросы о том, как работать на спектрометре, я рекомендую опустить большую часть этого раздела, за исключением параграфов «Фазовые соотношения в фазочувствнтельном СОЯ Т'» н «Цифровое разрешение и времена выборки данных». Многие из обсуждаемых здесь вопросов полностью или частично касаются не только СОЯ'3', но н всех двумерных экспериментов, н в оставшихся 283 Глава 8 282 -ИГО 400 ЭОО 100 0 100 300 40О 000 700 Гц ба 40 Г Гч сг -400 -600 41 ГгЛГ л главах подразумевается, что читатель ознакомился с этим разделом.
Я также предполагаю в дальнейшем, что вы знакомы с разд. 4.3.5 гл. 4. Влиянве продольной релаксации. В нашем предварительном обсуждении последовательности СОКУ я умышленно опустил вопросы, связанные с продольной релаксацией. Причина, по которой я так поступил, состоит в том, что продольная релаксация приводит к появлению дополнительных сигналов в спектре; нх устранение вызвало бы некоторое дополнительное усложнение, а мне не хотелось бы отвлекать вас от основного вопроса — концепции меченых частот. Понять то, как релаксация по осн г влияет на внд спектра, совсем не трудно; это иллюстрируется рнс. 8.17.
Здесь изображена такая же диаграмма, как на рнс. 8.1, за исключением того, что учтено неизбежное затухание сигнала в течение времени Г,. Второй импульс, помимо того действия, которое он совершает над поперечной намагниченностью и которое мы уже обсудили, должен вернуть эту г-компоненту намагниченности в плоскость х — у, где она вызовет появление сигнала. Поскольку эта компонента намагниченности не прецессировала в течение времени 1, (она была направлена по оси г), после второго преобразования Фурье появятся сигналы с частотой ры равной нулю.
Таким образом мы получим копию спектра на линии уг = 0; этн нежелательные сигналы называются аксиальньгми пикамн. Если спектр получен в режиме квадратурного детектирования по уг (см. ниже), то линия уг = 0 проходит через его центр, поэтому данный эффект весьма нежелателен (рнс. 8.18). К счастью, эти акснальиые сигналы легко устранить. Для того чтобы это увидеть, рассмотрим эффект изменения фазы второго импульса на 180 . Компонента намагниченности, ответственная за появление аксиальных пиков, приобретет инвертированную фазу, поскольку вектор теперь направлен по оси — у (рис. 8.19).
При этом та компонента намагниченности, которая приводит к желаемым сипгалам, будет направлена по осн х. Очевидно, что она останется такой же независимо от того, является второй импульс (ягг2)„или (я/2) „. Поэтому, если мы будем проводить эксперимент парами прохождений с альтерннрованнем фазы второго импульса и последовательно складывать спектры, акснальные сигналы взаимно уничтожатся, а желаемые сигналы усилятся.
Этот прием н является первой компонентой фазового цикла эксперимента СОБЪ'. Рнс. 8.17. Возникновение «аксаальньи пикевя за счет прпдольнпн рслаксацня в период гп Двумерная корреляционная спектроскопия ЯМР Рнс. 8.13. Беэ фазового цикла лля подавления акснальных пиков возникают нежелательные сигналы по линии чг = О. Устйанеиие аРтефактов но Ры Мы можем добавить еше несколько стадий фазового цикла, представляя себе, что проблема устранения квадратурных отражений и других артефактов по у, идентична той, с катеров мы столкнулись в одномерном случае.
Решение оказывается точно таким же: мы используем процедуру СУС(.ОРИ для всего эксперимента. Напомню, что зта процедура включает фазовые сдвиги на 90" для устранения разбалансировки приемника, а также сдвиги на 180 для подавления других некогерентных сигналов, которые обьединены подходящим образом. В случае эксперимента СОКУ (н вообще для много- импульсных экспериментов) мы подвергаем совместному цнклнрованию фазу всех импульсов, а также фазу приемника. Комбинируя этот цикл г е 288 284 .+ )2) )к) ьь н ь [т), ь ьь.. н гь х — х >' — у — х х >' у х х у у — х — х у у у у — х — х у — ь ьи Рис. 8.19.
Альтернирование фазы второго импульса инвертирует фазу нежелательной компоненты, в то время как нужная нам компонента остается без изменения. Таблица 8.1. Первая стадия фазового цикла СОБУ, комбинируюшак подавление аксиальных пиков и Ст'СЕОРБ. ифаза 1» и кФаза 2я соответствуют фазе первого и второго импульсов соответственно Яамер Фаза 1 Фаза 2 Приемник прохождения с двухшаговым подавлением аксиальных пиков, мы получаем цикл, состоящий пока только нз восьми шагов (табл. 8.1).
Квадратурное детекгироваиие по гг. Те же самые соображения, что побудили пас поместить опорную частоту приемника в центре спектра (см, гл. 4), оказываются существеннымн и для двумерного случая. С самого начала, в сущности, я молчаливо подразумевал, что квадратурное детектирование касается периода Г, т.е. нормального период регистрации, Сейчас нам придется столкнуться с проблемой распознавания положительных н отрицательных модуляционных частот по координате Г,.
По прямой аналогии с одномерным экспериментом этого можно достичь, измеряя такие деа сигнала в период г„чьн опорные фазы отличаются на 90". Как видим, хорошо в двумерной спектроскопии ЯМР то, что почти все проблемы здесь аналогичны тем, которые мы уже обсуждали, поэтому для тех, кто уже работал с одномерными методамн или понимает их, переход к двумерным методам не будет сопряжен с т дностями. Единственная проблема при этом состоит в том, чтобы разобраться, что означает «опорная фаза» по координате г,.
д с тру . О пако, немного подумав, мы можем заключить, что это относительная фаза дву» импульсов (см. также рис. 8.20а н 8.20б). Двумерная корреляционная спектроскопия ЯМР Рис. 8.20а. Вазонах последовательность СОБУ приводит к синусоидальной мопу ляции сигнала. Рис. 8.206. Для того чтобы получить косинусоидальную модуляцию, необходимую для квадратурного детектирования ло гн фазу одного из импульсов нужно сдвинуть на 90". Теперь, поскольку г, является дискретной переменной, у нас уже нет больше возможности намерять два сигнала, как мы делалн прн обычном квадратурном детектировании.
Вместо этого мы должны проводить два эксперимента с одним и тем же значением г,, вводя требуемый фазовый сдвиг во втором эксперименте и запоминая его результат как мнимую часть данных по г,. Этот метод предложен Рубеном, Стэйтсом и Хабекорном [2] для квадратурного детектирования по кг. Авторы не предложили какого-либо специального названия для этого метода, поэтому впредь я буду называть его йцБН.
Требуемое смещение фазы может быть привнесено либо изменением фазы первого импульса н приемника на 90'", либо эквивалентным изменением фазы второго импульса на — 90*. Нетрудно проверить правильность этой процедуры с помощью расчета двумерного преобразования Фурье, но это потребует знакомства с некоторыми соотношениями между тригонометрическими функцилмн н экспонентами комплексных чисел. Вместо того чтобы заниматься этим, я отошлю вас к статье, в которой этот вопрос обсуждается подробно [3]. Не связываясь со сложнымн алгебраическими преобразованиями, с помощью рнс.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
