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Universidad San Pablo CEU

Metodologías para la determinación estructural de fármacos y el estudio de fenómenos de

reconocimiento molecular

Programa de doctorado en Química Médica

Constantes de Acoplamiento

Ana Ramos

Estructura fina debido a la interacción con núcleos vecinos que posean momento magnéticoHomonuclear: entre núcleos del mismo tipoHeteronuclear: entre núcleos de elementos diferentes

AcoplamientoAcoplamiento espespíínn--epepíínn

ConstantesConstantes de de AcoplamientoAcoplamientoMecanismo de Ramsey-Purcell: acoplamiento indirecto de espín.

Gracias a los electrones de enlace el núcleo A conoce los diferentes estados de espín del núcleo B.

AcoplamientoAcoplamiento espespíínn--epepíínn

ConstantesConstantes de de AcoplamientoAcoplamiento

singlete

doblete

triplete

cuadruplete

quintuplete

sextete

septetemultiplet

Cuando un protón se acopla con N protones de un átomo de carbonoadyacente, y M protones diferentes de otro:

nº de señales en RMN = (N + 1)(M + 1).

NomenclaturaNomenclatura parapara la la caracterizacicaracterizacióónn en RMNen RMN

TopicidadTopicidad: : HomotHomotóópicospicos

TopicidadTopicidad: : EnantiotEnantiotóópicospicos

TopicidadTopicidad

TopicidadTopicidad en en gruposgrupos metilenometileno

IsocronIsocronííaa y y TopicidadTopicidad

EquivalenciaEquivalencia MagnMagnééticatica

Para que dos o más núcleos sean MAGNÉTICAMENTE EQUIVALENTES deben ser:•Químicamente equivalentes•Se tienen que acoplar con la misma J con cualquier otro núcleo que haya en la molécula

Magnéticamente equivalentes Magnéticamente NO equivalentes

EquivalenciaEquivalencia MagnMagnééticatica

NomenclaturaNomenclatura de de loslos SistemasSistemas de de EspinEspin

A2AA’

ABEspectro de orden superior

AXEspectro de 1er orden

νA - νX

JAX> 10

NomenclaturaNomenclatura de de loslos SistemasSistemas de de EspinEspin

NC NO2

AA'XX'

HB HB'

AA'BB'

SISTEMAS DE DOS ESPINES: A2, AX, AB

478 Hz

462 Hz 396 Hz

380 Hz

JAB = ν1-ν2= ν3-ν4 = 16 Hz

ν1-ν3 = ν2-ν4 = (νA−νΒ)2= 82 Hz

νA-νB = 80 Hz (a 60 MHz)

1/2(νA+νB) = 1/2 (ν1+ν4) = 1/2 (ν2+ν3)Punto medio

δA = 7,82; δB = 6,47

COOHHA

J/∆ν

SISTEMAS DE TRES ESPINES: A3, A2X, A2M, AMX, ABX, AB2, ABC

JAB = 3-1 = 4-2 = 7-5 = 8-6

|JAX + JBX| = 12-9

2D+ = 8 – 4 = 6 – 22D–= 7 – 3 = 5 – 1

Máximo 14 señales:6 de la parte X8 de la parte AB

1/2(JAX – JBX) = [(D+ + 1/2JAB)·(D+–1/2JAB)]1/2 – [(D– + 1/2JAB)·(D-1/2JAB)]1/2

1/2(νA - νB)=(D+2 – 1/4JAB

2)1/2– 1/4(JAX – JBX) D+ = 19,98, D– = 16,901/2(νA + νB) = 195.83 HzJAB = 17,96 JAX = 4,80JBX = 11,82νA = 179,86νB = 211,81νX = 311,70 Hz

Universidad San Pablo CEU8 señales

νB = ν3νA = ½ (ν5 + ν7)JAB = 1/3(ν4+ν8-ν1-ν6)

νBνA

J/∆ν

SISTEMAS DE CUATRO ESPINES: A4, A3X, A3B, A2B2, A2MX, AA’XX’, AA’BB’ABX2, ABCX, ABCD, A2X2

6 transiciones de B y 8 de A

7 transiciones de A y 7 de B centradas en ½ (νA + νB)

