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Service RMN – Laboratoire de Chimie de Coordination - CNRS Page 1

P P P e e e t t t i i i t t t G G G u u u i i i d d d e e e p p p r r r a a a t t t i i i q q q u u u e e e p p p o o o u u u r r r l l l ’ ’ ’ a a a c c c q q q u u u i i i s s s i i i t t t i i i o o o n n n d d d e es e s s d d d o on o n n n n n é ée é e es s s d d d e e e s s sp p p e ec e c c t tr t r ro o os s sc c co o op p p i ie i e e R R R M M M N N N

S S S e e e r r r v v v i i i c c c e e e R R R M M M N N N d d d u u u L L L a a a b b b o o o r r r a a a t t t o o o i i i r r r e e e d d d e e e C C C h h h i i i m m m i i i e e e d d d e e e C C C o oo o o or r rd d d i in i n n a a a t ti t i io o on n n

I. Consignes de sécurité

Un spectromètre RMN contient plus d’une centaine de litres d’Hélium liquide (T = -269°C) et d’azote liquide (T = -196°C). Il génère également un champ magnétique plus de 100 000 fois supérieur au champ magnétique terrestre à l’intérieur de l’aimant et varie de manière exponentielle lorsqu’on approche de l’aimant.

Ces caractéristiques font qu’un certain nombre de précautions sont à prendre avant d’approcher un spectromètre RMN :

 Les personnes équipées d’un appareil d’assistance médicale («pacemaker», pompe à insuline, prothèses métalliques, prothèse auditive…) ne doivent pas pénétrer dans les salles des spectromètres RMN.

 Les objets métalliques doivent être maintenus loin du spectromètre (clés, pièces de monnaies, agrafes, trombones, spatules, ...).

 Ne pas s’appuyer sur l’aimant ou secouer celui-ci.

 Ne pas approcher des spectromètres, les cartes magnétiques et les appareils à puce électronique. Attention aux montres à aiguille, téléphones portables…

Service RMN – Laboratoire de Chimie de Coordination - CNRS Page 2 Un événement rare peut se produire. Si la

bobine supraconductrice de l’aimant devient résistive (« Quench »), l’hélium contenu dans l’aimant se trouvera immédiatement éjecté (en moins d’une minute). L’air de la pièce sera alors rapidement remplacé par de l’hélium gaz. Ceci peut se produire notamment si l’étanchéité du vide du spectromètre venait à être brisée (projection d’une pièce magnétique sur l’aimant, secousse trop importante de l’aimant…).

 En cas de sifflement, de brouillard ou de présence de givre au niveau du cryostat, vous devez immédiatement sortir en faisant évacuer la salle (risque de brûlure et d’asphyxie), puis prévenir le service RMN.

Les salles du sous-sol du LCC sont équipées de détecteurs d’oxygène. Quittez immédiatement la salle si l’alarme se met en route. Prévenir le service RMN.

Pour la sécurité des utilisateurs, toute « chimie » (même ne serait ce que l’ajout d’un produit dans un tube) est interdite dans les salles RMN.

En cas de casse de tube RMN au sol ou sur un bureau, nettoyer, évacuer les déchets et informer le service RMN.

Dans tous les autres cas de casse (Passeur, caleur, clavier, rotor, cryostat, console,…) signaler l’appareil comme Hors Service, remplir une fiche d’incident et prévenir immédiatement le service RMN.

Les personnes non autorisées à manipuler les spectromètres RMN ne peuvent accéder aux salles RMN qu’en présence d’une personne autorisée.

II. Règles d’utilisation des Appareils

Le bon fonctionnement en libre service des spectromètres RMN nécessite un effort permanent de la part de tous les utilisateurs. Ceci permet de limiter le nombre d’incidents qui conduisent aux arrêts plus ou moins prolongés des appareils.

1) Accès aux spectromètres RMN

- Seules les personnes ayant reçu la formation adéquate dispensée par le service RMN sont autorisées à manipuler les appareils et à introduire les échantillons.

- Avant toute utilisation, une inscription sur le planning de réservation est obligatoire.

