Frage:
Welche Faktoren sind für die quantitative Analyse eines Protonen-1D-NMR-Spektrums wichtig?
Mad Scientist
2012-05-05 16:02:55 UTC
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Neben der Aufklärung oder Überprüfung einer chemischen Struktur kann auch NMR verwendet werden, z. zur Quantifizierung eines Gemisches verschiedener Chemikalien.

Abhängig von der Qualität des Spektrums und der spezifischen Substanz kann die Integration der NMR-Signale für dasselbe Molekül zu signifikanten Abweichungen vom tatsächlichen Verhältnis der Kerne führen, das aus der chemischen Struktur bekannt ist.

Welche Faktoren beeinflussen die Quantifizierung von NMR-Signalen in einem Protonen-1D-Spektrum? Welche Vorsichtsmaßnahmen sollten bei der Erfassung und Verarbeitung von NMR-Spektren getroffen werden, um sicherzustellen, dass die Spektren quantitativ analysiert werden können?

Zwei antworten:
#1
+10
Mad Scientist
2012-05-13 15:43:24 UTC
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Die Signale, die Sie in einem einfachen 1D-Protonenspektrum erhalten, sind in den meisten Fällen ungefähr quantitativ, obwohl es einige Ausnahmen und einige Aspekte gibt, die Sie berücksichtigen müssen, wenn Sie eine hohe Genauigkeit benötigen.

Erfassung

Beim Einrichten des Experiments müssen Sie einige Dinge beachten, um sicherzustellen, dass das resultierende NMR-Spektrum quantitativ ist.

Das Spektrum sollte von hoher Qualität sein, Artefakte und Rauschen wirken sich aus die Quantifizierung.

Relaxationsverzögerung

Die Relaxationsverzögerung ist die Zeit zwischen den Experimenten. Wenn sie zu kurz ist, entspannen sich einige Protonen nicht vollständig zurück zum Gleichgewichtszustand. Dies wirkt sich auf die Intensität des NMR-Signals aus und führt dazu, dass die Integrale dieser Signale ausgeschaltet sind.

Die Relaxationsverzögerung (einschließlich der Erfassungszeit) sollte bei $ 5 liegen \ cdot \ mathrm {T_1} $ span>. Sie können entweder den $ \ mathrm {T_1} $ span> schätzen oder messen.

13 sup> C-Satelliten

Die 13 sup> C-Satelliten machen etwa 1% des Gesamtsignals aus. Wenn Sie eine hohe Genauigkeit benötigen, sollten Sie die Entkopplung verwenden, um diese zu entfernen.

Andere Aspekte

Sie müssen auch sicherstellen, dass die im Experiment verwendeten Impulse ein relativ flaches Anregungsprofil für den Bereich haben, den Sie betrachten. Dies ist normalerweise kein Problem für Standard-1D-Protonenexperimente, kann jedoch ein Problem für andere Arten von Experimenten sein oder wenn Sie einen ungewöhnlich langen Puls und / oder eine ungewöhnlich breite Verteilung Ihrer chemischen Verschiebungen haben.

Verarbeitung

Basislinie

Die Basislinie sollte absolut flach sein und bei genau Null führt jeder Fehler dort zu großen Fehlern bei der Quantifizierung. Die Verwendung eines digitalen Filters während der Erfassung ist hierfür eine gute Idee (Option baseopt für Bruker-Spektrometer). Dadurch wird eine sehr flache Grundlinie bei Null sichergestellt, solange keine anderen Probleme die Grundlinie verzerren. P. >

Phase

Die Phasenkorrektur sollte genau sein. Möglicherweise muss eine manuelle Phasenkorrektur durchgeführt werden.

13 C-Satelliten sind kein Problem, da sie in fast allen Fällen ein bekanntes Integral aufweisen (0,55% der Mittellinie). Auch die Integralbereiche müssen optimiert werden. Normalerweise wählt man eine Breite, die ein festes Vielfaches der Linienbreite der entsprechenden Linie ist. Auf diese Weise kann man sehr genaue Ergebnisse erzielen.
Ja, ich würde sie nicht als großes Problem betrachten, aber Sie müssten sich über sie einig sein. Sie können nicht einen Peak mit beiden enthalten, einen anderen mit keinem und einen dritten mit nur einem.
#2
+6
Ben Norris
2012-05-25 22:04:06 UTC
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Mad Scientist gibt einige gute Ratschläge. Ich habe einen anderen Ansatz, der entweder einige dieser Aktionen unnötig macht oder sie durch Signalmittelung aufhebt.

Ein großes Problem bei der Quantifizierung ist das Signal-Rausch-Verhältnis. Wenn Sie viele der Dinge in Mad Scientists Antwort tun, wird das Signal-Rausch-Verhältnis erhöht, aber die einfachsten zwei Änderungen sind die Erhöhung der Konzentration und die Durchführung weiterer Scans. Wenn Sie die Konzentration in Ihrer Probe erhöhen können, tun Sie es. Ich habe die Konzentration oft so weit erhöht, dass ich in der Lage war, 1D1H-NMR-Spektren in Publikationsqualität in einem einzigen Scan zu erfassen. Wenn Sie nur einen Scan erfassen, sind die Probleme auf eine schlechte Phasenmittelung und auf Verzögerungszeiten zurückzuführen, die kürzer als die Relaxationszeit sind.

Wenn Sie die Konzentration nicht ändern können, erhöht das Erhöhen der Anzahl der Scans das Signal-Rausch-Verhältnis um die Quadratwurzel der Anzahl der Scans. 4 Scans liefern doppelt so viel Singal-to-Noise wie 1 Scan. 16 Scans liefern das doppelte Signal-Rausch-Verhältnis wie 4 Scans und so weiter. Wenn Sie sich für mehrere Scans entscheiden, müssen Sie sich Sorgen über die Dinge machen, die Mad Scientist erwähnt. Ein Phasenproblem, bei dem mehr als 100 Scans zusammengefasst werden, hilft Ihnen nicht weiter. Eine zu kurze Verzögerungszeit, bei der nicht alle Drehungen entspannt sind, wird bei einer großen Anzahl von Scans nur noch schlimmer. In einem kürzlich durchgeführten Projekt musste ich das 1D1H-NMR-Spektrum eines Reaktionsgemisches quantitativ integrieren und nach Nebenprodukten und nicht umgesetzten Spezies suchen (weniger als 5% der Gesamtprobe). Am Ende habe ich ein 3200-Scan-Protonenspektrum mit langen Verzögerungszeiten aufgenommen. Ich war bei meinen Kommilitonen nicht beliebt, aber ich bekam die Daten, die ich brauchte.

Ich kenne jemanden, der 2 Wochenenden mit 600 MHz NMR-Zeit verbrannt hat, um das natürliche Deuterium im Überfluss zu quantifizieren. Hat nicht funktioniert, aber hey, was dein Professor sagt 'Do X' ....


Diese Fragen und Antworten wurden automatisch aus der englischen Sprache übersetzt.Der ursprüngliche Inhalt ist auf stackexchange verfügbar. Wir danken ihm für die cc by-sa 3.0-Lizenz, unter der er vertrieben wird.
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