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