Cтраница 2
Метанол обладает способностью быть донором протона для неподеленных электронных пар кислорода воды. Вследствие пространственных затруднений для межмолекулярных взаимодействий в системе вода-трет-бутанол имеются свободные ОН-группы, что обусловливает относительно большой химический сдвиг сигнала воды в сильное поле. С точки зрения спектроскопии ЯМР, влияние ацетона и триэтиламина одинаково, вероятно, вследствие уравнивания эффектов от образования сильных водородных связей между водой и амином и от образования большого числа водородных связей между водой и ацетоном. На химические сдвиги в таких системах оказывают влияние основность, стериче-ские факторы и температура. [16]
Точность оценок зависит от точности оценки эффективной пористости. Так как в ЯМК ОНИ измеряется непосредственно, то это дает возможность свести к минимуму случайные ошибки и позволяет определить систематические ошибки. Очень вязкая нефть не оказывает влияния на измеряемый сигнал при проведении ЯМК, поэтому насыщение тяжелой остаточной нефтью можно оценить, измерив сигнал воды при ЯМК. [17]
Если установлена неопределенность в наличии и положении минимума Riw - l, то значение Т, оцененное из уравнения ( 3) для релаксации внутримолекулярных протонов воды, указывает, что величина Riw - l несколько больше предсказанного значения. Расхождение может возникать по нескольким причинам. Температурная зависимость величины амплитуды сигнала воды трудно поддается контролю, если скорости спин-спиновой релаксации велики при низких температурах и сигнал воды становится все менее разрешимым от сигнала протонов твердого белка. Вымораживание воды при низких температурах искажает форму графика зависимости 7 от обратной температуры путем повышения Т над кажущимся минимумом и сдвига его в сторону более высоких температур. [18]
Исследование ЯМР О17 в нитратных и перхлоратных растворах диамагнитных одно -, двух - и трехзарядных ионов [125], поставленное с целью определения тч и иН20, сразу же натолкнулось на трудности: сдвиг оказался настолько мал, что его не удалось обнаружить. Дело в том, что раствор [ ( NH3) 5Co ( OH2) ] 3 % в котором время полуобмена воды, согласно данным метода изотопного обмена, составляет 28 ч, дает при Н0 1000 гс сдвиг на 1 3 гс. Введение в раствор перхлората Со ( II) смещает сигнал воды на - 3 3 гс. [19]
На рис. 170 показано выделение ацетата целлюлозы в двух различных точках процесса. Уксусная кислота имеет более низкую диэлектрическую проницаемость, чем тетрагидрофуран, поэтому ее сигнал противоположен сигналу воды. [20]
Если установлена неопределенность в наличии и положении минимума Riw - l, то значение Т, оцененное из уравнения ( 3) для релаксации внутримолекулярных протонов воды, указывает, что величина Riw - l несколько больше предсказанного значения. Расхождение может возникать по нескольким причинам. Температурная зависимость величины амплитуды сигнала воды трудно поддается контролю, если скорости спин-спиновой релаксации велики при низких температурах и сигнал воды становится все менее разрешимым от сигнала протонов твердого белка. Вымораживание воды при низких температурах искажает форму графика зависимости 7 от обратной температуры путем повышения Т над кажущимся минимумом и сдвига его в сторону более высоких температур. [21]
Интересное явление представляет собой обмен между амидными протонами пептидного остатка и окружающей водой. Мы уже ознакомились с этим процессом как способом упрощения спектров в случае, когда протеин растворяется в дейтерированной воде, и амидные протоны участвуют в обмене с ядрами дейтерия растворителя. Скорость обмена существенно зависит от структурных особенностей. Если обмен происходит очень медленно, то его скорость можно определить непосредственно по уменьшению во времени интенсивности линий. Правда, если амидные протоны обмениваются настолько быстро, что соответствующие им сигналы не видны отдельно от сигналов воды ( быстрый обмен), то в общем случае не удается провести измерение скорости обмена с привлечением простых методов. [22]
Схема предварительного насыщения перестает работать, когда облучаемый сигнал участвует в химическом обмене с другими интересующими нас ядрами, на которые таким образом будет переноситься насыщение. Эта проблема часто возникает при подавлении сигналов воды в водных растворах. Протоны воды неизбежно будут обмениваться с такими функциональными группами, как ОН и НН. Кроме того, если нам нужны именно их сигналы, то мы не можем использовать в качестве растворителя дейтерированпую воду. В результате предварительное насыщение неприменимо именно там, где оно больше всего нужно. В такой ситуации, очень часто встречающейся в биологических экспериментах, необходимо применять другие методы, не использующие облучение сигнала воды. [23]
Следует особо остановиться на количественном органическом анализе посредством ЯМР-спектроскопии. Пропорциональность, между площадями пиков и числом ядер, резонирующих при данной частоте, открывает путь к использованию ЯМР для количественного элементарного и функционального анализа. При использовании хорошо откалиброванного интегратора и калиброванных ампул количественный анализ можно проводить, сравнивая интегральные площади пиков в исследуемом и эталонном образцах раздельно, при той же настройке спектрометра. Другой путь состоит в сравнении площадей отдельных сигналов и площади пика эталонного вещества, добавленного в определенном количестве непосредственно к исследуемому образцу. Следует отметить, что количественное определение фтора посредством ЯМР в соединениях с трифторме-тильной группой - едва ли не единственный способ анализа таких веществ. Для количественного определения функциональных групп ЯМР-спектры часто применяются в комбинации с обычными химическими методами. При этом нет необходимости, чтобы обмен прошел полностью, так как сигналы групп с подвижным водородом ( гидроксильной, карбоксильной, аминогруппы) сливаются с сигналом воды. [24]
В предельном случае имеется только одно значение - нуль. При этом интеграл определяется с большой неточностью. Определенные трудности возникают тогда, когда одновременно необходимо проинтегрировать очень слабый и очень сильный сигналы. В этом случае максимальное усиление входного сигнала определяется динамической областью АЦП. В фурье-спектроскопии полный сигнал должен быть зарегистрирован без искажений, так как каждая точка, содержащаяся в спаде свободной индукции, может оказывать влияние на весь спектр. Таким образом, даже самый большой сигнал должен попадать в область значений АЦП. Для современных спектрометров с высоким значением статического магнитного поля и соответственно высоким значением рабочей частоты, как правило, используются 12 - и 16-разрядные АЦП, т.е. наибольший сигнал может превышать не более чем в 4096 2 раз и соответственно не более чем в 655362 раз наименьший сигнал для того, чтобы можно было зарегистрировать эти сигналы одновременно. Несмотря на то что приведенные величины весьма велики, такая ситуация встречается на практике нередно. Если, например, нужно зарегистрировать спектр вещества миллимолярной концентрации в воде, то сигнал воды примерно в 1 10000 раз интенсивнее сигнала вещества. [25]