- Toute anomalie de fonctionnement (message d’erreur ou panne) doit être signalée au service RMN. En dehors des heures de présence, une « fiche de panne» détaillant le problème doit être glissée sous la porte du bureau du service

Service RMN – Laboratoire de Chimie de Coordination - CNRS Page 3 RMN (salle 033 du bâtiment RMN). Veiller à signaler aux opérateurs suivants le disfonctionnement, en déposant une note d’avertissement sur le clavier de

l’appareil.

- Tout manque de fournitures (papier, « kimwipes »…) doit être signalée au service RMN.

- Il est strictement interdit de porter des blouses de laboratoires et des gants de protection dans les salles RMN (NS 48-07- LCC).

2) Accès aux spectromètres hauts.

Dans les salles équipées d’estrades ou de marche pieds afin de faciliter l’accès aux spectromètres, soyez prudent. Une perte d’équilibre ou une chute sur l’aimant pourrait avoir de lourdes conséquences.

3) Tubes RMN

Une attention particulière doit être portée aux tubes RMN :

- Seuls les tubes haute-résolution vendus au magasin du LCC sont autorisés - Les tubes RMN de doivent pas être chauffés (étuve, sèche cheveux, décapeur

thermique, …) ; cela évite d’avoir des tubes qui ne tiennent pas correctement dans les rotors et qui peuvent rayer les verreries des têtes de mesure.

- Les tubes ébréchés ou trop courts sont proscrits.

- L’usage du « parafilm » est strictement interdit.

- Ne pas écrire sur les tubes.

- Les tubes pressurisables ne sont autorisés que sur l’av400liquide après formation du manipulateur.

- dés qu’un tube ne tient pas bien ou force dans un rotor le problème doit être signalé au service RMN pour déterminer si le problème vient du rotor ou du tube.

- Il est strictement interdit de forcer ou de resserrer le système de maintien des tubes dans les rotors.

4) Mise en place de l’échantillon

Lors de la mise en place de l’échantillon dans le spectromètre RMN :

- Bien nettoyer la paroi extérieure du tube avant et après mise en place du rotor - Vous devez vérifier la position de la jauge et bien régler la profondeur de

l’échantillon.

- Attendre que l’automatisme vous informe que vous pouvez introduire le tube.

- Vérifier la température de la zone de mesure (si différente de 298 K : prévenir le service RMN).

- Attendre que le souffle du « lift » soit bien stable avant d’introduire l’échantillon.

- Remettre le bouchon en place sur le cryostat (protection contre les poussières).

- Lorsque vous quittez la salle RMN, remettre impérativement le bouchon en place sur le cryostat (protection contre les poussières, et les risque d’inondations dans les salles du sous sol).

Service RMN – Laboratoire de Chimie de Coordination - CNRS Page 4 5) Station de travail informatique

Concernant l’utilisation des stations de travail informatique :

- Il est strictement interdit de toucher aux boutons situés sur l’unité centrale des spectromètres ou des stations de calcul. Ce sont des systèmes serveurs interconnectés ; l’usage de ces boutons sur l’un d’entre eux peut avoir des conséquences désastreuses :

o Perte du système d’exploitation et obligation d’effectuer une réinstallation complète (plusieurs jours d’immobilisation).

o Perte définitive des données RMN

o Blocage des systèmes de transfert vers les serveurs

o Blocage de l’acquisition des spectromètres reliés à ces stations.

- Il est strictement interdit de connecter un périphérique de sauvegarde (clé USB,..) sur l’unité centrale des spectromètres ou des stations de calcul. Les données sont transférées automatiquement sur le serveur RMN et sont conservées pendant 3 mois. Pour la récupération de données plus anciennes, contacter le service RMN.

- Il est strictement interdit de connecter un ordinateur aux prises éthernets (RJ45) des salles RMN.

- Les ordinateurs du service RMN sont exclusivement réservés à la réservation du planning, au traitement des données RMN et à leur transfert. Tout autre usage (mail, web, …) est strictement interdit.

NB : En cas de blocage (« freeze ») de l’écran dû à la plupart du temps à un trop grand empressement de l’utilisateur, tenter de résoudre le problème en appuyant sur la

touche « Esc » du clavier. Le meilleur moyen pour ne pas bloquer le système est d’attendre que toutes les fenêtres soient ouvertes avant de cliquer, le fait de vouloir

« aller plus vite que l’ordinateur » risquant de vous faire perdre, ainsi qu’à vos collègues, un temps important.

