6.6.6. Метод протонного магнитного резонанса

Метод протонного магнитного резонанса (ПМР) обуслов-ливает его широкое применение для идентификации органических соединений и качественного анализа сложных смесей путем сравнения положения полученных сигналов с описанными в литературе. Кроме того, химические сдвиги протонов отдельных классов органических соединений можно рассчитать по эмпирическим аддитивным схемам, основанным на постоянном вкладе отдельных структурных элементов в экранирование протона. Следует отметить, что положение протонов гидроксильной и аминогруппы может изменяться в широких пределах. Это связано с их способностью образовывать водородные связи, в зависимости от окружения и прочности водородной связи экранирование протона может меняться.

Количественный анализ методом ПМР основан на прямой пропорциональности интегральной зависимости интенсивности сигнала от числа протонов при резонансной частоте ₀ и напряженности переменного магнитного поля H. Для количественного анализа смеси известных веществ необходимо, чтобы для каждого компонента смеси имелся неперекрывающийся характеристический сигнал; определение в этом случае можно проводить в одну стадию, используя однократную съемку спектра ПМР. Наиболее часто для количественных ПМР-определений используют метод внутреннего стандарта. Количественный ПМР-анализ особенно перспективен для определения смеси родственных соединений, поскольку вид ПМР-спектра меняется даже при незначительных изменениях геометрии молекулы и порядка связей. Последнее обстоятельство широко используют для установления структуры чистых органических соединений и структурных различий близких по строению соединений при исследовании конформационных превращений и изомеризации.

Таким образом, спектральные методы позволяют решить следующие важные вопросы аналитической химии:

– идентификацию органических соединений. Определение или подтверждение структуры (структурный анализ). Качественный анализ сложных смесей;

– количественное определение органических соединений в сложных смесях, как правило, с использованием внутренних стандартов.

Метод недеструктивный, позволяет проводить определение, используя один спектр; не требует предварительной градуировки;

– изучение динамического равновесия конформационных превращений, меж- и внутримолекулярных превращений и т. д.;

– исследование комплексообразования. Разрабатываются методы получения с помощью метода ЯМР реального двухмерного изображения объекта (ЯМР-интроскопия). Это является результатом съемки спектра ЯМР при наложении на образец градиента поля. Для улучшения соотношения сигнал–шум в приборах ЯМР используется импульсная спектроскопия Фурье.