Einführung in die Bearbeitung und Auswertung von 2D-NMR-Spektren Grundlagen der Reinigungstechniken – zur Vertiefung in weiterführende Inhalte empfiehlt sich ein Blick in die Fachliteratur

Theorie Bei mehrdimensionalen Spektren ist das Pulsprogramm, mit dem bestimmt wird, wie die Kerne der Probe angeregt werden, eine Funktion der Zeit. Im 2D-Experiment wird ein Parameter, der als t1-Zeit bezeichnet inkrementell verändert. Der eigentliche Messvorgang liefert wie beim eindimensionalen Puls-Experiment FIDs, deren Zeit-Achse als t2-Zeit be- zeichnet wird. Auskristallisation in der Kälte: zu kleine Kristalle adsorbieren an ihrer Oberfläche leicht Verunreinigungen (zu schnelles Abkühlen); zu große Kristalle schließen oft Lösungsmittel ein (sehr langsame Kristallisation) Wenn sich nach längerem Stehenlassen bei Raumtemperatur (z.B. über Nacht) keine Kristalle gebildet haben und man sich sicher ist, dass das richtige Lösungsmittel gewählt wurde, kann durch Animpfen (einige Kristalle des kristallinen Rohprodukts oder bereits sauberen Produkts aus anderweitiger Reinigung werden an der Glaswand in Lösung verrieben) oder „Anreiben“ mit einem Glasstab die Anzahl der Kristallisationskeime erhöht werden. Kristallisationsgeschwindigkeit reicht von Sekunden, Minuten, Stunden über Tage (Geduld!!).

Theorie Wird in dieser Serie (daher der Name ser für das Daten-File) mit der durch die Messung direkt zugänglichen Dimension eine Fourier Transformation durchgeführt, so erhält man eine Reihe von eindimensionalen Spektren. Diese eindimensionalen Spektren verändern sich in Abhängigkeit der t1-Zeit. Auskristallisation in der Kälte: zu kleine Kristalle adsorbieren an ihrer Oberfläche leicht Verunreinigungen (zu schnelles Abkühlen); zu große Kristalle schließen oft Lösungsmittel ein (sehr langsame Kristallisation) Wenn sich nach längerem Stehenlassen bei Raumtemperatur (z.B. über Nacht) keine Kristalle gebildet haben und man sich sicher ist, dass das richtige Lösungsmittel gewählt wurde, kann durch Animpfen (einige Kristalle des kristallinen Rohprodukts oder bereits sauberen Produkts aus anderweitiger Reinigung werden an der Glaswand in Lösung verrieben) oder „Anreiben“ mit einem Glasstab die Anzahl der Kristallisationskeime erhöht werden. Kristallisationsgeschwindigkeit reicht von Sekunden, Minuten, Stunden über Tage (Geduld!!).

Theorie Eine zweite Fourier-Transformation liefert die zweite Frequenz-Achse. Die üblichste Darstellungsform ist der Contour-Plot (rechte Abbildung). Auskristallisation in der Kälte: zu kleine Kristalle adsorbieren an ihrer Oberfläche leicht Verunreinigungen (zu schnelles Abkühlen); zu große Kristalle schließen oft Lösungsmittel ein (sehr langsame Kristallisation) Wenn sich nach längerem Stehenlassen bei Raumtemperatur (z.B. über Nacht) keine Kristalle gebildet haben und man sich sicher ist, dass das richtige Lösungsmittel gewählt wurde, kann durch Animpfen (einige Kristalle des kristallinen Rohprodukts oder bereits sauberen Produkts aus anderweitiger Reinigung werden an der Glaswand in Lösung verrieben) oder „Anreiben“ mit einem Glasstab die Anzahl der Kristallisationskeime erhöht werden. Kristallisationsgeschwindigkeit reicht von Sekunden, Minuten, Stunden über Tage (Geduld!!).

Vom FID zum Spektrum – Fourier-Transformation Die Fourier-Transformation wird zunächst in der direkten Dimension durchgeführt (t2  f2), anschließend in der indirekten Dimension. Dies geschieht zusammen mit der Phasenkorrektur nach Aufruf des ser-Files automatisch. Auskristallisation in der Kälte: zu kleine Kristalle adsorbieren an ihrer Oberfläche leicht Verunreinigungen (zu schnelles Abkühlen); zu große Kristalle schließen oft Lösungsmittel ein (sehr langsame Kristallisation) Wenn sich nach längerem Stehenlassen bei Raumtemperatur (z.B. über Nacht) keine Kristalle gebildet haben und man sich sicher ist, dass das richtige Lösungsmittel gewählt wurde, kann durch Animpfen (einige Kristalle des kristallinen Rohprodukts oder bereits sauberen Produkts aus anderweitiger Reinigung werden an der Glaswand in Lösung verrieben) oder „Anreiben“ mit einem Glasstab die Anzahl der Kristallisationskeime erhöht werden. Kristallisationsgeschwindigkeit reicht von Sekunden, Minuten, Stunden über Tage (Geduld!!).