6) Tubes pressurisables

Pour l’utilisation des tubes pressurisables en RMN Libre Service, il faut : - avoir obtenu l’autorisation du Service RMN,

- respecter les consignes générales de sécurité concernant la manipulation de ce type de tube,

- pression maximum 3 bar pour les tubes certifiés à 14 bar,

- seule l’utilisation à 298 K (température ambiante) est autorisée en libre service, - les expériences doivent être réalisées uniquement sur l’AV400LIQ,

- seules les personnes habilitées peuvent introduire et éjecter un tube pressurisable en salle RMN et doivent laisser leurs coordonnées dès qu’elles quittent la salle RMN,

- les échantillons en tubes pressurisables sont sous la responsabilité de la personne autorisée et ne doivent donc pas être laissés sur les tables ou bureaux de la Salle RMN sans protection ni signalisation adéquate.

- un panneau prévu à cet effet doit être posé sur le clavier de « Commande du Lift » durant les expériences avec tubes pressurisables.

Service RMN – Laboratoire de Chimie de Coordination - CNRS Page 5 Toute personne trouvant ce panneau doit contacter le propriétaire de l’échantillon ou à défaut le Service RMN. En l’absence de signalisation, toute personne trouvant un tube pressurisable dans l’appareil ne doit pas le manipuler et doit contacter le propriétaire de l’échantillon ou à défaut le Service RMN.

III. Acquisition des données RMN

1. Echantillon

La préparation de l’échantillon est très importante pour la qualité des données :

• Qualité du tube. Eviter de mettre les tubes à l’étuve (déformation)

• Propreté du tube (impuretés) ; nettoyer les parois.

• Choix du solvant deutéré (bonne dissolution du produit + propriétés physiques)

• Concentration du produit (idéale entre 10 et 50 mM)

• Hauteur de l’échantillon dans le tube (optimale : 600l de solvant, 4 cm environ).

• Eviter la présence d’émulsions ou de précipités (inhomogénéité du champ magnétique) : filtrage de la solution si possible.

• Pour certaines expériences, la présence d'oxygène dissout (espèce paramagnétique) peut-être gênante : Bullage de N₂ ou Argon, ou plusieurs cycles de congélation + tirage sous vide.

2. Réglages importants

- Température

Sur les spectromètres sur lesquels il est possible de faire des expériences à différentes températures (VTP), vérifier la température avant l’introduction de l’échantillon (fenêtre EDTE). Si la température est différente de 298K, vérifier la puissance de chauffe (en général 3 %) et la présence d’air comprimé. Si vous avez un doute prévenir le service RMN.

Si vous souhaitez travailler à une autre température que celle indiquée (autorisation nécessaire), modifiez celle-ci en tenant compte des propriétés physiques de votre solvant deutéré et de vos produits.

- Mise en place de l’échantillon

Introduire le tube dans le spinner en utilisant le caleur. Pour les expériences à haute et à basse température, utiliser le spinner en céramique. Attention celui-ci coute très cher (+ de 500 €) et est très fragile (il casse comme du verre).

Si le volume de l’échantillon dans le tube est trop faible, la qualité du spectre sera fortement dégradée.

Utiliser la touche « lift » pour faire descendre ou monter l’échantillon. Attendre que le souffle du « lift » soit bien stable avant d’introduire l’échantillon.

Service RMN – Laboratoire de Chimie de Coordination - CNRS Page 6 - Lock

Quand l’échantillon est en place dans le spectromètre, lancer le « LOCK » en sélectionnant le solvant utilisé.

Attention pour des solvants ayant plusieurs signaux de LOCK (THF, DMF, TOLUENE,..), vérifier que

l’appareil a bien mis le signal le plus à droite au centre de la fenêtre en cliquant sur « LOCK ON/OFF». Si ce n’est pas le cas, recentrer celui-ci en cliquant sur la touche « FIELD » et en utilisant l’encodeur. Attention a ce que la touche « FINE » soit enclenchée. Il est également parfois nécessaire de corriger la phase du signal avec la touche « LOCK PHASE ». Le lock permet de corriger l’induction magnétique

(référençage automatique) et de conserver une induction magnétique constante au cours de l’expérience RMN.

