ANALITIČKA KEMIJA II

Transkript

1 ANALITIČKA KEMIJA II uvodno predavanje općenito uzorkovanje; norme i standardi; intelektualno vlasništvo STATISTIKA osnove EKSTRAKCIJA, KROMATOGRAFIJA - osnove ELEKTROANALITIČKE METODE BOLTZMANNOVA RAZDIOBA SPEKTROSKOPIJA osnove; zadaci INSTRUMENTACIJA osnove; zadaci ATOMSKA SPEKTROSKOPIJA; zadaci MOLEKULSKA SPEKTROSKOPIJA UV/VIS, fluorescencija IR i Ramanova spektroskopija NMR uvod NMR - tehnike nositelj: prof.dr.sc. P. Novak; šk.g. 202/3. Jednodimenzijske tehnike 90 x akvizicija n Osnovne višepulsne jednodimenzijske metode Tehnika J-modulirana spinska jeka ili APT (Attached proton test) INEPT (Insensitive nuclei enhanced by polarisation transfer) DEPT (Distortionless enhancement by polarisation transfer) DEPT-Q PENDANT primjena Editiranje spektara heterojezgri ( 3 C) prema multiplicitetu pojačavanje signala jezgri s malim γ ( 3 C) pomoću prijenosa polarizacije sa jezgri s velikim γ ( H, 9 F). Editiranje spektara heterojezgri prema multiplicitetu. pojačavanje signala jezgri s malim γ ( 3 C) pomoću prijenosa polarizacije sa jezgri s velikim γ. Editiranje spektara heterojezgri prema multiplicitetu. Robusniji od INEPT-a. Nema informacija o kvarternim 3 C Isto kao DEPT ali sadrži kvarterne 3 C pojačavanje signala jezgri s malim γ ( 3 C) pomoću prijenosa polarizacije sa jezgri s velikim γ ( H, 9 F). Editiranje spektara heterojezgri prema multiplicitetu. Sadrži informacije o kvarternim 3 C

2 O CH 3 HO O OH O CH 3 HO O OH 2

3 Tehnike dvostruke rezonancije a) Spregnuti spektar s NOE rasprezanje b) Raspregnuti spektar bez NOE rasprezanje c) Raspregnuti spektar s NOE (rf) polje primjenjeno s dvije različite snage-power gated Rasprezanje Rasprezanje α-pinen CDCl 3 d) Raspregnuti spektar s NOE-power gated c) Raspregnuti spektar bez NOE b) Spregnuti spektar s NOE a) Spregnuti spektar bez NOE 3

4 O CH 3 HO O OH APT spektar (Aceton) 4

5 INEPT H 3 C x x ±y x x = /4J Refokusirani INEPT H 3 C x x ±y x x x x Rasprezanje 5

6 AX Povećanje osjetljivosti! X 3 C 5 N 29 Si 3 P I INEPT = I 0 (γ H /γ X ) I NOE = I 0 ( + γ H /2γ X ) I INEPT I NOE DEPT (Distortionless Enhancement by Polarisation Transfer) H 3 C x x θ ±y x x = /2J θ= 80J Faza i intenzitet signala ugljikovih atoma ovisi o kutu θ Slično kao i kod INEPT-a, no s tom razlikom što se kod DEPT-a editiranje postiže različitim kutem θ, a ne vrijednostima Stoga je i učinkovitost editiranja veća za DEPT DEPT-45 DEPT-90 DEPT-35 XH XH XH

7 DEPT eksperiment CH i CH 3 gore, CH 2 dolje Pojavljuju se samo CH skupine Svi protonirani ugljici se pojavljuju, nema kavarternih Normalni 3 C spektar Opća shema za sakupljanje 2D podataka Broj eksperimenta Povećenje t 7

8 Homonuklearna korelacija COSY (COrrelation SectroscopY) t t 2 ν X ν A Spinski sustav AX I A =I X =/2 8

9 O CH 3 HO O OH TOCSY 9

10 O CH 3 HO O OH HETCOR 0

11 O CH 3 HO O OH Interakcije kroz prostor- križna relaksacija (NOESY, ROESY) COSY. Skalarne interakcije NOESY. Skalarne interakcije, dipolarne interakcije, kemijska izmjena 2. Vrijeme miješanja, 3. Prijenos magnetizacije kroz prostor

