Funding by the University of East Anglia, the EPSRC (EP/L012855/1) and the EU (H2020-MSCA-IF-2014-EF-ST-658172) is gratefully acknowledged (MTQ).

זהירות: יש להתייעץ כל גיליונות נתוני בטיחות חומרים רלוונטיים (MSDS) לפני השימוש. 1. הכנת דוגמאות NMR <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לשקול 5 מ&quot;ג של N, -dimethylacetamide N, להוסיף צינור NMR המתאים לטמפרטורות נמוכות ו להתמוסס 0.6 מ&quot;ל של toluene- ד 8. </li></ol> 2. הגדרת ניסוי תמ&quot;ג 25 <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> NOE ספקטרה רכישה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בצעו ניסוי חד ממדי NOE (אפקט גרעיני אוברהאווזר). 26 הערה: תופעות NOE יכול לקרות בכל טמפרטורה. קשת NOE חד ממדי irradiating האות יהיה מוקרן בניסוי תמ&quot;ג SSTD, נרשמה ב -40 ° C לוודא כי העברת סיבוב המגנטיזציה המדגם המשמש כאן היה ממוזער, ולכן נואי, אם קיים, היה דומיננטי ו להימדד בניסוי הזה. באופן אידיאלי, תופעות NOE בין שני הגרעינים להחלפת שאולd לא להיות נוכח כדי למנוע הפרעות עם שיטת SSTD. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגדרת ניסויים SSTD NMR <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכנס את מדגם המגנט ידי EJ ההקלדה הראשון בשורת הפקודה של התוכנה כדי להפעיל את זרימת האוויר. לאחר מכן, לשים את המדגם על גבי מגנט ולאחר מכן הקלד ij. מתן עד המדגם הוא בתוך המגנט. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר המדגם נמצא מגנט, סוג edte בשורת הפקודה. שינוי הטמפרטורה לטמפרטורה הראשונה שנבחרה לבצע את הניסוי (295.5 K במקרה זה). בואו המדגם לייצב בטמפרטורה נבחרה דקות לפחות 20. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בצעו ניסוי 1D 1 H-NMR על המדגם. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צור בסיס נתונים חדשים של ניסוי 1 H-NMR. עבור הקליק הזה על קובץ / חדשות שם הניסוי החדש. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הקלד ברצף ומחכה הפקודה הקודמת ועד סופו: מנעול, עתמה, topshim, getprosol ו RGA. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הקלד &lt;em&gt; ZG לרכוש את ניסוי הפרוטון. ברגע שזה סיים סוג EFP ו apk כדי התמרה זה ולהתאים את השלב. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צור בסיס נתונים חדשים של, למשל, ניסוי 1 H NMR. עבור הקליק הזה על קובץ / חדשות שם הניסוי החדש. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מתוך אוסף הנתונים החדש הזה, הקלד rpar בשורת הפקודה. בחר אחת מהערכות פרמטר &quot;STDDIFF&quot; מהרשימה, למשל STDDIFFESGP, ולחץ על &quot;לקרוא&quot; ולאחר מכן &quot;לקרוא את כל&quot; (איור 1). לחלופין, לעשות זאת על ידי הקלדת STDDIFFESGP rpar כל. הערה: ניתן לבצע את הניסוי עם רצף הדופק הזה. עם זאת, התכנית הדופקת השתמשה בניסוי שלנו הייתה STDDIFF. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כדי לבחור את רצף דופק STDDIFF, לחץ על הלחצן עם שלוש נקודות בקו PULPROG (איורים 2 ו -3). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לפני ביצוע הניסוי NMR SSTD, לכייל את 1 H 90 ° Puls קשהדואר (P1). לשם כך, להבטיח כי המדגם הוא המגנט בטמפרטורה הרצויה (שלב 2.2.2). הקלד pulsecal בשורת הפקודה ולהעתיק את הערך של הדופק 90 ° על כוח עליון (PL1 = -1 dB במקרה זה), כלומר, אחד שנותן את הדופק הקצר (איור 4). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הצג את הערכים עבור הדופק הקשה המכויל בניסוי. סוג getprosol 1H (ערך עבור p1 שהושגו בשלב 2.2.7) (ערך עבור PL1) (איור 5). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגדר את אורך הפולס בצורה. P13 סוג להציג ערך של 50,000 μsec (איור 6). