Одномерной спектр
Cтраница 3
Результаты преобразования как по методу Яи8Н, так н по методу ТРР1, аналогичны привычным одномерным спектрам. Так, преобразование по 2 имеет реальную н мнимую части, которые после подходящей фазовой коррекции соответствуют компонентам поглощения и дисперсии сигнала. [31]
Простой подход состоит в том, чтобы изучить одиночные сечения преобразованного спектра и определить, какая нм требуется фазовая коррекция, а после этого использовать ее для всего спектра. Однако при этом возникают некоторые практические осложнения, с которыми мы не сталкиваемся при фазировании одномерного спектра. Сеченне спектра СО8У параллельно оси V2, проходящее через диагональный пик, будет содержать собственно этот диагональный пик н соответствующие ему кросс-пики. При этом обычно имеется всего лишь один или два кросс-пика, которые к тому же далеко не всегда расположены удобно для настройки двух фазовых параметров. Другими словами, для того чтобы быть уверенным в правильности настройки фазы, нам бы хотелось, чтобы весь спектр был заполнен сигналами, но в сечениях эксперимента СО8У это бывает редко. Проблема осложняется еще и тем обстоятельством, что, как мы вскоре увидим, диагональные н кросс-пнкн смещены по фазе на 90, к тому же пары кросс-пиков могут оказаться противофазными. [32]
 |
Сильнопольная часть спектра, приведенного на Попытайтесь сделать отнесение сигналов другого кольца, не обращаясь к - Стартовой точкой может быть любой из помеченных на рисунке протонов Н2. [33] |
Это происходит из-за того, что положение кросс-пнка определяется двумя химическими сдвигами, и вероятность их полного совпадения соответственно падает. Случайно оказалось так, что в данном спектре мы можем идентифицировать мультиплеты, соответствующие каждому протону, путем тщательного изучения растяжек одномерного спектра. Если бы спектр был настолько сложен, что этого уже нельзя было сделать, то вместо идентификации сигналов по одномерному спектру нам часто приходилось бы ставить перед собой лишь задачу идентификации кросс-пиков. [34]
Время, необходимое для регистрации данных, выступает в роли значительно более важного ограничивающего фактора, особенно если полагать, что скорость переработки информации является основным преимуществом методов фурье-спектроскопии. Причина того, что регистрация выбранного в качестве примера эксперимента потребует 17 дней, заключается в неправильной формулировке проблемы: мы просто перенесли на двумерный случай те идеи, которые были нормальными для одномерного спектра. [35]
Как правило, информация, полученная с помощью эксперимента COSY, может быть получена и с помощью метода SECSY ( spin-echo correlated spectroscopy), в котором сбор данных задерживается по сравнению с методом COSY на величину ti: в эксперименте используется импульсная последовательность 90 - ti - 90 - ti - сбор данных. Одномерному спектру соответствует спектр, расположенный на средней линии. Кросс-пики располагаются на наклонных прямых, расположенных под углом 135 по отношению к средней линии. Так как при использовании метода SECSY не удается получить спектры с кросс-пиками, фаза которых соответствует фазе поглощения, то спектроскопия SECSY применяется в том случае, когда объем памяти для накопления данных в экспериментах COSY недостаточен. [36]
Улучшение за счет дополнения нулями оказывается лишь косметическим, поскольку никакой дополнительной информации в спектре не прибавляется. При работе с одномерным спектром обычно применяют дополнение нулями в сочетании со специальными приемами увеличения разрешения для улучшения вида сложных мультиплетов ( см. разд. В двумерных экспериментах, где время регистрации иногда бывает слишком коротким, дополнение нулями часто с успехом используется для улучшения вида спектра по крайней мере по одной из координат. Несколько подробнее этот вопрос обсуждается в гл. [37]
Как следствие этого, в некоторых случаях возникают большие массивы данных. Для квадрупольных ядер времена релаксации не должны быть настолько короткими, чтобы совсем исчезло спин-спнновое взаимодействие. Однако константы, хотя бы частично разрешенные в одномерном спектре, могут все-таки приводить к появлению кросс-пиков. [38]
Он имеет ту же природу, что и шум в одномерном спектре, и в эксперименте СО8У при наблюдении протонов становится значимым лишь при достаточно слабых сигналах в спектре. Представим, например, что произойдет, если импульсы, используемые для возбуждения сигнала, были ие всегда одинаковыми по длительности или интеисивности. [39]
