Puede ser solo semántica, pero generalmente hablamos en términos de “asignar” un espectro de RMN de protones de un compuesto conocido o hipotético, lo que significa responder a la pregunta de qué señales en el espectro se deben a qué protones. Los atributos más utilizados son cambio químico, multiplicidad e integración.
Ácido L-aspártico.
- ¿Cuáles son las limitaciones técnicas que se interponen en el camino de la secuenciación de proteínas barata como un reemplazo para la espectrometría de masas de proteínas?
- Química orgánica: ¿cómo afecta el tamaño de un hidrocarburo a su solubilidad en asfaltenos?
- ¿Cuáles son los temas importantes del capítulo aldehídos, cetonas y ácidos carboxílicos de química orgánica para la Clase 12 para la preparación del tablero?
- ¿Por qué los alcoholes y éteres terciarios no pueden sufrir oxidación al reaccionar con el permanganato de potasio?
- ¿Qué significa el término 'meta' en metaformaldehído (un trímero de metanal) y 'para' en paraldehído (atrímero de etanal)?
Con compuestos como el ácido aspártico, también es útil considerar qué protones aparecerán en el espectro. En un solvente deuterado como D2O, que tiene átomos de deuterio relativamente ácidos, estos pueden intercambiarse rápidamente con los protones ácidos en el solvente. Por lo tanto, no se esperaría que aparezcan los dos protones de ácido carboxílico. Además, los protones unidos a un grupo amino no son particularmente ácidos, pero también pueden ser reemplazados por solventes. En este caso, el nitrógeno básico primero extrae un deuterio de D2O para dar una especie de la forma RNH2D +, que luego puede perder un protón para dar RNHD. La amina monodeuterada puede entonces sufrir un intercambio análogo de protón-deuterio. Estas reacciones de intercambio son impulsadas por la concentración mucho mayor del solvente en relación con el analito. Por ejemplo, se puede tomar un espectro de ácido aspártico a una concentración de 50 mM. El disolvente D2O tendría una concentración de aproximadamente 55 M, o aproximadamente 1000 veces la del ácido aspártico. Por lo tanto, en equilibrio, los hidrógenos unidos a N y O son casi completamente deuterio.
Espectro de RMN de protones del ácido L-aspártico en D2O tamponado a 600 MHz.
Los protones restantes están todos unidos al carbono, y hay tres de ellos, todos únicos. Existe el protón de metina unido al carbono que contiene N, y están los dos protones de metileno unidos al carbono adyacente. Si bien estos dos protones están unidos al mismo carbono, son diferentes debido a su relación espacial con otros átomos en la molécula: son diastereotópicos. Esto significa que si reemplaza uno de estos protones con otro átomo, los dos posibles compuestos serían diastereómeros. También existe la posibilidad de protones enantiotópicos, que son protones donde una sustitución similar daría enantiómeros. Estos protones son equivalentes en RMN porque su relación espacial con el resto de la molécula es idéntica.
Entonces, tenemos tres protones diferentes, y de hecho hay tres señales en este espectro de RMN. Cada uno se integra a uno (no se muestra en el espectro anterior). Para distinguirlos, tenemos que considerar el cambio químico y la multiplicidad. Hay una serie de reglas utilizadas para determinar el cambio químico que se basan en analogías con casos conocidos. Con los carbonos sp3, el más simple es que los protones unidos a los carbonos sustituidos con átomos electronegativos tienen señales que se desplazan hacia la izquierda. En base a esta consideración, podemos asignar la señal en 3.9 al protón unido al carbono que contiene N. Esto significa que las otras dos señales en 2.8 y 2.7 se deben a los protones unidos al carbono de metileno.
Es posible diferenciar los dos protones diastereotópicos en función del patrón de división (constantes de acoplamiento), pero esto requiere conocer la curva de Karplus y la conformación del estado de la solución del ácido aspártico. Sin este conocimiento, podemos decir qué constante de acoplamiento en cada pico se debe a otro pico dado. Para hacer esto, es más fácil si las constantes de acoplamiento se detallan, pero hay dos cosas que debemos saber primero. Una de ellas es la “regla n + 1”. Cada protón que divide un pico lo divide en dos. Si los protones son equivalentes, la constante de acoplamiento (la cantidad de espacio entre cada pico) es la misma, por lo que los picos intermedios se apilan. Por lo tanto, el área debajo de cada pico en un multiplete es aproximadamente en la proporción del Triángulo de Pascal, y el número de estos picos es igual al número de protones divididos más uno. En segundo lugar, si los picos A y B se dividen entre sí, tendrán constantes de acoplamiento idénticas. Además, los picos que se dividen entre sí tienden a apoyarse entre sí, y la magnitud de esto es proporcional a la proximidad de sus cambios químicos.
La lista de multipletes:
protón A: 3.9 (dd, J = 8.8, 3.7 Hz, 1H), metino H
B: 2.8 (dd, J = 17.5, 3.7 Hz, 1H), metileno H
C: 2.7 (dd, J = 17.5, 8.8 Hz, 1H), metileno H
Por lo tanto, podemos distinguir los distintos acoplamientos mediante los cuales dos protones comparten una constante de acoplamiento:
J = 17.5 Hz se debe al acoplamiento BC, J = 8.8 Hz se debe al acoplamiento AC y J = 3.8 Hz se debe al acoplamiento AB.
Los ejemplos más complejos pueden requerir un poco más de conocimiento de fondo para asignar, pero el proceso básico y las consideraciones son las mismas.
