Різновиди СOSY.
Існує велика кількість експериментів, в основі яких лежить модифікована імпульсна послідовність COSY. У цьому розділі ми розглянемо переваги модифікованих методик з погляду практики використання COSY для інтерпретації спектрів. У літературі запропоновано багато варіантів COSY, які є значно більш складними, ніж проста послідовність COSY. Однак їх переваги можна реалізувати тільки для вузького класу молекул. Описані нижче експерименти являють собою лише невелику частину описаних методик, але вони мають найбільш широке застосування серед хіміків.
Перш ніж описувати деталі експериментів, коротко охарактеризуємо, що може дати кожний з них. У табл. 5.4 зведені найбільш важливі параметри широко вживаних експериментів. Деякі з них уже були описані, інші будуть описані в наступних підрозділах. Хоча експеримент TOCSY, строго кажучи, не відноситься до сімейства COSY, однак за його допомоги можна одержати інформацію, аналогічну до тієї, котру дає COSY, тому він також включений у таблицю.
Таблиця 5.4.Огляд характерних рис основних COSY експериментів і експерименту TOCSY
| Послідовність | Переваги | Потенційні недоліки |
| COSY-90 В абсолютних значеннях (у вигляді магнітуди) | Простий і грубий метод. Обробка спектра із сигналами у вигляді абсолютних значень добре підходить для автоматизованих експериментів | Форма лінії з перекошеною фазою має недостатнє розділення. Для підвищення розділення потрібне застосування згладжувальних функцій. Тонка структура кроспіків часто не проявляється. |
| COSY-b | Простий і грубий метод. Обробка спектра із сигналами у вигляді абсолютних значень добре підходить для автоматизованих експериментів. Спрощення структури кроспіків зменшує перекривання піків. Віцинальні та гемінальні розщеплення в деяких випадках можна розрізнити за нахилом піків. | Звичайно вимагає подання у вигляді магнітуди оскільки фазочутливий варіант має форму лінії зі скошеною фазою |
| Фазочутливий COSY-90 | Дає спектри з високим розділенням, оскільки сигнали мають форму сигналів поглинання. Кроспік має ясно помітну тонку структуру. Можливе вимірювання КССВ | Діагональні піки мають дисперсійну форму лінії. Сусідні сигнали можуть перекриватися. Для виявлення мультиплетної структури піків потрібне високе цифрове розділення. |
| Фазочутливий DQF-COSY | Дає спектри з високим розділенням, оскільки сигнали мають форму сигналів поглинання. Кроспік має ясно помітну тонку структуру. Можливе вимірювання КССВ Діагональні піки мають форму сигналів поглинання. Синглети подавлені | Метод удвічі менш чутливий, ніж COSY-90. Для виявлення мультиплетної структури піків потрібне високе цифрове розділення. |
| COSY із затримкою | Дозволяє виявити маленькі розщеплення (<2 Гц), наприклад, між протонами в алільному фрагменті або w-взаємодію | Звичайно вимагає подання у вигляді магнітуди. Кроспіки, пов'язані з великими КССВ можуть бути значно зменшені за інтенсивністю. |
| Естафетний-COSY | Забезпечує двох (або більше) крокове перенесення когерентності і може допомогти при інтерпретації кроспіків що перекриваються. | Звичайно має низьку чутливість. Форма сигналу може бути спотвореною, що вимагає подання сигналів у вигляді магнітуди. Краще застосовувати метод TOCSY. |
| TOCSY | Забезпечує багатокрокові перенесення когерентності. Використовується для інтерпретації кроспіків що перекриваються. Висока чутливість. Фаза сигналів не спотворюється, що дозволяє спостерігати кореляції навіть у присутності широких сигналів. | Кількість кроків перенесення, пов'язаних з кожним кроспіком, заздалегідь невідома. Оскільки всі компоненти мультиплетів мають однакову фазу, тонка структура може бути погано розділеною, що може перешкодити визначенню КССВ. |
При виборі типу експерименту для вирішення конкретної структурної проблеми слід нагадати про те, що чим більше інформації Ви бажаєте отримати зі спектру COSY, тим більший час слід на нього витратити. Це зумовлено тим, що час вимірювання двомірного спектру визначається заданим цифровим розділенням. Тому треба користуватися принципом розумної достатності – використовувати найбільш швидкий експеримент, що є достатнім для розв’язання поставленої задачі. Так, якщо треба лише знайти спіновий зв’язок між сигналами, то для цього достатньо застосовувати COSY в абсолютних значеннях, такі як COSY-90, або COSY-b. Такі експерименти вимагають найменше часу і вимірювання цих спектрів можна повністю автоматизувати. Варіант b-COSY для одержання спектрів в абсолютних значеннях використовує змішувальний імпульс β = 45 або 60о. Це дає спектри з більш чіткою структурою як діагональних піків, так і кроспіків. Така методика найкраще підходить для рутинної роботи. Якщо ж передбачається виконувати аналіз структури мультиплетності кроспіків – слід застосовувати фазочутливі експерименти, найкращим з яких є DQF-COSY. Ця методика дозволяє отримати добре розділений спектр, у якому проявляється тонка структура складних мультиплетів. Як буде показано нижче, реальна втрата чутливості в цьому експерименті може бути меншою, ніж це може здаватися на перший погляд. Тому даний метод широко застосовується в структурних дослідженнях. Для успіху вилучення інформації, що міститься в мультиплетній структурі кроспіків, потрібне високе цифрове розділення. Для цього доводиться йти на збільшення тривалості експерименту. Фазування отриманого при цьому двомірного спектру вимагає певного мистецтва. Тому використання такого підходу потребує досить значного часу і не застосовується тоді, коли результати треба одержати дуже швидко.
При аналізі складних спектрів, у яких відбувається значне перекривання окремих сигналів, досить інформативними можуть виявитися експерименти з повною кореляцією або TOCSY - експерименти. Вони дають додаткову кореляційну інформацію шляхом розподілу намагніченості на всю мережу зв'язаних спінів. Такий підхід є кращим при аналізі спектрів олігосахаридів і пептидів, у яких молекули складаються з дискретних мономерних блоків, що являють собою ізольовані спінові системи. Цей метод здатний замінити більш старий метод естафетного COSY, у якому використовується покроковий аналіз спінового зв'язку. COSY із затримкою використовується для аналізу малих КССВ. Однак даний метод застосовується усе рідше.
5.18. COSY із двохквантовою фільтрацією (DQF-COSY)
У попередніх розділах були описані методи збору даних COSY у фазочутливому вигляді. Одержання чистих ліній поглинання вимагає максимально можливого розділення, але за його допомоги можна одержати інформацію про тонку структуру мультиплетів кроспіків. Однак, звичайна послідовність COSY-90 має той істотний недолік, що у випадку, якщо кроспіки мають вигляд чистих сигналів поглинання, то діагональні піки відповідають сигналам дисперсії. Довгі крила діагональних піків можуть маскувати близько розташовані кроспіки, тому потенційно корисна інформація може виявитися загубленою. Присутність дисперсійної складової в діагональних піках можна в значній мірі зменшити шляхом використання варіанта COSY із двохквантовою фільтрацією. Тому експеримент DQF-COSY найкраще підходить для одержання фазочутливих даних.
Дата добавления: 2015-08-11; просмотров: 606;