Ядерный магнитный резонанс и применение его в целях анализа

Метод ядерного магнитного резонанса (ЯМР), получивший широкое применение, в частности, для определения строения некоторых видов органических молекул, основан на исиользовании различия магнитных свойств атомных ядер. Так, спин ядра в атомах С, равен нулю, в атомах Н, ои равен половине, а в атомах Ы, — единице . Метод ЯМР дает возможность определять строение молекул некоторых органических соединений, подвижность частиц в кристаллах в разных условиях. Он все шире применяется при изучении кинетики и механизма химических реакций, состоятя веществ в растворах, процессов протонного обмена между молекулами в растворах, для анализа сложных смесей продуктов реакций и для других целей. [c.90]

Ядерный магнитный резонанс. Все рассмотренные нами до сих пор методы атомного и молекулярного спектрального анализа относились к оптическим областям спектра. Но оказалось, что и в радиоволновой области в определенных условиях можно получать ценные сведения о структуре химических, особенно органических, соединений. Метод ядерного магнитного резонанса, первые практические применения которого имеют всего 10 — 15-летнюю давность, стал в настоящее время одним из основных методов установления структуры органических соединений. Одновременно быстро увеличивается круг его применения для целей качественного и количественного анализа, особенно в случае сложных задач, когда применение других методов мало эффективно. Уже в настоящее время в ряде производств сложных органических соединений в химико-фармацевтической промышленности и производстве красителей для цветных фотоматериалов ход производства и качество готовой продукции контролируется методом ядерного магнитного резонанса. Несомненно, что и в ближайшем будущем применение этого метода в аналитических целях будет стремительно расти. [c.342]

Поглощение излучения растворами, содержащими макромолекулы или низкомолекулярные растворенные вещества, можно исследовать в трех участках электромагнитного спектра, соответствующих различным типам поглощения излучаемой энергии системой. В области видимого и ультрафиолетового (УФ) света излучение вызывает возбуждение электронов. Органические молекулы поглощают видимый свет лишь в том случае, если они содержат большие резонирующие системы, а макромолекулы этого типа в растворе не изучались. Однако в некоторых случаях сильное поглощение видимого света обусловлено образованием комплексов ионов переходных металлов с макромолекулами, как, например, при исследовании гемоглобина и других белков, содержащих железо-порфириновый комплекс, связанный с макромолекулой [488]. Узко специфические проблемы, касающиеся спектроскопии таких материалов, рассматриваться не будут, и наше обсуждение будет ограничено применением УФ-спектроскопии, которая находит широкое применение при исследовании макромолекул. Спектральное поглощение в инфракрасной (ПК) области возникает в результате переходов между вращательными и колебательными уровнями. Как УФ-, так и ИК-спектроско-пия являются мощными средствами анализа полимеров. В качестве примера можно привести использование УФ-спектров для анализа сополимеров стирола или винилпиридина с неароматическими сомономерами, а также применение ИК-снектроскопии для исследования 1,А-цис-, 1,А-транс- или 1,2-присоединения в полибутадиене. Такой анализ основан на предположении, что вклады, вносимые мономерными остатками в измеряемую оптическую плотность, аддитивны. Для большого числа случаев это предполон<ение, но-видимому, является очень хорошим приближением. Однако следует заметить, что такие спектроскопические исследования в целом не зависят от растворимости образца и поэтому выходят за рамки нашего обсуждения, предметом которого УФ- и ИК-спектры являются лишь постольку, поскольку они специфически характеризуют растворенные молекулы. Совершенно иным является положение для поглощения в радиочастотной области, вызванного квантованными переходами в ориентации магнитных моментов некоторых атомных ядер во внешнем магнитном ноле. Разрешение, достигаемое нри исс. те-довании методом ядерного магнитного резонанса (ЯМР), значительно выше для жидких образцов, чем для твердых. Следовательно, изучение спектров ЯМР растворов макромолекул необходимо для выяснения таких данных о полимере, которые нельзя получить для твердых образцов. [c.172]

Целью этой главы является рассмотрение областей применения пектров ядерного магнитного резонанса (ЯМР) для структурных ш стереохимических исследований природных соединений. Общая теория ЯМР и применяемая аппаратура подробно описываются в обзорах [70, 746, 81, 124] поэтому здесь эти вопросы будут затронуты только в самых общих чертах для того, чтобы ознакомить читателя с используемой терминологией. В соответствующих разделах читатель найдет более детальную теоретическую трактовку ряда специальных проблем. Здесь подробно изложены вопросы, касающиеся самих объектов исследования и анализа спектров, причем особое внимание обращено на эмпирическую корреляцию между данными ЯМР и молекулярной структурой, поскольку для химика-органика, работающего в области исследования природных соединений, метод ЯМР представляет собой по существу еще один спектроскопический метод, с помощью которого можно получить информацию о числе и пространственном расположении атомов некоторых элементов в сложных молекулах. [c.204]

Особое внимание уделено спектроскопии ядерного магнитного резонанса, несмотря на то что этот метод нашел широкое применение только в последние десять лет. Причина этого заключается в легкости интерпретации и предсказаний, основывающихся на спектрах ЯМР и на большей в целом пригодности данного метода для характеристики веи еств, открытия примесей и анализа простых смесей органических соединений по сравнению с другими разновидностями спектров. [c.33]