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגדר את הצורה הדופקת סלקטיבית. לשם כך, עבור אל כוח ולחץ על כפתור &quot;ערוך ...&quot; ליד צורה (איור 7). עבור אל הדופק בצורת 13 ולבחור: גאוס 1.1000 (איור 8). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגדר את כוח הדופק סלקטיבית (SP13). להגדיר את זה למשהו מתאים, כלומר </em&gt;, על מערכת זו בין 40-60 דציבלים (המקביל ל עוצמת השדה של כ 120 הרץ) (איור 8). עוצמת שדה מוגזמת עלולה לגרום תופעות רוויה מקובלות. 27-29 הערה: 50 dB היו אופטימליים במקרה שלנו. קח בחשבון כי מדובר בהיקף הנחתה, ולכן הערך הקטן ככל כוחו של גלי הרדיו. כפי שזה תואם את מפל גאוס להרוות, אשר מוחל במשך זמן רב (מספר שניות), sp13 לא צריך ללכת מתחת ל -40 דציבלים (במידת צורך, להתייעץ על מפרטי מכשירים, קטניות עוד בהספק גבוה עלולות להזיק probehead). מניסיוננו 41-61 dB מעל ההנחתה של הדופק הקשה 1 H 90 ° (-1 dB בעבודה זו) עובד מצוין. נסה תמיד לבחור את ההנחתה הגבוהה ביותר האפשרית המובילה לרמת רוויה דומה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הקלד ns ולהגדיר אותו 8 והקלד ds ולהגדיר אותו 4. </li></ol></li></ol> 3. רכישת נתוני תמ&quot;געיבוד ד 25 <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> רכישת ניסוי SSTD NMR <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פתח את הניסוי H NMR 1 ביצע בשלב 2.2.3 כדי לבדוק שם את האות כי יהיה מוקרן הוא. לשם כך, לחפש הניסוי בדפדפן התוכנה, קליק ימני במערך ולחץ על &quot;הצג בחלון חדש&quot;. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הזז את קו הסמן למרכז של האות כדי להקרין ורשום את המשמרת הכימית ppm. בחר רוחב ספקטרלי אשר ישמש בניסוי. הערה: במקרה זה, את האות אשר יהיה מוקרנת היא ב 2.17 ppm, ואת רוחב ספקטרלי המשמש היה 1.46 ppm. ודא שאף תיקון כימי משמרת משמש או תדירות הקרינה יכולות להיות מוגדרת לא נכון. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עבור אל הניסוי SSTD NMR שנוצרו בעבר עם ההתקנה כאמור בסעיף 2.2. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צור רשימה עם התדרים של קרינה. לשם כך, הקלד fq2list בשורת הפקודה ובחר ברשימה קיימת. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עריכת הרשימהתדרי הקרנה כולל את הנתונים הבאים 3 השורות הראשונות (איור 9): שורה 1. P (מציין כי הנתונים הבאים נמצאים ppm); השורה 2 תדר של האות להיות מוקרן ב ppm, כפי שהיא נמדדת ב 3.1.. 1; השורה 3.40 ppm (תדר שרחוקה מלהיות 1 אותות H של המתחם כדי ההקרנה בתדירות שאינה משפיעה הספקטרום). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שמור את הרשימה עם שם חדש ולאחר מכן הקלד fq2list בשורת הפקודה ובחר את הרשימה רק יצרה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כדי למרכז את הניסוי על האותות נחקרים, סוג o1p ובחר כמרכז הניסוי המשמר הכימית של האות יהיה מוקרן. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> SW סוג כדי לבחור את רוחב ספקטרלי (1.46 ppm במקרה זה, אבל כל רוחב ספקטרלי אחר ניתן לבחור). הערה: אם זמן הרכישה המתקבל לאחר שינוי רוחב ספקטרלי ארוך מדי (אשר יכיר יותר רעש בספקטרום) זה can להיות מותאם על ידי הקלדת AQ לספק את Decay אינדוקציה חינם הרצוי (FID) רזולוציה (FIDRES, 0.25 הרץ במקרה זה). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בחר את הערך עבור D1 עיכוב הרפיה Interscan. ודא שזה לפחות 1 עד 5 פעמים את הערך של T 1 של האיטי ביותר המרגיע פּרוֹטוֹן. הערה: אנו להגדיר אותו ל -40 שניות, וזה זמן רוויה הארוך (D20) בניסוי. בדרך זו כל אחד מהניסויים ימשיכו באותו הכולל &quot;לכל סריקה&quot; זמן (זמן השהיה + רוויה + זמן רכישת פולסים +). