RMN Espectroscopia UNESP

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ESPECTROSCOPIA ESPECTROSCOPIA ESPECTROSCOPIA ESPECTROSCOPIA 
POR POR POR POR 
NMRNMRNMRNMR
LABORATÓRIO DE SISTEMAS BIOMOLECULARES – DEPARTAMENTO DE FÍSICA – IBILCE UNESP SJRP
pi
γ
pi
ω
υ
2
.
2
oo
o
B
==
SPINSPINSPINSPIN
I = 0, 1/2, 1, 3/2, ...
mI = (-I, -I+1, ... I)
LABORATÓRIO DE SISTEMAS BIOMOLECULARES – DEPARTAMENTO DE FÍSICA – IBILCE UNESP SJRP
L
dt
dT =
L.γµ =
SPIN
Numero quântico de spin nuclear I
-Zero se o número de massa é par e a carga é par.
► Inativo para RMN◄
-Inteiro o número de massa é par e a carga é impar.
► Impróprio para RMN◄
-Semi inteiro se o número de massa é impar.
►Ideal para RMN◄
∑
−
−
=
i
kTE
kTE
n i
n
e
eP /
/
oo BkT
IINM
3
)1(22 +
=
hγ
EFEITO ZEEMANEFEITO ZEEMANEFEITO ZEEMANEFEITO ZEEMAN
A diferenca populacional é
da ordem de 106
⇒(baixa sensibilidade).
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RELAXAÇÃO LONGITUDINAL
RELAXAÇÃO TRANSVERSAL
1
0
2
0
2
0
)(
.
)(
.
)(
T
MM
dt
tdM
T
M
BM
dt
tdM
T
MBM
dt
tdM
zz
y
x
y
x
y
x
−
−=
−−=
−=
γ
γ
EQUAÇÕES DE BLOCH
t
Mz
t
My
t
Mx
T1 e T2 são da ordem de 0,2 a 5s
T ~ τc
-1
__
Sistema Lab. --- Sistema Girante
SISTEMASISTEMASISTEMASISTEMA GIRANTEGIRANTEGIRANTEGIRANTE
Sistema do laboratório
Sistema girante
Em ressonância Fora de ressonância
itBtB ).cos(2)( 11 ω=
]).().[cos(]).().[cos()( 111 jtsenitBjtsenitBtB ωωωω −+−++=
pB τγα .. 1=
MANIPULANDO A MAGNETIZACAO
-sistema girante-
Ângulo de flip:
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ESPECTRO 1DESPECTRO 1DESPECTRO 1DESPECTRO 1D
Preparação Aquisição
Excitação
Seq. de Pulsos
Processamento
FT
Domínio do tempo Domínio das freqüências
http://altair.sci.hokudai.ac.jp/g5/jikken/tube.gif http://www.psrc.usm.edu/macrog/images/etoh1h.jpghttp://www.psrc.usm.edu/macrog/images/etohfid.jpg
LABORATÓRIO DE SISTEMAS BIOMOLECULARES – DEPARTAMENTO DE FÍSICA – IBILCE UNESP SJRP
µµµµz = mγγγγħ
E = - µµµµzBo = -mγγγγħB0
∆E = ħωωωω = γγγγħB0
ωωωωeff = γγγγB0
µµµµz = mγγγγħ
E = - µµµµzBo = -mγγγγħBeff
∆E = ħωωωω = γγγγħBeff
ωωωωeff = γγγγBeff
Deslocamento Químico – Blindagem eletrônica
(dependente do campo, da ordem de ppm)
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Blindagem eletrônica – Eletronegatividade
Blindagem eletrônica – Sistema π - Corrente de anel
Ligação vinílica Anel benzeno
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DESLOCAMENTO QUDESLOCAMENTO QUDESLOCAMENTO QUDESLOCAMENTO QUÍÍÍÍMICOMICOMICOMICO
1H Espectro do Etilbenzeno
Distribuição dos deslocamentos químicos para proteínas
Escala ppm:
ωωωωeff = γγγγBeff
ωωωωeff = γγγγBo(1-σ)
referência
referênciaamosta
σ
σσδ −=
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Acoplamento Escalar
3JHH é dependente do 
-Acoplamento via ligações químicas –
-(independente do campo, da ordem de 0~15Hz)-
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CH3
CH2
para
ortometa
Aromáticos
solvente
ACOPLAMENTO ESCALAR (J)ACOPLAMENTO ESCALAR (J)ACOPLAMENTO ESCALAR (J)ACOPLAMENTO ESCALAR (J)
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Troca Química Intramolecular
Troca rápida : Um pico intermediário
Ponderado pela ocupação dos sitios.
Troca lenta : picos distintos com área
Proporcional à ocupação dos sitos.
Troca intermediária : picos largos e 
colapsados
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Troca Química - Hidrogênio amídico
Confirmação estrutural (H envolvidos em pontes de 
hidrogênio ou localizados
no interior da proteína), pela identificação de 
regimes rápido, intermediário ou lento 
de troca química com o solvente. 
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EFEITO NUCLEAR OVERHAUSER EFEITO NUCLEAR OVERHAUSER EFEITO NUCLEAR OVERHAUSER EFEITO NUCLEAR OVERHAUSER ---- NOENOENOENOE
- O efeito mais 
importante para a RMN 
estrutural.
- Acoplamento via espaço -
-Alteração na relaxação 
longitudinal dos spins
acoplados
Níveis energéticos para um sistema de 2 spins
W0 (NOE negativo) ~kHz
W2 (NOE positivo) ~GHz
τc ~10
7 para proteínas
τc ~10
11 para pequenas moléculas
Problemas: 
- Spin diffusion
- movimento molecular
- dependente do
experimento