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Espectroscopía de RMN tri-Di y multi-dimensional, Apuntes de Materiales

Espectroscopía de RMN tri-Di y multi-dimensional

Tipo: Apuntes

2019/2020

Subido el 15/04/2020

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Universidad Autónoma del Estado de Morelos,
Facultad de Ciencias Químicas e Ingenierías
Universidad Autónoma del Estado de Morelos
Espectroscopía de RMN tri-Di y multi-dimensional
Ciencia de los materiales
Alumna:
Adbeely Betsua Jiménez Carrasco
Fecha de entrega:
31 de marzo 2020
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Facultad de Ciencias Químicas e Ingenierías

Universidad Autónoma del Estado de Morelos

Espectroscopía de RMN tri-Di y multi-dimensional

Ciencia de los materiales

Alumna:

Adbeely Betsua Jiménez Carrasco

Fecha de entrega:

31 de marzo 2020

Facultad de Ciencias Químicas e Ingenierías

RMN EN DOS DIMENSIONES

Fundamentos

 Periodo de preparación: Los espínes nucleares se encuentran en un estado pseudo-

estacionario.

 Evolución: Se introduce un tiempo en la secuencia de pulsos que variará en intervalos

finitos.

 Mezclado: Modulación de los espines nucleares de acuerdo con el parámetro a observar.

 Adquisición: Periodo normal de adquisición.

La RMN-2D constituyó una nueva revolución en el campo, puesto que abrió la vía para el estudio de la estructura y dinámica de biomacromoléculas. En la actualidad, este término abarca un gran número de experimentos distintos, pero el principio básico es el mismo para todos. El espectro monodimensional se expande en dos dimensiones de frecuencia ortogonales, con lo que se consigue aliviar en parte el solapamiento de señales. solapamiento de señales. Un experimento típico de RMN-2D consta de varias etapas, separadas convenientemente por pulsos de rf (Figura 3): preparación, evolución después de haber excitado los núcleos, durante un tiempo variable t 1 , mezcla en un intervalo x, y detección en un tiempo t 2. La dimensión adicional se origina en el intervalo de tiempo t 1 , durante el cual el núcleo está sujeto a determinadas condiciones. La amplitud de la señal en t 2 es una función de lo que sucedió a los núcleos durante el período de evolución, t 1. El experimento se repite para un determinado número de valores de t 1 con lo que se obtiene un conjunto de espectros en el que las amplitudes de las resonancias vienen moduladas con las frecuencias que existían en el período de evolución. Una transformación Fourier con respecto a t 1 define las frecuencias de modulación y da como resultado el espectro 2D. Los principales, así como los más usados, experimentos 2D homonucleares (1H–1H) son: COSY (correlation spectroscopy),9 TOCSY (total spectroscopy)10 y NOESY. 11 En el primero de ellos, se obtienen correlaciones cruzadas (picos fuera de la diagonal) entre señales correspondientes a protones acoplados escalarmente. En el segundo, mediante una combinación adecuada de pulsos de rf, se consigue crear una situación de fuerte acoplamiento entre protones acoplados entre sí, lo que da lugar a la observación de señales entre sistemas completos de spines, de gran utilidad en la asignación de segmentos moleculares que se extienden a lo largo de tres o más átomo de

Facultad de Ciencias Químicas e Ingenierías de pulsos en 1H y X se conoce como experimento INEPT (Insensitive3 Nuclei Enhancement by Polarization Transfer). 18 En el período B se crea la dimensión correspondiente al heteronúcleo variando el tiempo t 1 a la vez que, mediante un pulso de 180º que afecta sólo al 1H, se re- enfocan, al final del período, tanto el desplazamiento químico del mismo como el acoplamiento mutuo. La magnetización se devuelve al 1H (período C). Un nuevo experimento de eco de spin realiza la operación contraria a la llevada a cabo al principio del experimento (conversión de magnetización anti-fase en magnetización en-fase), que se detecta, mientras se desacopla el heteronúcleo. Un ejemplo de espectro HSQC en donde se correlacionan los desplazamientos químicos de 1H y 15N se ilustra en la Figura 6.

Facultad de Ciencias Químicas e Ingenierías El espectro corresponde a la forma nativa de la proteína Che Y, un regulador de respuesta quimiotáctica en bacterias. Nuestro interés estaba más bien centrado en su comportamiento respecto al plegamiento. En la Figura 6 (abajo) se muestra el espectro correspondiente a la forma desnaturalizada de la proteína en 6M urea. Hay que hacer notar la gran diferencia en la dispersión de señales entre los espectros de las formas nativa y desplegada. A pesar del gran solapamiento del espectro de ésta última, fue posible la asignación de cada señal a residuos concretos de la proteína. Con ello pudo seguirse la evolución de las señales NH individuales en función de la concentración de urea. Un análisis termodinámico de esos datos proporcionó una descripción detallada, a nivel de residuo, del proceso de plegamiento-desplegamiento, incluyendo la caracterización de un intermediario. El espectro HSQC es de esencial importancia en el proceso de diseño y descubrimiento de nuevos fármacos por la técnica de RMN,20 debido fundamentalmente a la extrema sensibilidad de los desplazamientos químicos respecto a interacciones receptor- ligando, que pueden detectarse aún en el caso de que éstas sean de muy pequeña afinidad, lo que la hace singularmente útil con propósitos de detectarlas. Representación de un experimento 2D y 3D Clasificación de los Experimentos en 2D  Homonucleares.

  1. COSY COrrelated SpectroscopY.
  2. NOESY NOE SpectroscopY.
  3. TOCSY Total Correlated SpectroscopY.
  4. DQF-COSY Double Quantum Filetered
  5. COSY.  Heteronucleares.  Detección Directa.
  6. HETCOR HETeronuclear CORrelated spectroscopy.
  7. FLOCK. Detección Indirecta. HSQC

Facultad de Ciencias Químicas e Ingenierías Referencias