- Shims

Les « shims » permettent d’améliorer l’homogénéité spatiale du champ magnétique, et donc la résolution du spectre RMN. Les « shims » dépendent de la hauteur de

l’échantillon dans le tube RMN et de la présence ou non de précipité ou d’émulsion.

Les « shims » sont réglés automatiquement pas le spectromètre. Il est possible de régler manuellement les « shims » si nécessaire (principalement les « shims» Z, Z2, X et Y).

Effet de l’inhomogénéité du champ magnétique

Service RMN – Laboratoire de Chimie de Coordination - CNRS Page 7 - Tuning et matching

Le tuning et matching sont des réglages importants (« wobb ») qui permettent d’obtenir les résultats optimaux en termes de rapport signal sur bruit. Ils permettent également de réduire la quantité de puissance réfléchie (protection de l’électronique de l’appareil).

Sur les spectromètres DPX300 et AV400 avec passeur, le réglage se fait

automatiquement. Sur l’AV300 et AV400 du bâtiment RMN, il faut régler le « tune » et le « match » de façon manuelle. On règle le signal de façon à ce que le centre de la courbe soit le plus proche possible de la ligne de base et centré sur le trait vertical bleu.

On retrouve les mêmes indications sur la boîte de préamplis se trouvant à coté du spectromètre. Il faut dans ce cas régler le « tune » et le « match » de façon à ce que toutes les lumières soient vertes. Le « tune » et le « match » interagissent entre eux.

Le réglage est à faire sur tous les noyaux utilisés dans l’expérience. Dans le cas d’expériences hétéronucléaires 1D ou 2D (¹H_X, ¹H découplé X, X découplé ¹H) ou lors d’une série d’expériences où l’on observe successivement ¹H et X, le spectromètre se mettra automatiquement en position d’accord du noyau X en premier.

Si la courbe de « wobb » n’est pas visible à l’écran, vous pouvez augmenter la largeur du « wobb » à 10 MHz afin de recentrer la courbe puis revenir à 4 MHz pour un réglage fin.

Service RMN – Laboratoire de Chimie de Coordination - CNRS Page 8 3. Expérience RMN 1D impulsionnelle

Les seuls paramètres pouvant être modifiés en libre service sont le temps d’acquisition aq (ou TD) et le délai de relaxation d1.

a) Fenêtre spectrale (réglages de O1 et SW)

Attention de prendre une fenêtre suffisamment grande. Les pics en dehors de la fenêtre spectrale ne pourront être observés (filtrage digital).

Exemples :

SFO₁=500.33 MHz pour ¹H, B₀ = 11,7 T O₁= 2065 Hz

SW = 5040 Hz SR = 0 Hz

SW O₁

Service RMN – Laboratoire de Chimie de Coordination - CNRS Page 9 b) Echantillonage (Réglages de AQ et TD)

AQ et TD sont directement corrélés :

Il est donc conseiller de prendre de la marge dans le choix du SW.

DW = 1 / (2 * SW) AQ = TD x DW

TD : nombre de points enregistrés Résolution digitale = SW/TD DW

Pic replié

Avec filtrage digital (nouveaux spectromètres)

Sans filtrage digital

Les pics en dehors de la fenêtre spectrale peuvent être en

repliement. L’utilisation d ’un filtre digital supprime les repliements.

Pic replié

Service RMN – Laboratoire de Chimie de Coordination - CNRS Page 10 c) Impulsion Radiofréquence (Non réglable)

Les fenêtres d’excitation ont une largeur fixée par la durée de l’impulsion RF. Pour des noyaux avec une grande fenêtre spectrale (ex. ³¹P ou ¹⁹F), les pics aux extrémités de la fenêtre peuvent être plus ou moins atténués.

d) Gain du récepteur (réglage automatique rga)

Impulsion RF Profile d’excitation

Dt = 500 s Dt = 7 s Dt =7 us

Profile d’excitation constant 1/4 Dt = 35714 Hz

Excitation nulle pour 1/Dt = 142857 Hz

Gamme d’excitation

réduite ^{Non excité}

Intensités réduites

Optimisation du gain du récepteur

Analogique Digital

Gain trop fort

Gain trop faible

Résolution dynamiquedes convertisseurs actuels : 16 bits (amplitude des signaux codé par un chiffre compris entre 2¹⁵-1 avec 1 bit réservé pour le signe). Gain de l’amplificateur RG réglé pour que l’amplitude du plus grand pic ait la conversion numérique la plus grande.

