Використання DQF-COSY

Результатом процесу фільтрації є те що після неї діагональні піки мають протифазну сигналам поглинання форму, а кроспіки після фільтрації залишаються незмінними. Якщо говорити більш точно, для систем, які містять більше двох спінів, для аксіальних піків залишається деяка дисперсійна складова, однак вона є значно меншою і звичайно не перешкоджає інтерпретації сигналів. Оскільки після двохквантової фільтрації в діагональних піків відсутні широкі дисперсійні крила, якість спектра значно поліпшується (Рис. 5.44).

Рис 5.44. COSY спектр із двохквантовою фільтрацією (праворуч), забезпечує більш високе розділення піків, що близькі до діагоналі, ніж фазочутливий COSY (ліворуч), оскільки він не містить широких, дисперсійних діагональних піків

Додатковою перевагою фільтрації є те, що в спектрі не проявляються синглети, оскільки вони не здатні до формування двохквантової когерентності. Тому відпадають проблеми, що пов'язані з t₁-шумом найбільш інтенсивних сигналів. Двохквантове фільтрування також виключає зі спектра піки розчинника, які звичайно мають виключно велику інтенсивність. При використанні фазового циклу ступінь послаблення піків розчинника може досягати декількох сотень. Якщо ж використовувати імпульсні градієнти, сигнали розчинника можуть бути ослабленими в 10000 разів. Редагування за допомогою фільтрації можна проілюструвати за допомогою 1D спектра із двохквантовою фільтрацією пептиду Leu-енкефаліну 5.4 у дейтерометанолі (Рис. 5.45), що отриманий за допомогою 1D послідовності, наведеної на рис. 5.43. Сигнал розчинника зі спектра вилучений, а спіново-зв’язані мультиплети мають характерну протифазну орієнтацію.

Рис.5.45. Одномірний спектр із двохквантовою фільтрацією пептиду 5.4 leu-енкефаліну в CD₃OD.

Синглет розчинника, що має найбільшу інтенсивність у звичайному 1D спектрі (a), відфільтрований в (б). Піки в (б) мають характерну протифазну структуру мультиплетів (яка за бажанням може бути замаскованою обчисленням магнітуди)

Потенційною перешкодою для застосування двохквантової фільтрації є зменшення, відповідно до теорії, співвідношення сигнал/шум у два рази. Однак, переваги, що пов'язані з видаленням зі спектра дисперсійної складової діагональних піків звичайно дають значно більший внесок у підвищення чутливості. Тому спектри DQF-COSY широко використовуються на практиці.

Навіть, якщо наявні дані і не дозволяють вимірювати константи взаємодії, аналіз відносних величин активних і пасивних констант може дозволити провести інтерпретацію спектра. Наприклад, у деяких випадках шляхом аналізу структури кроспіків можна визначити відносну конфігурацію протонів у заміщених циклогексанах. Оскільки аксіально-аксіальна спін-спінова взаємодія в конформації крісла є набагато більшою, ніж аксіально-екваторіальна або екваторіально-екваторіальна (акс-акс = 10-12 Гц, акс-екв і екв-екв = 2-5 Гц), вони дають велике протифазне розщеплення мультиплетів у кроспіках. Наявність його в спектрі вказує на діаксіальну орієнтацію протонів. Це показано на рис. 5.46, де наведено фрагмент DQF-COSY спектра андрографоліду 5.5, гепатопротектора, що міститься в традиційних індійських рослинних ліках. У кроспіку протона Нс присутні більші пасивні КССВ як з гемінальним (Hd) так і з діаксіальними (Ha, Hе) протонами і набагато менша активна константа із протоном Hb. Тому останній протон може бути як акс-екв так і екв-екв, але не акс-акс.

Рис. 5.46.Фрагмент DQF-COSY спектра андрографоліду 5.5. Дані були отримані в умовах високого f₂ розділення (1.7 Гц/точка), що дало можливість одержати тонку структуру кроспіків.

Ці висновки із двомірного спектра можна одержати навіть тоді, коли в 1D спектрі сигнали перекриваються або занадто складні. Наприклад, з кореляції для Hd можна ідентифікувати гемінального партнера і знайти три віцинальні акс-екв або екв-екв взаємодії із Нс, На й Hb. Ця інформація може бути отримана тільки у фазочутливому поданні спектра. Вона становить великий інтерес для стереохімічних досліджень, особливо в комплексі зі спектрами ЯЕО.