12 NOESY spektar azitromicina Protokol za određivanje ili potvrdu strukture molekula postupak tehnika informacija H spektar D kemijski pomaci, konstante sprega, integrali H- H korelacija COSY povezanost protona preko sprega (asignacija) 3 C spektar s editiranjem spektri hetero-jezgri ( 3 P, 9 F..) DEPT, APT, PENDANT D broj atoma C i multipletnost (C, CH, CH 2, CH 3 ) često nepotrebno ako se koriste inverzne 2D tehnike s editiranjem kemijski pomaci i homo-/hetero-nuklearne konstante sprega H- 3 C korelacija kroz jednu kemijsku vezu HMQC, HSQC asignacija atoma C i H, multipletnost iz HSQC spektra s editiranjem H- 3 C korelacija kroz više kemijskih veza korelacija kroz prostor preko NOE efekta HMBC D ili 2D NOESY, ROESY povezanost atoma C i H kroz više veza, povezanost preko hetero-atoma, identifikacija strukturnih fragmenata stereokemija: konfiguracija i konformacija 2

13 NMR spektroskopija u čvrstom stanju 3 C NMR spektar u otopini 3 C NMR spektar u čvrstom stanju Interakcije ovisne o položaju u prostoru δ = δiso + δcsa θ + η θ φ 2 ( 3cos 2 sin 2 cos 2 ) 3

14 Dipolarne interakcije H, H 40 khz 20 khz 3 C, H 3 khz 30 khz Utjecaj anizotropije kemijskog pomaka (CSA) na NMR spektre u čvrstom stanju 4

15 Anizotropija kemijskog pomaka Sferna simetrija Zrcalna simetrija Osovinska simetrija Čarobni trik... (3cos 2 θ - ) = 0 kada je θ = beskonačno dugačak cilindar E. R. Andrew i I. J. Lowe Magic Angle Spinning dipolarne interakcije H, H 40 khz 20 khz 3 C, H 3 khz 30 khz MAS CP-MAS 5

16 Efekt MAS-a na 3 C spektar Analiza svojstava krutine solvati (lizinopril) A. Amorfni oblik B. Kristal anhidrat C. Kristal dihidrat D. D 2 O otopina E. D 2 0 otopina 6

17 Analiza svojstava krutine polimorfi sulfatiazol flufenamska kiselina Strukturna analiza L-tirozin hidroklorid a) MAS-J-HMQC b) dipolarni HETCOR 7

18 Sprega tekućinske kromatografije i NMR-a NMR s SGI ili PC (windows) HPLC s PC Načini izvedbe LC-NMR-a Kontinuirani protok (on-flow) Izvedivo za H i 9 F (osjetljivost) Za uzorke nepoznatih kromatografskih svojstava Labilni spojevi (razgradnja, izomerizacija) Zaustavljeni protok u vremenskim intervalima (time-slice) Loše odvojive komponente u smjesi Slaba ili nikakva UV kromofora Slabo definirana retencijska vremena Zaustavljeni protok (stopped-flow) Poznata retencijska vremena komponenata u smjesi Poznate UV kromofore Skladištenje u kapilarnim petljama (loop transfer) LC pikovi se skladište u kapilarne petlje LC-SPE-NMR LC pikovi se skladište u SPE (solid phase extraction) patronama (cartridge) 8

19 Tehnike supresije signala otapala Prezasićenje (NOESY tip, shaped pulsevi) Jedno-, dvo-, i višestruka supresija signala WET (water suppression enhanced trough T effects) WATERGATE (water suppression by gradienttailored excitation) Excitation sculpting (dvostruka pfg spinska-jeka) Protonski spektri mesalazina u 7% CH 3 CN i 29% D 2 O a) običan spektar mesalazin HOD CH 3 CN b) prezasićenje CH 3 CN c) dvostruko prezasićenje CH 3 CN i HDO d) Dvostruko prezasićenje CH 3 CN i HDO uz 3 C rasprezanje 9

20 Protonski spektri mesalazina u 7% CH 3 CN i 29% D 2 O a) Običan spektar b) WET višestruka supresija otapala c) WATERGATE (W3) d) WATERGATE (W3) Tipični LC-NMR spektri kontinuiranoga protoka H LC-NMR spektri kontinuiranog protoka Odvajanje izomera vitamina A 20