Центр спектроскопии ЯМР твердого тела

Твердотельная спектроскопия ЯМР позволяет проводить характеристику материалов в тех случаях, когда они нерастворимы, или частично растворимы, либо разрушаются под действием растворителя.

Применение спектроскопии ЯМР в твёрдом теле позволяет получать и такую информацию, которую невозможно извлечь из спектров в растворе, например, о конфомерном составе соединения (например, в полимерах).

Пример: Подтверждение строения малорастворимого соединения методом спектроскопии ЯМР.

Соединение 4-бор-L-фенилаланин имеет очень низкую растворимость, в частности, в DMSO его растворимость составляет примерно 10^-3 моль/л. Из рисунка видно, что при накоплении спектра ¹³С с растворе DMSO (нижний спектр), за ночь (20000 сканов) выкапливается спектр с довольно низким соотношением "сигнал/шум". В то же время, при проведении измерений в твердом теле (два верхних спектра), уже за 15 минут (400 сканов) выкапливается спектр с вполне удовлетворительным соотношением "сигнал/шум". При этом, хотя линии в спектре слегка уширены по сравнению со спектром, полученным в растворе, однако разрешение вполне достаточное, чтобы охарактеризовать соединение.

*) Влияние скорости вращения образца в твердом теле.

В твердом теле, из-за того, что анизотропные составляющие взаимодействий, имеющих существенное значение в ЯМР, не усредняется за счёт теплового движения, как это обычно происходит в жидкости, важное значение для получения разрешённого спектра имеет техника "вращения под магическим углом" (ВМУ, или magic angle spinning - MAS). При этом, если скорость вращения не превышает величину анизотропии химического сдвига, то появляются так называемые "боковые сигналы от вращения" (sidebands). На рисунке эти сигналы отмечены звёздочками. Из двух верхних спектров в рисунке видно как увеличение скорости вращения с 7 кГц до 15 кГц позволяет получить более "чистый" спектр, в котором боковые сигналы практически не мешают при чтении информации.