En resonancia magnética nuclear , el giro de ángulo mágico (MAS) es una técnica que se utiliza a menudo para realizar experimentos en espectroscopia de RMN de estado sólido y, más recientemente, resonancia magnética nuclear de protones líquidos . [1] [2]
Haciendo girar la muestra (normalmente a una frecuencia de 1 a 130 kHz ) en el ángulo mágico θ m (ca. 54,74 °, donde cos 2 θ m = 1/3) con respecto a la dirección del campo magnético , el normalmente ancho las líneas se vuelven más estrechas, aumentando la resolución para una mejor identificación y análisis del espectro.
En cualquier fase condensada, un espín nuclear experimenta una gran cantidad de interacciones. Las tres interacciones principales ( dipolar , anisotropía de desplazamiento químico , cuadrupolar ) a menudo conducen a líneas muy amplias y sin rasgos distintivos. Sin embargo, estas tres interacciones en los sólidos dependen de la orientación y pueden ser promediadas por MAS. La interacción dipolo-dipolo nuclear, entre los momentos magnéticos de los núcleos promedia a cero solo en el ángulo mágico, θ m . La anisotropía de desplazamiento químico , una interacción nuclear-electrónica, promedia un valor distinto de cero. La interacción cuadrupolar es promediada solo parcialmente por MAS dejando una interacción cuadrupolar secundaria residual. En líquidos, por ejemplo, una solución de un compuesto orgánico , la mayoría de estas interacciones se promediarán debido al rápido movimiento molecular promediado en el tiempo que ocurre. Esta orientación promediando en solución es imitada por MAS de un sólido. Esto hace que la señal se vuelva mucho más estrecha, dando lugar al valor isotrópico (que es de interés para la determinación estructural de materiales sólidos y compuestos) y bandas laterales giratorias que ocurren a múltiplos de la velocidad de giro y pueden usarse para determinar la anisotropía de desplazamiento químico. de los núcleos.
El giro físico de la muestra se logra mediante un mecanismo de turbina de aire. Estas turbinas (o rotores) vienen en una variedad de diámetros (diámetro exterior), de 0,70 a 15,0 mm, y generalmente se hacen girar con aire o nitrógeno gaseoso. Los rotores están hechos de varios materiales diferentes, como cerámica, por ejemplo , zirconia , nitruro de silicio o polímeros como poli (metacrilato de metilo) (PMMA), polioximetileno (POM). Los rotores cilíndricos son simétricos axialmente con respecto al eje de rotación. Las muestras se empaquetan en los rotores y luego se sellan con una tapa de extremo simple o doble. Estas tapas están hechas de varios materiales diferentes, por ejemplo, Kel-F , Vespel , zirconia o nitruro de boro, según la aplicación requerida.
El giro en ángulo mágico fue descrito por primera vez en 1958 por Edward Raymond Andrew , A. Bradbury y RG Eades [3] e independientemente en 1959 por I. J. Lowe. [4] El nombre "giro de ángulo mágico" fue acuñado en 1960 por Cornelis J. Gorter en el congreso AMPERE en Pisa. [1]
Variaciones
Giro de ángulo mágico de alta resolución (HR-MAS)
El HRMAS se aplica generalmente a soluciones y geles donde hay algún movimiento molecular interno, pero las interacciones dipolo-dipolo no se promedian lo suficiente por dicho movimiento. En estas condiciones, HRMAS puede promediar drásticamente el ensanchamiento dipolo-dipolo y dar como resultado espectros similares a la RMN de alta resolución. Esto permite el tipo de análisis cuantitativo de componentes que se practica en la RMN en solución, p. Ej. [5]
Giro con ángulo mágico de polarización cruzada (CP-MAS)
Combinando la polarización cruzada con MAS, se pueden obtener espectros de alta resolución para sólidos rígidos.
Solución Giro de ángulo mágico
El uso de Magic Angle Spinning se ha extendido de NMR de estado sólido a líquido (solución). [6]
Referencias
- ↑ a b Jacek W. Hennel; Jacek Klinowski (2005). "Giro de ángulo mágico: una perspectiva histórica". En Jacek Klinowski (ed.). Nuevas técnicas en RMN de estado sólido . Temas de Química Actual . 246 . Saltador. págs. 1-14. doi : 10.1007 / b98646 . ISBN 978-3-540-22168-5. PMID 22160286 .( Nuevas técnicas en RMN de estado sólido , p. 1, en Google Books )
- ^ E. Raymond Andrew (2010). "Giro de ángulo mágico". En Anne McDermott (ed.). Estudios de RMN de estado sólido de biopolímeros . John Wiley e hijos . págs. 83–97. ISBN 978-0-470-72122-3.( Estudios de RMN de estado sólido de biopolímeros , p. 83, en Google Books )
- ^ ER Andrew; A. Bradbury; RG Eades (1958). "Espectros de resonancia magnética nuclear de un cristal girado a alta velocidad" . Naturaleza . 182 (4650): 1659. Código Bibliográfico : 1958Natur.182.1659A . doi : 10.1038 / 1821659a0 .
- ^ IJ Lowe (1959). "Desintegraciones por inducción libre de sólidos en rotación". Phys. Rev. Lett . 2 (7): 285–287. Código Bibliográfico : 1959PhRvL ... 2..285L . doi : 10.1103 / PhysRevLett.2.285 .
- ^ Händel, Heidi; Gesele, Elke; Gottschall, Klaus; Albert, Klaus (2003). "Aplicación de espectroscopia de RMN 1H HRMAS para investigar interacciones entre ligandos y receptores sintéticos". Angewandte Chemie International Edition . 42 (4): 438–442. doi : 10.1002 / anie.200390133 .
- ^ Polenova, Gupta, Goldbourt (20 de marzo de 2016). "Espectroscopia de RMN de giro de ángulo mágico: una técnica versátil para el análisis estructural y dinámico de sistemas de fase sólida" . Química analítica . 87 (11): 5458–5469. doi : 10.1021 / ac504288u . PMC 4890703 . PMID 25794311 .Mantenimiento de CS1: utiliza el parámetro de autores ( enlace )