Principios de análisis instrumental

476 Capítulo 19 Espectroscopia de resonancia magnética nuclear«< Bo -- Y Y JHF '--------,---------' Jpf = 1135 Hz '---------11-------'y ~~: a) b) e) FIGURA 19.32 Espectro del PHF 1 líquido a -20 °C: a) espectro de 1 Ha 60 MHz; b) espectro de 19 Fa 94.1 MHz; e) espectro de 31 P a 40.4 MHz. (Tomada de R. J. Myers, Molecular Magnetism and Molecular Resonance Spectroscopy, Englewood Cliffs, CA: Prentice-Hall, 1973. Con autorización.) un intervalo de aproximadamente 300 ppm. Además, el solvente desempeña un papel mucho más importante en la determinación de las posiciones de los picos del flúor que en la de los protones. Las correlaciones empíricas del desplazamiento del flúor con la estructura son relativamente escasas cuando se compa– ran con la información referente al comportamiento del protón. Sin embargo, parece probable que en este campo habrá progresos en el futuro, en particular en la investigación estructural de los compuestos orgánicos del flúor. En la figura 19.32 se muestran los espectros de protones, de 19 F y de 31 P que corresponden a la especie inorgánica PHF 2 • En cada espectro, las asignaciones del desdoblamiento espín-espín se pueden hacer con facilidad con base en lo expuesto en la sección 19B.3. Si se utiliza un moderno instrumento multinuclear, tres de esos espectros se podrían obtener con una sola intensidad de campo magnético. 19G PULSOS MÚLTIPLES Y RESONANCIA MAGNÉTICA NUCLEAR MULTIDIMENSIONAL Con estas técnicas se han originado experimentos totalmente nuevos que permiten obtener mayor información acerca de moléculas orgánicas y biológicas. 19G.1 Resonancia magnética nuclear de pulsos múltiples A finales de los años sesenta los especialistas en espectroscopia de resonancia magnética nuclear descubrieron que se podría obtener una gran cantidad de información química a partir de experimentos basados en sucesiones múltiples de pulsos. En este caso, técnicas como la resonancia magnética nuclear de recuperación-inversión y de ecoespín facilitan la medición del tiempo de relajación de red-espín T 1 y espín-espín T 2 • En efecto, estos tiempos de rela– jación se empezaron a utilizar como parámetros adicionales de resolución. Por ejemplo, en la resonancia magnética nuclear del 1 H, las diferencias entre los valores T 1 de los protones del soluto y los protones del agua se aprovecharon para reducir la contribu– ción de las intensas resonancias del solvente en soluciones acuo– sas. En las mezclas que contienen proteínas y moléculas biológicas pequeñas, las diferencias T 2 se usaron en esencia para eliminar las resonancias de los protones de las macromoléculas y facilitar la intensificación de las señales de moléculas pequeñas. Pero lo más importante es reconocer que se podrían utilizar las sucesiones de múltiples pulsos para añadir una segunda dimensión de frecuen– cia a los experimentos de resonancia magnética nuclear. 19G.2 Resonancia magnética nuclear bidimensional La RMN bidimensional comprende una serie relativamente nueva de técnicas de pulsos múltiples que facilitan la interpretación de espectros complejos. 19 Con los métodos bidimensionales se pueden identificar resonancias relacionadas con: acoplamiento mediante enlace, interacciones espaciales o con intercambio químico. En estos métodos, los datos se adquieren, como en la resonancia magné– tica nuclear de transformada de Fourier ordinaria, en función del tiempo t 2 • Pero antes de obtener la señal del decaimiento libre de inducción, el sistema es perturbado con un pulso durante un tiempo t 1 • La transformada de Fourier del decaimiento libre de inducción como una función de t 2 para un t 1 fijo origina un espectro semejante al que se obtiene en un experimento ordinario de pulsos. Este proceso se repite entonces para varios valores de t 1, con lo que se origina un espectro bidimensional respecto a dos variables de frecuencia v 1 y v 2 o, a veces, de los parámetros de desplazamiento químico 8 1 y 8 2 • La naturaleza y la sincronización de los pulsos que se han empleado en la resonancia magnética 19 Para un breve repaso de la resonancia magnética nuclear bidimensional refiérase a D. L. Rabenstein, Anal. Chem., 2001, 73, p. 214A, DOI: 10.1021/ac012435q. Para un tratamiento más detallado, véase H. Friebolin, Basic One- and Two-Dimensional NMR Spectroscopy, Sa. ed., cap. 9, Weinheim, Germany: Wiley-VCH, 2010; ). Kee– ler, Understanding NMR Spectroscopy, 2a. ed., cap. 8, Chichester, UK: Wiley, 2010; ). B. Lambert, E. P. Mazzola, Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy, cap. 6, Upper Saddle River, CA: Pearson/ Prentice-Hall, 2004.