Ressonância Magnética Nuclear (RMN)
A determinação estrutural de substâncias é uma parte importante da química
orgânica.
Depois que uma substância é sintetizada, sua estrutura deve ser confirmada.
A determinação estrutural pode ser realizada através da:
• Espectrometria de massas
• Espectroscopia de IV
• Espectroscopia de RMN
A RMN diferencia das outras técnicas, pois ela pode identificar a estrutura inteira da molécula, ou seja, identifica o esqueleto carbono- hidrogênio.
Esta técnica possibilita identificar a funcionalidade de um carbono em
específico e também permite determinar com que os carbonos vizinhos se
parecem.
Ressonância Magnética Nuclear
(RMN)
Analisando a palavra RMN:
• Nuclear - Pertence ao núcleo de um
átomo, composto de prótons e nêutrons ou, no caso do núcleo de hidrogênio, composto de um próton somente.
• Magnética - Os movimentos do núcleo são controlados com campos
magnéticos.
• Ressonância - Utilizamos a ressonância para manipular de forma eficiente os
núcleos com os campos magnéticos.
Ressonância Magnética Nuclear
(RMN)
A espectroscopia de RMN foi desenvolvida por físico-químicos no final da década de 1940 para estudar as propriedades de núcleos atômicos.
Em 1951, os químicos perceberam que a espectroscopia de RMN também poderia ser usada para determinar as estruturas de substâncias orgânicas.
A RMN é basicamente uma outra forma de espectroscopia de absorção, semelhante à IV ou UV.
Ressonância Magnética Nuclear
(RMN)
A RMN é um fenômeno pelo qual um núcleo absorve a radiação eletromagnética de uma freqüência específica, na presença de um forte campo magnético.
A base da RMN é o magnetismo:
Todos os núcleos possuem carga;
O momento angular da carga em movimento pode ser descrito em termos do “ número de spin”.
• Spin=0 – átomos com spin 0 são aqueles com massa atômica par: ¹²C
• RMN só faz espectros de elementos com spin ≠0 : ¹³C.
Ressonância Magnética Nuclear
(RMN)
Os núcleos com números de spin igual a um ou maior do que um possuem
distribuição de carga não esférica. Esta assimetria afeta a análise.
Os núcleos como 1H, 13C, 19F e 31P têm momento de spin permitido de +1/2 e – 1/2, o que possibilita a RMN.
O spin do núcleo é afetado por campos magnéticos.
Os movimentos dos núcleos atômicos
podem ser diretamente controlados e detectados por um equipamento de
ressonância magnética nuclear (RMN).
Ressonância Magnética Nuclear
(RMN)
Muitos (apesar de não todos) núcleos
atômicos podem ser imaginados como pequenos ímãs em barra, com um pólo norte e um pólo sul. O núcleo gira a uma taxa constante, com o eixo de giro
coincidindo exatamente com a linha entre os pólos norte e sul.
Ímãs giratórios em barra são, na realidade, muito comuns na natureza. Os átomos individuais de ferro, a Terra, o Sol, vários planetas e estrelas de nêutrons são
todos ímãs giratórios em barra.
O núcleo de hidrogênio, composto por um próton isolado, é magnético e um
componente abundante na água, no gás e no petróleo. Estamos particularmente interessados nesses núcleos, pois
estamos observando os hidrocarbonetos.
Ressonância Magnética Nuclear
(RMN)
Ressonância Magnética Nuclear (RMN)
Normalmente, os pólos norte dos núcleos apontam em qualquer direção que
desejarem, ou seja, desalinhados.
O primeiro passo de uma medição de RMN é o alinhamento dos ímãs nucleares com um forte campo magnético, produzido por um grande ímã no qual eles são
colocados. Esse campo fará com que eles se alinhem, com os pólos norte dos núcleos apontando para o pólo sul do ímã.
Ressonância Magnética Nuclear (RMN)
A diferença de energia entre dois estados de spin depende da força do campo
magnético
