RMN constantes J de Acoplamientos

8/18/2019 RMN constantes J de Acoplamientos

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Universidad San Pablo CEU

Metodologías para la determinación estructural

de fármacos y el estudio de fenómenos de

reconocimiento molecular

Programa de doctorado en Química Médica

Constantes de Acoplamiento

Ana Ramos


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Estructura fina debido a la interacción con núcleos vecinos que posean momento magnéticoHomonuclear : entre núcleos del mismo tipoHeteronuclear: entre núcleos de elementos diferentes

AcoplamientoAcoplamiento espespí í nn--epepí í nn


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ConstantesConstantes dede AcoplamientoAcoplamientoMecanismo de Ramsey-Purcell: acoplamiento indirecto de espín.

Gracias a los electrones de enlace el núcleo A conoce los diferentes estados de espín del núcleo B.


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AcoplamientoAcoplamiento espespí í nn--epepí í nn


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ConstantesConstantes dede AcoplamientoAcoplamiento


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singlete

doblete

triplete

cuadruplete

quintuplete

sextete

septete

multiplet


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Cuando un protón se acopla con N protones de un átomo de carbonoadyacente, y M protones diferentes de otro:

nº de señales en RMN = (N + 1)(M + 1).


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NomenclaturaNomenclatura parapara lala caracterizacicaracterizacióónn en RMNen RMN


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TopicidadTopicidad:: HomotHomotóópicospicos


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TopicidadTopicidad:: EnantiotEnantiotóópicospicos


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TopicidadTopicidad


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TopicidadTopicidad enen gruposgrupos metilenometileno


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S

R

S

S


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IsocronIsocroní í aa yy TopicidadTopicidad


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EquivalenciaEquivalencia MagnMagnééticatica

Para que dos o más núcleos sean MAGNÉTICAMENTE EQUIVALENTES deben ser:•Químicamente equivalentes•Se tienen que acoplar con la misma J con cualquier otro núcleo que haya en la molécula

Magnéticamente equivalentes Magnéticamente NO equivalentes


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EquivalenciaEquivalencia MagnMagnééticatica


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NomenclaturaNomenclatura dede loslos SistemasSistemas dede EspinEspin

A2 AA’

AB

Espectro de orden superior

AXEspectro de 1er orden

ν A - νXJ AX

> 10


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NomenclaturaNomenclatura dede loslos SistemasSistemas dede EspinEspin

H A

H A

HX

HX

A2X2

HB

Cl

Br

H A

HB Br Cl H A

A2B2

NC NO2

H A

HX

H A'

HX'

AA'XX'

OH A

HB HB'

H A'

AA'BB'


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SISTEMAS DE DOS ESPINES: A2, AX, AB


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478 Hz

462 Hz 396 Hz

380 Hz

J AB = ν1-ν2= ν3-ν4 = 16 Hz

ν1-ν3 = ν2-ν4 = (ν A−νΒ)2

= 82 Hz

ν A-νB = 80 Hz (a 60 MHz)

1/2(ν A+νB) = 1/2 (ν1+ν4) = 1/2 (ν2+ν3)Punto medioδ A = 7,82; δB = 6,47

COOHH A

HB


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J/∆ν

J/∆ν

J/∆ν


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SISTEMAS DE TRES ESPINES:

A3, A2X, A2M, AMX, ABX, AB2, ABC


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J AB = 3-1 = 4-2 = 7-5 = 8-6

|J AX + JBX| = 12-9

2D+ = 8 – 4 = 6 – 22D – = 7 – 3 = 5 – 1

Máximo 14 señales:6 de la parte X

8 de la parte AB


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1/2(J AX – JBX) = [(D+ + 1/2J AB)·(D+ –1/2J AB)]1/2 – [(D – + 1/2J AB)·(D-1/2J AB)]

1/2

1/2(ν A - νB)=(D+2 – 1/4J AB

2)1/2 – 1/4(J AX – JBX) D+ = 19,98, D – = 16,90

1/2(ν A + νB) = 195.83 Hz

J AB = 17,96

J AX = 4,80JBX = 11,82

ν A = 179,86

νB = 211,81

νX = 311,70 Hz


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8 señales

A B


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νB = ν3ν A = ½ (ν5 + ν7)J AB = 1/3(ν4+ν8-ν1-ν6)

A2B

A2X

νB

ν A

J/∆ν


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6 transiciones de B y 8 de A


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7 transiciones de A y 7 de B centradas en ½ (ν A + νB)


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A2B2


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A2MX


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10 transiciones de A y 10 de X


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K J J


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K = J AA' + JXX'L = J AX – J AX'

M = J AA' – JXX'N = J AX + J AX'


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24 transiciones

AA’XX’


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24 transiciones

AA’BB’

400 MHz

90 MHz


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AlgunosAlgunos valoresvalores dede J J 22 J J (H,H)(H,H)


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JJ ( , )( , )

La Jgem es generalmente negativa y depende fundamentalmente de:

Hibridación del átomo de carbonoEl ángulo de enlace H-C-HEfecto inductivo de los sustituyentes en y