Если химический обмен достаточно быстрый, так что он уже заметно влияет на форму линий, то 2М - спектры в соответствии с (9.3.12) уширяются за счет обмена, коллапсируют, а затем, по мере увеличения скорости обмена, усредненные благодаря обмену сигналы сужаются. На рис. 9.8.1 показано такое изменение экспериментальных спектров. Форма линий в двумерном спектре меняется так же, как и в одномерном спектре. [40]
Хотя массив данных может иметь большой объем, нужно всего лишь, чтобы было место для его хранения, так как его обработка, как правило, не вызывает серьезных проблем, поскольку можно не выполнять полное двумерное преобразование. Вместо этого достаточно преобразовать только по координате У2 и затем для преобразования по V. Эти сечення могут быть дополнены нулями и преобразованы с большим числом точек как обычные одномерные спектры. [41]
Это происходит из-за того, что положение кросс-пнка определяется двумя химическими сдвигами, и вероятность их полного совпадения соответственно падает. Случайно оказалось так, что в данном спектре мы можем идентифицировать мультиплеты, соответствующие каждому протону, путем тщательного изучения растяжек одномерного спектра. Если бы спектр был настолько сложен, что этого уже нельзя было сделать, то вместо идентификации сигналов по одномерному спектру нам часто приходилось бы ставить перед собой лишь задачу идентификации кросс-пиков. [42]
Начальной точкой для наших рассуждений должно быть введение в методы Фурье ( гл. Несмотря на то что они широко используются уже много лет, химики все еще имеют слабое представление об их достоинствах и ограничениях. Еще недавно можно было мириться с этой ситуацией, хотя она уже была далека от идеальной, поскольку в простых рутинных одномерных спектрах мы редко встречаемся с ограничениями метода Фурье. Но положение в корне меняется для двумерных экспериментов, которые описаны в гл. Велико искушение пренебречь техническими аспектами спектроскопии ЯМР, особенно когда кажется, что математический смысл их не вполне ясен. Но в этом случае нужно себя перебороть. [43]
Убедившись в том, что оба кольца предполагаемой структуры согласуются со спектром, нам остается определить лишь место сочленения колец. Одномерный спектр не содержит каких-либо конкретных указаний на это, но замечательное свойство эксперимента СО5У состоит в том, что он позволяет нам непосредственно определить место сочленения. Это связано с возможностью регистрировать кросс-пики, вызываемые малыми константами, которые меньше наблюдаемой ширины линии и вследствие этого не проявляются в одномерном спектре. В протонном спектре константы через четыре н пять связен часто попадают в диапазон от 0 1 до 0 5 Гц. Хорошо известно, что геометрические факторы могут сделать эти константы значительно большими по величине, как, например, при расположении протонов по правилу У. Для того чтобы зарегистрировать кросс-пики, сопряженные с малыми константами, необходимо выполнить некоторые условия. Это будет обсуждаться ниже в разд. На рис. 8.13 для того же диапазона, что н на рис. 8.11, приведен спектр СО8У, оптимизированный для регистрации дальних констант. Теперь ано-мернын протон Н имеет большое число кросс-пнков с другими протонами глюкозного кольца. Но весьма важно то, что он также имеет кросс-пик с протоном Н4 другого кольца ( отмечен стрелкой на рнс. Он появляется благодаря существованию неразрешенной в спектре константы через четыре связи между этими протонами н однозначно указывает на место сочленения колец. [44]
Осложнения, вызываемые неправильным использованием взвешивающих функций, проявляются в большей степени при использовании магнитудного представления нз-за того, что при этом возникает необходимость сильного улучшения разрешения. Поскольку этот вопрос уже обсуждался ранее, я лишь еще раз укажу, что это, по-видимому, является наиболее общей причиной потери кросс-пика. Ядра, участвующие в химическом обмене ( протоны N1 - 1 или ОН), вероятнее всего, могут попасть в ловушку такого типа. Подобные сигналы и в одномерных спектрах часто не обнаруживают констант. Для фазочувствительных спектров подбор параметров функции окна производится таким же образом, как н в одномерных спектрах, в зависимости от того, требуется ли улучшить отношение сигнал / шум или разрешение. Однако при этом больше внимания следует обращать иа процедуру аподизации. Это необходимо нз-за того, что ССИ с большой вероятностью обрезан ( особенно по V. [45]
Страницы: 1 2 3 4