soutenance corrigée 20142015 -
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INITIATION À LA RÉSONANCE MAGNÉTIQUE NUCLÉAIRE
(RMN) LIQUIDE
ABDUL RAHIM Muhammad NajhanLicence 3 mention Chimie
2014/2015
Maître de StageORIONE Clément
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Présentation
Introduction à la Résonance Magnétique Nucléaire
Principe de la RMN
Étude structurale de la molécule
Sommaire
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Centre Régional de Mesures Physiques de l’Ouest(CRMPO)
A été créé en 1972. Regrouper des équipements lourds d’analyse
structurale. Former et disposer d’un personnel hautement
qualifié.
Présentation
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La spectroscopie RMN sert à identifier la structure des molécules.
La RMN permet de détecter les noyaux atomiques et indique dans quel type d’environnement chimique ils se trouvent dans la molécule.
Introduction à la RMN
H
HH
O
HH
H H
H
Spectre RMN = empreinte digitale d’une molécule
dans un environnement particulier
La RMN du proton peut différencier les hydrogènes de couleurs différents
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Principe de la RMN
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Représentation schématique d'une expérience RMN
7δ en ppm ; m ; J en Hz ; Intégration
Les caractéristiques des pics
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Entretien Hebdomadaire
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Analyse structurale (SD-652)
Formule semi-développée : C21 H31 N O5 Si SMasse Molaire : 437,63 g/mol
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RMN 1H9(s)
0.08ppm
10(s)0.97ppm17(s)
2.44ppm
12(s)3.77ppm
1(t)4.44ppm
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Constante de couplage H7 et H8
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Spectre 2D NOESY
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Comment pouvons-nous interpréter le spectre NOESY
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Spectre 2D NOESY zoomé
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Spectre NOESY 2D zoomé
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RMN 1H (400 MHz, CDCl3) δ 7.76 ppm (d, J = 8.3 Hz, 2H, H14 ) 7.31 ppm (d, J = 8.3 Hz 2H, H15 )6.15 ppm (d, J = 14.4 Hz, 1H, H7 ) 5.58 ppm (d, J = 14.0 Hz, 1H, H8 )4.44 ppm (t, J = 7 Hz, 1H, H1)3.73 et 3.16 ppm (d, J = 14 Hz, 2H, H5)3.70 ppm (s, 3H, H12)2.44 ppm (s, 3H, H17)2.19 et 1.86 ppm (dd, J = 14.5 et 6.5 Hz, 2H, H2)0.97 ppm (s, 3H, H10)0.81 et 0.64 ppm (d, J = 5.3 Hz, 1H, H6)0.08 ppm (s, 9H, H9)
Attribution Spectre RMN 1H
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Molécule affirmée
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Conclusion
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Merci beaucoup
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RMN 1H
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Préparation d’un échantillon
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Étude élaboré
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Spectre 2D NOESY zoomé
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Déplacement de la fréquence de résonance d’un spin nucléaire
Il est proportionnel au champ appliqué, dépend des liaisons chimiques, qu’il permet d’identifier par observation du spectre de résonance RMN.
Déplacement Chimique
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Le rapport gyromagnétique est le rapport entre le moment magnétique et le moment cinétique d'une particule.
En pratique, on donne souvent (γ/2π) , exprimé en mégahertz par tesla (MHz.T-1),
Rapport gyromagnétique
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Séparation en énergie de niveaux quantiques de spins, nucléaires dans le cas présent, sous l’effet d’un champ magnétique, et proportionnelle à la valeur de ce champ
Effet Zeeman
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Pour être un bon solvant◦ Chimiquement inerte vis à vis de la molécule◦ Ne doit pas posséder des protons◦ Ne doit pas donner des signaux dans la région
d’étude de la molécule◦ Le produit doit être soluble dans la molécule
Choix des solvants
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Solvants istopiquement substitués en isotope D (2H) de l’hydrogène à la place de l’isotope majoritaire 1H.
Solvants deutérés
Solvants 1H 13C
D2O 4.79 ppm
CDCl3 7.26 ppm 77.2 ppm
DMSOd6 2.50 ppm 39.5 ppm
C6D6 7.16 ppm 128.1 ppm
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Pour qu’il y ait résonance, le champ magnétique tournant (B1) doit avoir le même fréquence de rotation que celle du moment de spin de noyau.
Lorsque ces conditions sont remplies, il y a basculement du moment de spin.
Fréquence de Larmor
v = la fréquence du champ tournantγ = le rapport gyromagnétique du noyauB0 = le champ magnétique auquel est soumis le noyau
2πv = γB0
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En posant ω = dθ/dt, on a dμ/dt = B0 x ω0 et identifiant terme à terme, B0 x ω0 = -γμ x B0
Le moment magnétique intrinsèque effectue un mouvement de précession à la fréquence ωL donné par la relation ωL = γB0 appelée relation de Larmor.
On a donc une dépendance entre vitesse angulaire et champ magnétique exterieur.
Relation de Larmor
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Spectromètre à transformée de Fourier
Technique expérimentale
Une pulsation de radiation (radiofréquence RF) provoque le retournement des spins des noyaux atomiques dans le niveau d’énergie supérieur. Les noyaux atomiques sont stimulés simultanément. Un signal de RF est émis lorsque les noyaux atomiques retournent à leur état d’origine. Signal détecté avec une bobine de récepteur radio perpendiculaire au champ magnétique statique Signal numérisé et enregistré sur un ordinateur Résultat ensuite converti en un signal de fréquence par une transformée de Fourier
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La relaxation du système est le phénomène intéressant pour l’Imagerie RMN
Description dans le référentiel fixe (x, y, z) après une impulsion RF de 90°
Relaxation = retour à l’équilibre