Розділ 4. Одномірні методики ЯМР

Дослідження хімічних речовин за допомогою методу ЯМР завжди починаються з вимірювання одномірного протонного спектру. Такий підхід є найбільш ефективним, оскільки, як правило, протонний спектр містить достатньо інформації для з’ясування питання про чистоту сполуки, її відповідність передбачуваній структурній формулі і вирішення питання про доцільність подальших досліджень. Ще одним фактором саме такого підходу до дослідження є те, що на вимірювання протонного спектру достатньо витратити всього декілька хвилин, а більшість додаткових методик дослідження потребує десятків хвилин, або навіть годин.

Якщо після вимірювання протонного спектру виявиться, що потрібні додаткові дослідження, то при виборі методу дослідження слід виходити з того, яку інформацію бажано отримати. Коли треба віднести мультиплети у протонному спектрі, найбільш доцільно провести експеримент COSY, або досліди по селективному гомоядерному декаплінгу. Якщо потрібно виявити просторову наближеність протонів, то слід провести вимірювання величин ЯЕО за допомогою методів, що базуються на різницевій спектроскопії, якщо ж молекула проявляє динамічні властивості – слід дослідити температурні залежності спектрів. Бувають випадки, коли сигнали у протонному спектрі накладаються один на одний, утворюючи складний мультиплет, що не дає змоги довести будову речовини. У таких випадках слід застосувати методики, що впливають на величини хімічних зсувів досліджуваної речовини, але не впливають на КССВ. До цих методик відноситься застосування лантаноїдних зсуваючих реагентів (ЛЗР) або ароматичних розчинників (ЗІАР). Якщо ж можливості протонної гомоядерної одномірної спектроскопії вичерпались, слід переходити до вимірювань одномірних спектрів на ядрах вуглецю. Такі експерименти потребують набагато більше часу ніж відповідні досліди на протонах, але вони дають унікальну інформацію про будову вуглецевого кістяку молекули. Лише в найпростіших випадках достатнім є вимірювання спектру на ядрах ¹³С за умов гетероядерного декаплінгу. Частіше такі вимірювання доводиться доповнювати спектрами з редагуванням за мультиплетністю сигналів (АРТ, INEPT, DEPT). Всі названі підходи будуть детально обговорені в даному розділі. У будь-якому разі дослідження починаються з проведення одноімпульсного експерименту. Тому потрібно вміти цей експеримент провести максимально коректно. Для цього потрібно задати параметри вимірювання таким чином, щоб спектр було отримано за мінімальний час і при цьому у ньому викривлення сигналів і артефакти були зведені до мінімуму. Тому розгляд ми почнемо саме з оптимізації умов одноімпульсного експерименту.