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Caracterización de moléculas pequeñas mediante RMN

RMN particulas pequeñas

Hay una variedad de técnicas espectroscópicas que darán información sobre la estructura de una molécula, entre ellas la resonancia magnética nuclear (RMN).

La espectroscopia de resonancia magnética nuclear (RMN) es una técnica poderosa para proporcionar información sobre los grupos funcionales, la columna vertebral molecular y el entorno químico de los núcleos en la molécula. Mientras que otras técnicas, como la espectroscopia infrarroja y Raman, pueden brindar información sobre los grupos funcionales y la estructura molecular, respectivamente; no pueden dar toda la información sobre la molécula y el entorno de los núcleos.

El principio de la RMN es que la frecuencia de resonancia de un núcleo está determinada por su relación giromagnética y la fuerza del campo magnético estático. Si este fuera el único factor que determina la resonancia, los núcleos del mismo tipo tendrían frecuencias idénticas. Sin embargo, la frecuencia de resonancia de un núcleo también depende sutilmente de su ubicación dentro de una molécula.

Depende más de la distribución de electrones en una molécula y el efecto de protección de los electrones circundantes. El blindaje es el resultado del campo magnético estático que induce el movimiento orbital de los electrones. Este movimiento genera un pequeño campo magnético en dirección opuesta al campo principal. Por lo tanto, cada núcleo experimenta un campo magnético ligeramente diferente según su ubicación en una molécula. Este efecto se denomina desplazamiento químico y es la base de la especificidad química que es una de las grandes fortalezas de la espectroscopia de RMN.

El desplazamiento químico no es la única información contenida en un espectro de RMN. La interacción magnética entre núcleos vecinos mediada a través de la red de enlace se conoce como acoplamiento J o acoplamiento escalar. Este acoplamiento entre núcleos da como resultado multipletes en el espectro de RMN. El número de líneas espectrales y el espacio entre ellas en un multiplete proporciona información adicional sobre la estructura de una molécula. Además, la RMN tiene la ventaja de que la amplitud de la señal de RMN es directamente proporcional a las concentraciones de los núcleos contribuyentes. Por tanto, la relación del área bajo los diferentes picos corresponde al número de núcleos por molécula que contribuyen a una resonancia. Las integrales de los picos espectrales son información adicional útil que ayuda a confirmar las asignaciones espectrales.

Para entender más a fondo la aplicación te invito a descargar el siguiente estudio de caso realizado por Oxford Instruments, en donde realizan el espectro de moléculas isómeras, todas con la misma fórmula química C6H10O2; y contienen un doble enlace {−C=C−} y un grupo carboxilo {−C(=O)O−} en forma de un éster {R'−C(=O)O−R''} o carboxílico ácido {R−C(=O)OH}. Para demostrar la calidad de los espectros que se pueden obtener a 1,4 T, correspondientes a una frecuencia de resonancia de 1H de 60 MHz, en la figura 1 se muestra el espectro de 1H de 5 moléculas pequeñas.

Application of Nuclear Magnetic Resonance (NMR) Spectroscopy for the Characterisation of Small Molecules

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