Эти вспомогательные методы (методы-спутники в газовой хроматографии) сами по себе хорошо известны в химии и физике. Инфракрасная спектроскопия, масс-спектрометрия, спектроскопия ядерного магнитного резонанса и тонкослойная хроматография — детально разработанные методы анализа существует обширная литература, в которой подробно обсуждаются их различные аспекты. Подобным образом пиролиз, гидрирование, окисление и многие каталитические процессы, составляющие основу реакционной газовой хроматографии, уже сотни лет широко применяются в органической химии, а учение о химических каталитических реакциях даже является самостоятельной дисциплиной. В наши намерения не входит подробное обсуждение основ каждого метода. Цель написания этой книги в том, чтобы дать обзор всей имеющейся информации о комбинированном применении названных методов с газовой хроматографией, а главное, чтобы рассмотреть различные стороны такой объединенной системы, обсудить ее за и против , описать наиболее важные конструкции приборов и выяснить, какую информацию можно получить при их использовании. Снова следует подчеркнуть, что мы не собираемся учить газовой хрома- [c.7]

Ядерный магнитный резонанс и применение его в целях анализа [c.369]

За последние годы много сведений о строении неорганических комплексов получено благодаря применению методов рентгеноструктурного анализа, измерения магнитной проницаемости, ядерного магнитного резонанса (ЯМР), мёссбауэровской спектроскопии и т. д. Полученные данные о структуре комплексов соотнесены с данными об их химических свойствах с целью создания обоснованной теории в этой области химии. [c.475]

С. Сиггиа, рассмотрено применение для указанных целей следующих современных методов абсорбционной спектрофотометрии (автор Дж. Г. Ханна), газовой хроматографии (авторы Ж. Бероза и М. Н. Инской), электрохимии (автор А. Ф. Крайвис), радиохимии (автор Д. Кэмпбелл), ядерного магнитного резонанса (автор Г. Агахигиан). Глава, посвященная методам автоматического анализа в жидкой фазе, написана Р. А. Хофштадером и У. К. Роббинсом. Все эти методы представляют практический интерес и взаимно дополняют друг друга при проведении функционального анализа органических соединений. Вполне оправдано и функциональное построение книги описание методик сгруппировано не по методам, а по отдельным функциональным группам. [c.6]

Основные задачи выделение в индивидуальном состоя -нии изучаемых соединений с помощью кристаллизации, перегонки, различных видов хроматографии, электрофореза, ультрафильтра-цни, ультрацентрнфугирования, противоточного распределения и т. п. установление структуры, включая пространственное строение, на основе подходов органической и физико-органической химии с применением масс-спектрометрии, различных видов оптической спектроскопии (ИК, УФ, лазерной и др.), рентгеноструктурного анализа, ядерного магнитного резонанса, электронного парамагнитного резонанса, дисперсии оптического вращения и кругового дихроизма, методов быстрой кинетики и т. п. в сочетании с расчетами на ЭВМ химический синтез и химическая модификация изучаемых соединений, включая полный синтез, синтез аналогов и производных,— с целью подтверждения структуры, выяснения связи строения и биологической функции, получения практически ценных препаратов биологическое тестирование полученных соединений in vilro и in vivo. [c.11]

Материал, относящийся к спектроскопии, помещен в главе 2 и частично в других главах он может быть использован или опущен по усмотрению преподавателя. Мы считаем, что можно вообще опустить весь этот раздел, если это покажется преподавателю более удобным, за исключением, может быть, последней части главы 28, посвященной современным успехам органической фотохимии. Если спектроскопия включается в изучаемый материал, то студенту должно быть ясно, что ему вовсе нет необходимости прорабатывать сразу весь материал главы 2. Будет лучше, если он разовьет свое понимание спектральных методов и затем сможет их использовать, возвращаясь к этой главе за справками и с целью более глубокого усвоения материала, по мере того как при знакомстве с новыми классами соединений будут появляться новые возможности применения этих методов. Мы широко использовали в изложении данные спектроскопии ядерного магнитного резонанса возможно, в этом слишком сильно сказалось влияние наших собственных научных интересов. Тем не менее нам кажется, что вряд ли следует отнести это к недостаткам, поскольку для качественного анализа ЯМР-снектро-скония приносит обычно больше пользы, чем ИК-спектроскопия она имеет еще и то преимущество, что ее гораздо легче понять. [c.11]

В предлагаемой вниманию читателей книге Инструментальные методы анализа функциональных групп органических соединений , написанной группой ведущих специалистов под редакцией известного ученого в области аналитической химии профессора С. Сиггиа, рассмотрено применение для указанных целей следующих современных методов абсорбционной спектрофотометрии (автор Дж. Г. Ханна), газовой хроматографии (авторы М. Бероза и М. Н. Ииской), электрохимии (автор А. Ф. Крайние), радиохимии (автор Д. Кэмпбелл), ядерного магнитного резонанса (автор Г. Агахигиан). Глава, посвященная методам автоматического анализа в жидкой фазе, написана Р. А. Хофштадером и У. К. Роббинсом. Все эти методы представляют практический интерес и взаимно дополняют друг друга при проведении функционального анализа органических соединений. Вполне оправдано и функциональное построение книги описание методик сгруппировано не по методам, а по отдельным функциональным группам. [c.6]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология