RESONANCIA MAGNTICA NUCLEAR

RESONANCIA MAGNTICA NUCLEAR

Las bases tericas de la espectroscopia de resonancia magntica nuclear fueron formuladas por Pauli en 1924, quien sugiri que ciertos ncleos atmicos tienen las propiedades de espn y momento magntico y que, como consecuencia, al exponerlos a un campo magntico se producira una divisin de sus niveles de energa.

En la actualidad, los dos tipos generales de espectrmetros de RMN que se utilizan son el de onda continua y el de impulsos, o de transformada de Fourier.Tcnica Instrumental no destructiva que permite el anlisis de compuestos orgnicos e inorgnicos

EL ESPIN

Propiedad fundamental de las partculas subatmicas, tambin llamada momento angular intrnseco. Puede ser considerado como resultado del movimiento de rotacin o de giro de las partculas sobre su propio eje.

Ncleo (de 1/2 espn) en un campo magnticoCuando un ncleo est en un nivel de baja energa el momento magntico no se opone al campo aplicado. El ncleo gira sobre su propio eje.En presencia de un campo magntico el eje de rotacin estar girando alrededor del campo magntico.

Descripcin cunticade la resonancia magntica

sin campocon campo

Aplicacin de un campo magnticoCuando un ncleo con espn o giro es colocado en un campo magntico, el magneto (imn) nuclear experimenta una rotacin que tiende a alinearlo con el campo magntico externo (Ho).Para ncleos con espn de 1/2, hay dos posibles orientaciones:Paralelo al campo ( baja energa)Contrario (opuesto) al campo (alta energa). Debido a que la orientacin paralela es baja en energa, este estado es ligeramente ms habitado que el antiparalelo (estado de alta energa)

Permite la obtencin de apreciable informacin sobre la estructura de un compuesto orgnico

Principios de espectroscopia RMN

Todo tomo tiene asociado algunas propiedades susceptibles de ser medidas, como son el peso atmico, electronegatividad, configuracin electrnica, momento magntico intrnseco o espin.

Este entorno determina la posicin, la integral, el ancho de banda, y la multiplicidad de la seal que se observara en el espectro.

Cuatro son los aspectos primarios en cuanto a informacin que deben investigarse :

La posicin o desplazamiento qumicoEs la frecuencia en la cual se observa una determinada seal con respecto a una referencia, por lo que esta frecuencia se expresa generalmente en partes por milln (ppm). Si se expresa en Hz. es necesario especificar la frecuencia de referencia.

La integral de una sealHace referencia al rea contenida bajo la seal y esta relacionada con el numero de espines que hacen parte de una misma seal.

La multiplicidadRepresenta la estructura final de la seal que resulta de la interaccin entre varios espines (acople).

El ancho de bandaA mitad de altura contiene informacin acerca de la relajacin del espin y por tanto sobre su entorno.

PrediccinUno de los pasos claves en el analisis de espectros de RMN es la prediccion de desplazamientos y acoples partir de la estructura molecular.

1H 13C, 15N, 19F y 31P.

Se utiliza para estudiar una serie de ncleos como

La fortaleza de un campo magntico de 1.41 Tesla (energa de radio frecuencia de 14,100 gauss) est en los 60 MHz para un ncleo protnico H1.Para que un ncleo de C13 tenga resonancia,la radiofrecuencia debe ser 15 MHz.

Las absorciones de la NMR para H1 ocurre entre 0 12 d.Las absorciones de la NMR para C13 ocurre entre 1 220 d.

Desplazamiento Qumico

dDesapantalladoCampo bajoApantalladoCampo alto

Desplazamientos qumicos para H1

Desplazamientos qumicos para C13

Desplazamientos qumicos para C13

La Constante de Acoplamiento, J, (usualmente en unidades de frecuencia en Hz) es una medida de la interaccin entre pares de protones.Las intensidades relativas en las lneas del patrn de acoplamiento es dada por el tringulo de Pascal. Regla n + 1.

Tringulo de PascalEs una ayuda que permite conocer, en primera aproximacin las intensidades esperadas de las diferentes absorciones en un espectro de resonancia magntica nuclear.

El tipo mas sencillo de espectrmetro de RMN consiste en cuatro partes:1. Un imn estable, con un controlador sensible para producir un campo magntico aplicado

2. Un transmisor de radiofrecuencia (RF), que emite una frecuencia precisa aplicado

3. Un detector para medir la absorcin de la energa de RF por parte de la muestra

4. Un registrador para graficar la seal de salida del detector en funcin del campo magntico

EJEMPLO

Desplazamiento qumico