Unidad de Espectroscopía Molecular

Laboratorio de Resonancia Magnética Nuclear

Laboratorio de Resonancia Magnética Nuclear Laboratorio de Resonancia Magnética Nuclear

Mediante la Espectroscopía de Resonancia Magnética Nuclear (RMN) es posible estudiar el comportamiento de núcleos atómicos con spin nuclear distinto de cero en presencia de un campo magnético externo. La información que se obtiene está relacionada con la estructura molecular del compuesto.

Principios de la Técnica

La aplicación de un campo magnético externo sobre una muestra produce el desdoblamiento de los niveles degenerados de energía del spin nuclear, de modo que pueden inducirse transiciones entre ellos como consecuencia de la absorción de la radiación electromagnética adecuada. La disposición de los niveles de energía es una propiedad tanto de los núcleos de una molécula como de su entorno electrónico y de las interacciones entre ambos. Por ello, la intensidad, forma y posición de las señales obtenidas en el espectro de un núcleo determinado, están relacionadas con su estructura molecular. El análisis detallado del espectro de RMN proporciona información acerca de la estructura del compuesto que lo origina. Así, esta técnica resulta ser de las más eficientes y útiles para el estudio de la estructura y dinámica de moléculas en disolución.

Los núcleos analizables más habituales son 1H y 13C. También se pueden medir todos los núcleos activos a la técnica, que resuenen en las frecuencias comprendidas en el rango de 31P-109Ag, como por ejemplo: 31P, 195Pt, 11B, 119Sn, 77Se, 113Cd, 199Hg, 207Pb y otros.

Aplicaciones

Esta técnica se utiliza para el estudio de la estructura y dinámica de compuestos orgánicos, organometálicos y biomoléculas en disolución.

Algunas de sus principales aplicaciones son:

  • Identificación estructural de compuestos de síntesis o aislados de medios de distinta naturaleza.
  • Confirmación de estructuras.
  • Identificación de compuestos.
  • Estudios de composición de mezclas de distintas procedencias: extractos biológicos, metabolitos, productos alimenticios, etc.
  • Determinación de pureza, cuantificación.
  • Movilidad molecular: determinación de conformaciones en disolución.
  • Seguimiento de procesos, reacciones, cinéticas.
  • Estudios de procesos de asociación.
  • Estudios a alta y baja temperatura.
  • Determinación de exceso enantiomérico.
Tipo ensayo

Espectros monodimensionales:

  • 1H : adquisición normal, experimentos de doble resonancia y de NOE 1D-selectivo
  • 13C: adquisición de espectros acoplados/desacoplados de 1H, experimentos DEPT
  • Otros heteronucleos: 11B, 27Al, 19F, 29Si, 31P, 113Cd, 119Sn, 195Pt, etc.

Experimentos bidimensionales:

  • Correlación homonuclear: COSY, TOCSY, NOESY, ROESY.
  • Correlación heteronuclear: HMQC, HSQC, HMBC.

 

Funcionamiento del Servicio

Condiciones generales y específicas de las muestras

Las muestras a analizar deben ser preparadas previamente en el tubo de RMN por el propio interesado. La cantidad de muestra necesaria para realizar espectros de 1H es de unos 5-10 mg. En otros casos dependerá del tipo de experimento a realizar (consultar con el laboratorio en caso de duda). 
Las muestras deben llegar a la recepción del SIdI perfectamente identificadas con una referencia que coincida exactamente con la que se indica en la solicitud de ensayo. Además debe indicarse el disolvente utilizado y el usuario solicitante. Para la identificación pueden utilizarse estas etiquetas (ver área de descargas más abajo).
Cuando sea necesario, en el Servicio se pueden preparar las disoluciones, para lo cual deberá entregarse, en un frasco de vidrio tapado y debidamente identificado, la cantidad de muestra suficiente para efectuar el registro correspondiente. Antes de entregar la muestra, el interesado deberá asegurarse de que la cantidad de producto entregado es soluble en 0.6 mL del disolvente deuterado que se indique en la ficha. La preparación de estas muestras se limitará exclusivamente a la disolución de los productos en el disolvente deuterado indicado por el usuario, sin tratamientos ni condiciones especiales. Los disolventes deuterados disponibles en el Servicio, y cuyo importe no está incluido en el precio del experimento, son: Acetona-d6, Benceno-d6, DMSO-d6, Acetonitrilo-d3, Cloroformo-d, D2O, Tetracloroetano-d2, Diclorometano-d2, Metanol-d4

Cuando se entreguen muestras cuya manipulación exija guardar precauciones especiales debido a su inestabilidad, alta toxicidad, inflamabilidad, alta volatilidad, riesgo biológico, etc, estas características deberán indicarse expresamente en la ficha o parte de solicitud.