Ausgabeeigenschaften des Spektrums verändern Die Umstellung von Bitmap-Plot auf Contour-Plot erfolgt über die linke Symbolleiste. Auskristallisation in der Kälte: zu kleine Kristalle adsorbieren an ihrer Oberfläche leicht Verunreinigungen (zu schnelles Abkühlen); zu große Kristalle schließen oft Lösungsmittel ein (sehr langsame Kristallisation) Wenn sich nach längerem Stehenlassen bei Raumtemperatur (z.B. über Nacht) keine Kristalle gebildet haben und man sich sicher ist, dass das richtige Lösungsmittel gewählt wurde, kann durch Animpfen (einige Kristalle des kristallinen Rohprodukts oder bereits sauberen Produkts aus anderweitiger Reinigung werden an der Glaswand in Lösung verrieben) oder „Anreiben“ mit einem Glasstab die Anzahl der Kristallisationskeime erhöht werden. Kristallisationsgeschwindigkeit reicht von Sekunden, Minuten, Stunden über Tage (Geduld!!).

Ausgabeeigenschaften des Spektrums verändern Ein Doppel-Klick im Spektrum öffnet das Eigenschaftsfenster. Die Format-Vorlagen 2D-Spektrum und Common enthalten die wichtigsten Einstellungen. Auskristallisation in der Kälte: zu kleine Kristalle adsorbieren an ihrer Oberfläche leicht Verunreinigungen (zu schnelles Abkühlen); zu große Kristalle schließen oft Lösungsmittel ein (sehr langsame Kristallisation) Wenn sich nach längerem Stehenlassen bei Raumtemperatur (z.B. über Nacht) keine Kristalle gebildet haben und man sich sicher ist, dass das richtige Lösungsmittel gewählt wurde, kann durch Animpfen (einige Kristalle des kristallinen Rohprodukts oder bereits sauberen Produkts aus anderweitiger Reinigung werden an der Glaswand in Lösung verrieben) oder „Anreiben“ mit einem Glasstab die Anzahl der Kristallisationskeime erhöht werden. Kristallisationsgeschwindigkeit reicht von Sekunden, Minuten, Stunden über Tage (Geduld!!).

Ausgabeeigenschaften des Spektrums verändern Die Intensität der Signale kann über das Mausrad oder die (+/-)-Zeichen der Tastatur verändert werden. Auskristallisation in der Kälte: zu kleine Kristalle adsorbieren an ihrer Oberfläche leicht Verunreinigungen (zu schnelles Abkühlen); zu große Kristalle schließen oft Lösungsmittel ein (sehr langsame Kristallisation) Wenn sich nach längerem Stehenlassen bei Raumtemperatur (z.B. über Nacht) keine Kristalle gebildet haben und man sich sicher ist, dass das richtige Lösungsmittel gewählt wurde, kann durch Animpfen (einige Kristalle des kristallinen Rohprodukts oder bereits sauberen Produkts aus anderweitiger Reinigung werden an der Glaswand in Lösung verrieben) oder „Anreiben“ mit einem Glasstab die Anzahl der Kristallisationskeime erhöht werden. Kristallisationsgeschwindigkeit reicht von Sekunden, Minuten, Stunden über Tage (Geduld!!).

Zoomen Ebenso wie bei der Bearbeitung von 1H-NMR-Spektren kann die Zoomfunktion zur Vergrößerung und zur Verkleinerung des Bildausschnittes verwendet werden. Auskristallisation in der Kälte: zu kleine Kristalle adsorbieren an ihrer Oberfläche leicht Verunreinigungen (zu schnelles Abkühlen); zu große Kristalle schließen oft Lösungsmittel ein (sehr langsame Kristallisation) Wenn sich nach längerem Stehenlassen bei Raumtemperatur (z.B. über Nacht) keine Kristalle gebildet haben und man sich sicher ist, dass das richtige Lösungsmittel gewählt wurde, kann durch Animpfen (einige Kristalle des kristallinen Rohprodukts oder bereits sauberen Produkts aus anderweitiger Reinigung werden an der Glaswand in Lösung verrieben) oder „Anreiben“ mit einem Glasstab die Anzahl der Kristallisationskeime erhöht werden. Kristallisationsgeschwindigkeit reicht von Sekunden, Minuten, Stunden über Tage (Geduld!!).