Service RMN – Laboratoire de Chimie de Coordination - CNRS Page 11 e) Optimisation du temps de relaxation (réglage D1)

Le délai de relaxation optimale pour une expérience RMN dépend de l’angle de basculement de l’aimantation (par défaut 60° en libre service, non réglable) et du temps de relaxation des noyaux

étudiés. Le délai relaxation optimal pour les noyaux ¹H, ¹⁹F,

31P et ¹³C sont généralement compris entre 1et 2s. Le délai pour le ¹¹B peut-être réduit à 0.5s.

D’autres noyaux comme le ²⁹Si nécessitent au contraire des temps plus longs.

Pour intégrer un spectre RMN, il faut que le temps de répétition soit supérieur à 5xT₁ du noyau relaxant le plus lentement (D₁ entre 15 et 30s pour le ¹H).

f) Nombre d’accumulations (réglage NS)

 Pour gagner un facteur 2 en S/B, il faut accumuler 4 fois plus longtemps.

Angle de Ernst : cos a= exp(-tR/T1)

Sensibilité

Angle de rotation suite à l’impulsion (en degré)

tR/T1

Optimisation du temps de répétition pour une impulsion à 90°

tR/T1

1,3 T1

Optimisation du temps de répétition (tR≈ temps d’acquisition + temps de relaxation) et de l’angle de basculement de l’aimantation

Service RMN – Laboratoire de Chimie de Coordination - CNRS Page 12 4. Expériences multi-impulsionelle

a) Découplage homonucléaire

On peut intensifier l’impulsion B₂ si nécessaire en diminuant son atténuation (dB).

b) Découplage hétéronucléaire

Irradiation sélective de faible puissanceB₂d’un noyau du spectre

•Effet de découplage uniquement sur les noyaux couplés au noyau irradié (simplification des éclatements)

•permet de déterminer des constantes de couplage

•Le noyau qui irradié est “saturé” pas de signal (La population des états aetbdu spin ont été égalisésM_z= 0)

N

O H

H H H

H

H H

H

H

O Les pics couplés au

pic irradié se simplifient.

Découplage sélectif avec une impulsion RF B2. Seul le pic irradié a été saturé et n’est plus observé.

Les spectres RMN ¹³C sont généralement enregistrés avec un découplage des

1H. Les signaux ¹³C sont éclatés par le couplage avec les ¹H (abondance naturelle de 99,98 %) :

oSimplification du spectre : les pics ¹³C apparaissent comme des singulets (sauf si il existe des couplages avec d’autres noyaux comme ³¹P).

oAmélioration du rapport signal sur bruit : toutes les raies de l’éclatement sont concentrés sur une seule raie.

CH CH₂

13C couplé ¹H

13C-{¹H}

Service RMN – Laboratoire de Chimie de Coordination - CNRS Page 13 - Intensité des signaux 13C

- Intégration des signaux 13C

4a

8a 5

8 6

7

3

2 4

O O

CH₃ 9 AcO

AcO

L’expérience ¹³C{¹H} ne permet de quantifier le nombre de carbones à partir de l’intégration de l’aire des signaux. Par exemple, les carbones quaternaires

présentent généralement une intensité beaucoup plus faible que les groupements CH, CH₂et CH₃.

La différence d’intensité des raies est due à :

la différence des T₁des carbones

l’existence d’un effet NOE (nuclear

Overhauser effect) entre les ¹H et les ¹³C lors du découplage.

13C-{¹H}

13C

1H

Découplage Effet NOE

Pas de découplage ¹H Découplage avec suppression du NOE

13C D1

1H Découplage

FID

13C-{¹H} inverse-gated ¹³C-{¹H} gated

13C D1

1H Découplage

FID Effet NOE

Découplage avec NOE

Intégration ¹³C Mesure des constantes ¹³C-¹H

Service RMN – Laboratoire de Chimie de Coordination - CNRS Page 14 - Agent de relaxation

c) Découplage hétéro-sélectif

Il est possible en utilisant des puissances plus faibles de faire des découplages sélectifs.