Preparación de muestras de RMN

Disolvente

  • Se debe elegir un disolvente en el que la muestra sea suficientemente soluble y que se ajuste a las condiciones de temperatura a las que se va a llevar a cabo el experimento.(ver Tabla) 
  • Conviene conocer las señales propias del disolvente elegido, así como las de las impurezas comunes asociadas (agua, residuos de disolvente no deuterado) y tenerlas en cuenta a la hora de posibles solapamientos con las señales del producto a estudiar. Todos los disolventes deuterados, incluido el D20, deben almacenarse en un desecador ya que son muy higroscópicos
  • Las muestras deben disolverse en un volumen aproximado de 0,6 ml (equivalentes a 3,5-4 cm de altura de disolvente)

Disolventes deuterados mas comunes

(d) 1 H 

(d) 13 (C)

d H2O (HOD)

mp (ºC)

bp (ºC)

Acido Acetico-d4

11.65, 2.04 

179.0, 20.0 

11.65

17

118

Acetona-d6

2.05

206.7, 29.9

2.8

-94.5

55

Acetonitrilo-d3

1.94

118.7, 1.39 

2.1

-42

79

Benceno-d6

7.16 

128.4 

0.4

6.7

79

Cloroformo-d

7.26

77.2 

1.6

-64

60.3

Dimetil Sulfoxido-d6

2.50

39.5

3.3

20.2

189

Metanol-d4

4.87, 3.31 

49.1 

4.8

-98.8

65

Diclorometano-d2

5.32 

54.0

1.5

-96

39

Piridina-d5

8.74, 7.58, 7.22 

150.3, 135.9, 123.9 

4.9

-41

114

Agua deuterada (D2O)

4.8

 

4.8

3.8

101.1

Acido Trifluoroacético-d

11.5

164.4, 116.5 

11.5

-15.2

72.4

Tolueno-d8

7.09, 7.0, 6.98, 2.3

137.5, 128.9, 128.0, 125.2, 20.4

0.4

-84.4

109

Tetracloroetano-d4

5.91

74.2

 

-36

146


Tubo

  • Utilizar tubos para experimentos de alta resolución y adecuados al campo/equipo en que se va a trabajar y a las condiciones de temperatura a las que se pueda someter.
  • Utilizar tubos que estén en óptimas condiciones de uso. Cuando el estado del tubo implique algún tipo de riesgo en su manipulación debido a la presencia de bordes cortantes, o tapones que no ajustan debidamente o cuando la longitud del tubo o el volumen de disolvente sean insuficientes, serán devueltos a los usuarios para que preparen la muestra de manera más apropiada.
  • La longitud mínima del tubo debe ser de 15 cm y no deben llevar etiquetas o pegatinas en esta sección.
  • Limpiar los tubos nuevos antes de usarlos por primera vez, ya que pueden tener restos de grasa o impurezas.
  • Al limpiar los tubos hay que tener la precaución de no rayarlos y de no utilizar reactivos que puedan atacar al vidrio o que lleven impurezas paramagnéticas difíciles de eliminar (p.e. mezcla crómica).
  • Los tubos no se deben exponer a altas temperaturas (p.e. durante el secado) ya que pueden perden sus propiedades de homogeneidad y/o concentricidad.

Muestra

  • Cantidad mínima de muestra: 

1H 1-10 mg
13C>20 mg
otros núcleos/experimentosconsultar
Las disoluciones deben ser claras, sin residuos sólidos, con una concentración homogénea.

  • Conviene filtrar siempre las disoluciones antes de introducirlas en el tubo.

Forma de solicitar los análisis:

  • Las muestras deben ir acompañadas de la solicitud de ensayo generada en @LIMS. El usuario debe rellenar todos los campos de la solicitud de ensayo que conozca, con objeto de obtener el mejor resultado posible.
  • En una misma Solicitud pueden incluirse una o varias muestras y, en cada una de ellas, uno o varios experimentos siempre que se vayan a realizar en el mismo equipo (AMX-300 ó DRX-500). Los resultados se entregarán una vez finalizados todos los experimentos solicitados.
  • Si el estudio a realizar presenta dificultades técnicas o analíticas fuera de lo común o el producto es poco estable, se recomienda ponerse en contacto con el laboratorio antes de enviar o preparar dichas muestras.

Entrega de los resultados

  • El plazo de entrega de los resultados dependerá de la duración y características del experimento solicitado. 
  • En la aplicación @LIMS se adjuntan los datos de RMN a las solicitudes de manera que cada usuario puede acceder a los resultados de sus muestras. Para ello, hay que entrar nuevamente en la solicitud, una vez que haya sido completada y cerrada por el laboratorio. A la derecha del todo, en las casillas sombreadas en gris, en la casilla con encabezado "Resultados Parciales. A rellenar por SIdI", aparecerá el fichero correspondiente a los datos de la muestra (en formato zip, por ser un directorio). Al pinchar sobre este fichero, se podrá descargar en vuestro ordenador.

Área de descargas