Kalibrieren … in zwei Dimensionen Homonukleare 2D-Spektren können einfach weiterhin auf das Lösungsmittel-signal kalibriert werden (hier COSY in CDCl3). Auskristallisation in der Kälte: zu kleine Kristalle adsorbieren an ihrer Oberfläche leicht Verunreinigungen (zu schnelles Abkühlen); zu große Kristalle schließen oft Lösungsmittel ein (sehr langsame Kristallisation) Wenn sich nach längerem Stehenlassen bei Raumtemperatur (z.B. über Nacht) keine Kristalle gebildet haben und man sich sicher ist, dass das richtige Lösungsmittel gewählt wurde, kann durch Animpfen (einige Kristalle des kristallinen Rohprodukts oder bereits sauberen Produkts aus anderweitiger Reinigung werden an der Glaswand in Lösung verrieben) oder „Anreiben“ mit einem Glasstab die Anzahl der Kristallisationskeime erhöht werden. Kristallisationsgeschwindigkeit reicht von Sekunden, Minuten, Stunden über Tage (Geduld!!).

Kalibrieren … in zwei Dimensionen Heteronukleare 2D-Spektren müssen auf ein Signal kalibriert werden, dessen Verschiebungen aus den beiden 1D-Spektren bekannt ist (Begründung siehe NMR-Skript). Auskristallisation in der Kälte: zu kleine Kristalle adsorbieren an ihrer Oberfläche leicht Verunreinigungen (zu schnelles Abkühlen); zu große Kristalle schließen oft Lösungsmittel ein (sehr langsame Kristallisation) Wenn sich nach längerem Stehenlassen bei Raumtemperatur (z.B. über Nacht) keine Kristalle gebildet haben und man sich sicher ist, dass das richtige Lösungsmittel gewählt wurde, kann durch Animpfen (einige Kristalle des kristallinen Rohprodukts oder bereits sauberen Produkts aus anderweitiger Reinigung werden an der Glaswand in Lösung verrieben) oder „Anreiben“ mit einem Glasstab die Anzahl der Kristallisationskeime erhöht werden. Kristallisationsgeschwindigkeit reicht von Sekunden, Minuten, Stunden über Tage (Geduld!!).

Achsenprojektionen Zum Schluss werden noch die (vorher abgespeicherten) eindimensionalen Projektionen geladen … Auskristallisation in der Kälte: zu kleine Kristalle adsorbieren an ihrer Oberfläche leicht Verunreinigungen (zu schnelles Abkühlen); zu große Kristalle schließen oft Lösungsmittel ein (sehr langsame Kristallisation) Wenn sich nach längerem Stehenlassen bei Raumtemperatur (z.B. über Nacht) keine Kristalle gebildet haben und man sich sicher ist, dass das richtige Lösungsmittel gewählt wurde, kann durch Animpfen (einige Kristalle des kristallinen Rohprodukts oder bereits sauberen Produkts aus anderweitiger Reinigung werden an der Glaswand in Lösung verrieben) oder „Anreiben“ mit einem Glasstab die Anzahl der Kristallisationskeime erhöht werden. Kristallisationsgeschwindigkeit reicht von Sekunden, Minuten, Stunden über Tage (Geduld!!).

Achsenprojektionen … und fertig ist das 2D-Spektrum. Auskristallisation in der Kälte: zu kleine Kristalle adsorbieren an ihrer Oberfläche leicht Verunreinigungen (zu schnelles Abkühlen); zu große Kristalle schließen oft Lösungsmittel ein (sehr langsame Kristallisation) Wenn sich nach längerem Stehenlassen bei Raumtemperatur (z.B. über Nacht) keine Kristalle gebildet haben und man sich sicher ist, dass das richtige Lösungsmittel gewählt wurde, kann durch Animpfen (einige Kristalle des kristallinen Rohprodukts oder bereits sauberen Produkts aus anderweitiger Reinigung werden an der Glaswand in Lösung verrieben) oder „Anreiben“ mit einem Glasstab die Anzahl der Kristallisationskeime erhöht werden. Kristallisationsgeschwindigkeit reicht von Sekunden, Minuten, Stunden über Tage (Geduld!!).

Hilfreiches Fadenkreuz (in der Mitte der oberen Symbolleiste): Durch Klicken und Halten der linken Maustaste im Spektrum erscheint ein zweites Fadenkreuz. Damit besitzt man die Möglichkeit, auf einfache Weise echte Kreuzsignale von Artefakten zu unterscheiden (ein echtes Kreuzsignal muss auf beiden Seiten der Hauptdiagonalen auftauchen). Auskristallisation in der Kälte: zu kleine Kristalle adsorbieren an ihrer Oberfläche leicht Verunreinigungen (zu schnelles Abkühlen); zu große Kristalle schließen oft Lösungsmittel ein (sehr langsame Kristallisation) Wenn sich nach längerem Stehenlassen bei Raumtemperatur (z.B. über Nacht) keine Kristalle gebildet haben und man sich sicher ist, dass das richtige Lösungsmittel gewählt wurde, kann durch Animpfen (einige Kristalle des kristallinen Rohprodukts oder bereits sauberen Produkts aus anderweitiger Reinigung werden an der Glaswand in Lösung verrieben) oder „Anreiben“ mit einem Glasstab die Anzahl der Kristallisationskeime erhöht werden. Kristallisationsgeschwindigkeit reicht von Sekunden, Minuten, Stunden über Tage (Geduld!!).