AlgunosAlgunos valoresvalores dede JJ


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aumenta disminuye disminuye Disminuye (más negativa)

AlgunosAlgunos valoresvalores dede JJ 22J (H H)


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33JJ (H H)(H H)AlgunosAlgunos valoresvalores dede JJ


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33 J J (H,H)(H,H)AlgunosAlgunos valoresvalores dede J J

33JJ (H H)(H H)AlgunosAlgunos valoresvalores dede JJ


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33 J J (H,H)(H,H)AlgunosAlgunos valoresvalores dede J J

SO NH

NH

H H

H

H

H

H

H SO NH

N

H H HH

H H H

1,8 2,6 4,8 5,5 3,4 3,4 3,4

H

7,6

AlgunosAlgunos valoresvalores dede J J 33JJ (H H)(H H)


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33 J J (H,H)(H,H)

KARPUS-CONROY

HH

H

HH

H

3,5 Hz 14 Hz 3,5 Hz

3J = (2Js

+ Ja)/3 = 21/3 = 7 Hz

Br

EtOOC HH

Br PhH

Br COOEtH

Br PhCOOEt

H Br H

Br Ph

3J AB = 12 Hz

Br H

EtOOC

H Br

Ph



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J J (H,H)(H,H)

KARPUS-CONROY

H H H

H

7-9 (0º) 4-6 (145º)

HBr

COOR

Br H

COOR

H

Br

COOR

Br

COOR H

9,8 8,6

H

Br

COOR

Br

COOR

6,7

H

H

H

H

H

9,3 9,0H

3,9

H



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J J (H,H)(H,H)

KARPUS-CONROY

O

H

HO

OH

H

H

OCH3

OHHH

OH

O

H

HO

OH

H

H

H

OHHOCH3

OH

4,0 9,0

AlgunosAlgunos valoresvalores dede J J


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AcoplamientosAcoplamientos aa largalarga distanciadistancia

44 J J (H,H)(H,H) WWValor Valor mediomedio: 0: 0--2,5 Hz2,5 Hz

55 J J (H,H)(H,H) zigzagzigzag

AlgunosAlgunos valoresvalores dede J J AcoplamientosAcoplamientos aa largalarga distanciadistancia


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AcetilenosAcetilenos,,alenosalenos,,cumulenoscumulenos

AcoplamientoAcoplamientoalalí í licolico

AcoplamientoAcoplamientohomoalhomoalí í licolico

AlgunosAlgunos valoresvalores dede J J AcoplamientosAcoplamientos aa largalarga distanciadistancia


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EjemplosEjemplos dede coplamientoscoplamientos homoalhomoalí í licoslicos

AcoplamientosAcoplamientos bencbencí í licoslicos

AcoplamientosAcoplamientos concon otrosotros nnúúcleoscleos::1919F (100%)F (100%) 3131P (100%)P (100%) 1313CC (1 1%)(1 1%)


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1919F (100%),F (100%), 3131P (100%),P (100%), 1313CC (1,1%)(1,1%)

AcoplamientosAcoplamientos concon otrosotros nnúúcleoscleos


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AcoplamientosAcoplamientos 1313C C --H enH en 11 H H --NMRNMR


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C C

H A

Cl

Cl

H AC 13C

H A'

Cl

Cl

H A

AA’X

AcoplamientosAcoplamientos 1313CC--HH


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1J (C,H) = 500p donde p =0,25 en C-sp3

0,33 en C-sp2

0,50 en C-sp

C

H

125

C C

NC

H

H

H 165167

163

H H

160

2J (C,H) oscilan entre 70 y -20 Hz

3J (C,H) siempre positivos e inferiores a 15 Hz

AcoplamientosAcoplamientos 1313CC--1919F yF y 1313CC--3131PP


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C

CCF 1J (C-F) = 171

2J (C-F) = 19

3J (C-F) = 5

O POEt

OEt

1J (C-P) = 300

2J (C-P) = 533J (C-P) = 5

AcoplamientosAcoplamientos concon 1515NN1515N(0 37%)N(0,37%)


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N(0,37%)N(0,37%)

H3C

NH3C

H -67 NH

-98

H3CN

H3CC

O

H

H -4,5

N H -10,8

H -1,5

H -5,4

AcoplamientosAcoplamientos 1313CC--1313CC


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No es apreciable en espectros de 13C por la baja abundancia natural del 13C(1,1%) que hace la probabilidad de una combinación sea muy baja

Precisa de la utilización de la técnica INADEQUATE (Incredible Natural Abundance Double Quantum Transfer Experiment), que hace posible lasupresión de la señal principal.

1J entre -150 y -400

TTÉÉCINCAS DE DOBLE RESONANCIACINCAS DE DOBLE RESONANCIADesacoplamientoDesacoplamiento HomonuclearHomonuclear


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DesacoplamientoDesacoplamiento HomonuclearHomonuclear

DesacoplamientoDesacoplamiento HeteronuclearHeteronuclear


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DesacoplamientoDesacoplamientoOff resonanceOff resonance


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Off resonanceOff resonance


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