Pour réduire le temps de relaxation on peut ajouter un agent de relaxation paramagnétique (Ex. Chromium III acetylacetonate => Cr(acac)₃)

Délai de 1s, impulsion de 30^o sans Cr(acac)₃

Avec Cr(acac)₃

Service RMN – Laboratoire de Chimie de Coordination - CNRS Page 15 d) J-modulation

Le résultat peut dépendre de la constante de couplage réelle du couple CH. La valeur moyenne est généralement fixée à 145 Hz. Si un couple CH a une constante très différente de cette valeur (par ex. pour les alcynes J est généralement supérieur à 200 Hz), le pic correspondant peut-être dans le mauvais sens.

e) DEPT (135 uniquement, 45 et 90 non installés)

1 2

3 4

5

6

7 8

9,10

1

2 3 4

5 8 6

7

9 10

Edition spectrale des signaux ¹³C : expérience de J-modulation (Jmod)

changement de la phasedes signaux C et CH₂par rapport aux signaux CH et CH₃

 C et CH₂ positifs

CH et CH₃négatifs

13C D1

D

Jmod ¹³C-¹H

1H

D

D= 1/J_1H-13C

Découplage

90° 180°

Evolution différente de l’aimantation en fonction du nombre de protons couplés

L’expérience INEPT est très sensible aux variations des J_XH.

La meilleure séquence avec édition spectrale des ¹³C : expérience DEPT

D1

13C

1H ^{90 180 }

D D

D

D=1/2J_CH

D D

Découplage

La dernière impulsion ¹H peut variée :

 =45^o : CH, CH₂et CH₃sont positifs

 =90^o : seul les signaux CH sont observés

 =135^o: CH et CH₃sont positifs et CH₂ sont négatifs

On peut combiner les différentes expériences pour obtenir

uniquement des spectres des groupements CH, CH2 et CH₃



CH₂ CH CH₃

45 90 135 180

 + +

CH₃

 - +

CH₂

+ +

+ CH

135

90

45

Service RMN – Laboratoire de Chimie de Coordination - CNRS Page 16 Les carbones quaternaires ne sont pas observés dans cette expérience.

f) Suppression du pic de solvant

On peut augmenter la puissance d’irradiation (jusqu’à une certaine limite) si nécessaire.

Service RMN – Laboratoire de Chimie de Coordination - CNRS Page 17 5. Expérience à 2 dimensions homonucléaires

a) COSY

Corrélation ¹H-¹H à deux ou trois liaisons (généralement). Des corrélations à plus longue distance sont possibles si la valeur de couplage scalaire est suffisamment grande.

A1 & B1 sont couplés à A2 & B2

Pic symétrique A2 &

B2 couplé à A1 & B1 A6 couplé à A5

A6 couplé à A6’

COSY-90 COSY-45

La moitié des pics sont manquants dans l’expérience COSY-45 comparé à COSY-90

La diagonale est plus simple Permet une mesure plus facile des constantes de couplage et de distinguer les couplages géminaux

2J_HH(-12 to -14 Hz) des couplages vicinaux

3J_HH( 0 to 16 Hz) : inclinaison opposée

Variante COSY-45°

COSY45 : séquence de choix

- COSY90

Service RMN – Laboratoire de Chimie de Coordination - CNRS Page 18 b) TOCSY

c) NOESY

L‘intensité des corrélations dépend du temps de mélange (t_m) choisi. Les résultats optimaux sont obtenus avec t_m = T₁ (en moyenne 600ms). Pour quantifier l’effet NOE, il est nécessaire d’utiliser un temps plus court (moins de 300ms).

TOCSY : TOtal Correlation SpectroscopY

Des pics croisés apparaissent entre tous les membres d’un réseau de spins couplés(toutes les corrélations ne sont pas toujours observées).

Le transfert d’aimantation se produit lors d’une période de « spin-lock » multi- impulsion. Sa longueur détermine jusqu’à où le réseau de spins couplés sera sondé.