10 transiciones de A y 10 de X

K = JAA' + JXX'L = JAX – JAX'M = JAA' – JXX'N = JAX + JAX'

24 transiciones

AA’BB’400 MHz

90 MHz

AA’XX’

AlgunosAlgunos valoresvalores de de JJ 22J J (H,H)(H,H)

La Jgem es generalmente negativa y depende fundamentalmente de:

Hibridación del átomo de carbonoEl ángulo de enlace H-C-HEfecto inductivo de los sustituyentes en α y β

AlgunosAlgunos valoresvalores de de JJ22J J (H,H)(H,H)

aumenta disminuye disminuye Disminuye (más negativa)

AlgunosAlgunos valoresvalores de de JJ 22J J (H,H)(H,H)

33J J (H,H)(H,H)AlgunosAlgunos valoresvalores de de JJ

H SO NH

H H HH

1,8 2,6 4,8 5,5 3,4 3,4 3,4

AlgunosAlgunos valoresvalores de de JJ 33J J (H,H)(H,H)KARPUS-CONROY

3,5 Hz 14 Hz 3,5 Hz

3J = (2Js + Ja)/3 = 21/3 = 7 Hz

EtOOC HH

Br COOEtH

BrPhCOOEt

BrPh3JAB = 12 Hz

Br HEtOOC

H BrPh

7-9 (0º) 4-6 (145º)

COOR H

9,8 8,6H

9,3 9,0H

OHH OCH3

4,0 9,0

AlgunosAlgunos valoresvalores de de JJAcoplamientosAcoplamientos a a largalarga distanciadistancia

44J J (H,H) (H,H) WWValorValor mediomedio: 0: 0--2,5 Hz2,5 Hz

55J J (H,H) (H,H) zigzagzigzag

AlgunosAlgunos valoresvalores de de JJ AcoplamientosAcoplamientos a a largalarga distanciadistancia

AcetilenosAcetilenos, , alenosalenos, , cumulenoscumulenos

AcoplamientoAcoplamientoalalíílicolico

AcoplamientoAcoplamientohomoalhomoalíílicolico

AlgunosAlgunos valoresvalores de de JJ AcoplamientosAcoplamientos a a largalarga distanciadistancia

EjemplosEjemplos de de coplamientoscoplamientos homoalhomoalíílicoslicos

AcoplamientosAcoplamientos bencbencíílicoslicos

AcoplamientosAcoplamientos con con otrosotros nnúúcleoscleos: : 1919F (100%), F (100%), 3131P (100%), P (100%), 1313C C (1,1%)(1,1%)

AcoplamientosAcoplamientos con con otrosotros nnúúcleoscleos

AcoplamientosAcoplamientos 1313CC--H en H en 11HH--NMRNMR

AA’X

AcoplamientosAcoplamientos 1313CC--HH

1J (C,H) = 500p donde p = 0,25 en C-sp3

0,33 en C-sp2

0,50 en C-sp

H 165167

2J (C,H) oscilan entre 70 y -20 Hz3J (C,H) siempre positivos e inferiores a 15 Hz

AcoplamientosAcoplamientos 1313CC--1919F y F y 1313CC--3131P P

CF 1J (C-F) = 171

2J (C-F) = 193J (C-F) = 5

O POEt

1J (C-P) = 3002J (C-P) = 533J (C-P) = 5

AcoplamientosAcoplamientos con con 1515NN1515N(0,37%)N(0,37%)

H3CH -67

H -4,5N H -10,8

H -1,5

H -5,4

AcoplamientosAcoplamientos 1313CC--1313CC

No es apreciable en espectros de 13C por la baja abundancia natural del 13C (1,1%) que hace la probabilidad de una combinación sea muy baja

Precisa de la utilización de la técnica INADEQUATE (Incredible Natural Abundance Double Quantum Transfer Experiment), que hace posible la supresión de la señal principal.

1J entre -150 y -400

TTÉÉCINCAS DE DOBLE RESONANCIACINCAS DE DOBLE RESONANCIADesacoplamientoDesacoplamiento HomonuclearHomonuclear

DesacoplamientoDesacoplamiento HeteronuclearHeteronuclear

DesacoplamientoDesacoplamientoOff resonanceOff resonance

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