COSY TOCSY

Temps de mélange :

durée moyenne entre 20 et 100 ms D1

1H ⁹⁰

t_{1 Spin-Lock}

H6a-H6b : NOE fort 2Ǻ < d < 3Ǻ H3-H2b : NOE moyen

3Ǻ < d < 4Ǻ H3-H2a : NOE faible

4Ǻ < d < 5Ǻ

Service RMN – Laboratoire de Chimie de Coordination - CNRS Page 19 6. Expérience à 2 dimensions hétéronucléaires

a) J-résolu

b) HSQC/HMQC

Spectre ¹³C découplé

CH2 CH₃

C

C,CH Attribution du

type de carbone

On peut compter précisément le nombre de ¹³C

Corrélation entre les déplacements chimiques ¹³C et les constantes de couplages J_HC

1J_HC

Expérience de corrélation ¹H-¹³C par les couplages scalaires ¹J_HC d ¹H

d ¹³C (t₂) Excitation ¹H Détection ¹H

1H ¹H

13C

(t₁) HMQC HSQC

Expérience HMQC plus simple et plus robuste Meilleure résolution

pour HSQC : -Suppression des couplages J_HHdans la dimension F₁ - Pics en absorption pure pour HSQC - Pics en magnitude pour HMQC

C H

1J_HC

Couplage J_HC

supprimé en F₁et F₂

Service RMN – Laboratoire de Chimie de Coordination - CNRS Page 20 c) HMBC

IV. Traitement des données RMN

1. Correction de Phase

Expérience de corrélation ¹H-¹³C par les couplages scalaires ⁿJ_HC Corrélation HC à 2, 3 voir 4 liaisons. Attention si ⁿJ_HC = 0, il n’y a pas de corrélation. Les couplages JCH sont présents en F2 mais pas en F1.

d ¹H d ¹³C

(t₂) Excitation ¹H Détection ¹H

1H ¹H

13C (t₁)

HSQC HMBC

C H

1J_HC

C C

C H

3J_HC

1J_HC résiduel C C

H

2J_HC Expérience avec

filtrage des ¹J_HC

Service RMN – Laboratoire de Chimie de Coordination - CNRS Page 21 Spectre en absorption pure (expérience à 2 dimensions)

2. Fonction spectrale

 Fonction Gaussienne : ce traitement fausse les valeurs des intégrales.

Service RMN – Laboratoire de Chimie de Coordination - CNRS Page 22 3. Résolution spectrale

4. Correction ligne de base

Service RMN – Laboratoire de Chimie de Coordination - CNRS Page 23 5. Intégration

L’airedes signaux est proportionnelle à la concentration des atomes observés

HO-CH

-CH

2

3

Attention au traitement de la FID. Par exemple, la

multiplication par une fonction gaussienne modifie l’aire des pics et on perd donc la quantitativité.

Service RMN – Laboratoire de Chimie de Coordination - CNRS Page 24 6. Prédiction linéaire

7. Traitement des expériences à 2 dimensions

- Choix des fonctions spectrales. On utilise principalement des fonctions QSINE ou SINE avec le paramètre SSB pouvant être réglé à 2, 4 ou 0. La valeur 0 permet d’obtenir la meilleur résolution mais avec une atténuation des corrélations.

- SI=TD dans la dimension F2, on peut mettre SI=2 TD dans la dimension F1 (zero filling) ou faire de la prédiction linéaire.

- Transformation de Fourier des deux dimensions (XFB)

- Phasage pour les expériences « phasables » (TOCSY, NOESY, HSQC,…) - Correction ligne de base (abs2D)

Bibliographie

High resolution NMR techniques in organic chemistry T.H. Claridge (PERGAMON)

150 and more basic NMR experiments S. Braun, H.O. Kalinowski, S. Berger (VCH)

Choosing the Best Pulse Sequences, Acquisition Parameters, Postacquisition Processing Strategies, and Probes for Natural Product Structure Elucidation by NMR Spectroscopy W. F. Reynolds & R. G. Enríquez, J. Nat. Prod., 2002, 65, 221–244

RMN du ¹¹B

Pic parasite de la tête de mesure Spectre FT « classique »

Spectre FT après prédiction linéaire « backward »

Il est possible recalculer des points de mesure en fonction des points de rang inférieur (foward prediction) ou de rang supérieur (backward prediction) : d_n= a₁d_n-1+ a₂d_n-2+ … On peut utiliser la prédiction linéaire pour :

- supprimer des signaux parasites de la tête de mesure (pics larges) en recalculant les premiers points de la FID (backward prediction)

- Améliorer la résolution en allongeant la FID. Cette fonction est surtout utilisée pour améliorer la résolution de la dimension F1 des spectres à deux dimensions (foward prediction).