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הקלד D1 ולהגדיר אותו ל -40 שניות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגדר את הערך הראשון בפעם הרוויה ידי הקלדת D20 וקביעת ההגדרות ל -40 שניות. קבע את רווח מקלט (RG) באופן אוטומטי על ידי הקלדת RGA. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צור את הניסוי הבא על ידי הקלדת iexpno. הקלד D20 ובחר זמן רווי של 20 שניות בניסוי הזה. הקלד RGA לקבוע RG אוטומטי. </li> &lt;li&gt; חזור על השלב האחרון D20 = 10, 5, 2.5, 1.25, 0.625, 0.3 שניות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר שכל הניסויים נוצרים, פתח את הראשון וב multizg סוג שורת הפקודה ולציין את מספר ניסויים, 8 במקרה זה (כלומר, multizg 8). </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עיבוד ניסוי SSTD NMR <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פתח את 1 PROCNO (מספר תהליך) מ EXPNO 1 (מספר ניסוי) של הערכה (אחד עם הזמן הרווי הגבוה יותר). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בשנות ה lb סוג שורת הפקודה ולהגדיר את הערך 1.5. הערה: לקבלת ספקטרום עם גבוה מאוד אות לרעש יחס ערך זה יכול להיות ירידה; הפוך, היא יכולה לגדול לניסויים רועשים, אם הרזולוציה ספקטרלית אינה משפיעה באופן חמור. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בשנות ה EFP סוג שורת הפקודה תהליך FID # = 1 ( &quot;על-תהודה&quot; ספקטרום) ב PROCNO = 2 (איור 10). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תקן את שלב הניסוי על ידי לחיצה על b תיקון השלב האינטרקטיוויutton ולשמור אותו כניסוי 2D. שמור ויציאה (איור 11). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> נציג סוג 1 בשורת הפקודה ללכת PROCNO 1. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בשנות ה EFP סוג שורת הפקודה תהליך FID # = 2 (קשת &quot;off-תהודה&quot;) ב PROCNO = 3 (איור 12). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בשנתי ה .md סוג שורת פקודה ולאחר מכן נציג 2 להראות חלון ראווה מרובה בשתי ספקטרה המעובד: 2 (זה עם האות הרווי באמצע) ו -3 (זה שבו הרכבת הדופקת להרוות יושמה ב 40 עמודים לדקה ) (איור 13). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחץ על הכפתור עם סימן דלתא (איור 13) כדי לחשב את ספקטרום ההבדל ולשמור אותו PROCNO 4. יציאה בחלון הראווה המרובה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בחר טווח ואינטגרציה עבור האות מהשמאל (האות שבה העברת הרוויה בשל תהליך השינוי הכימי תקוים). תמיד לשלב באותו אזור ב PROCNO 3 ו PROCNO 4. <br/&gt; הערה: טווח האינטגרציה השתמש בניסוי זה 2.55 - 2.67 ppm. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר משולב, עבור אל הכרטיסייה &quot;אינטגרל&quot; בכל הניסויים ולהעתיק את הערך של &quot;[ABS] אינטגרל&quot; (איור 14). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מחלק את אינטגרלי PROCNO 4 על ידי אינטגרלי PROCNO 3. כלומר הערך של η SSTD במשך זמן רווי של 40 שניות (η פרמטר SSTD = ספין רווית העברת הבדל). 21 </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חזור על התהליך עבור שאר הניסויים עם פעמים רוויות שונות. </li></ol></li></ol> 4. ניתוח נתונים 30 <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ניתוח של הנתונים כדי לקבל פרמטרים קינטיים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מגרש את ערכי SSTD η שהושגו מול הזמן הרווי. 21 </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בצע בכושר מעריכים להתאים את העקומות שהתקבלו למשוואה <img alt="משוואה 1" src="/files/ftp_upload/54499/54499eq1.jpg" /> <img aLT = &quot;משוואה 2&quot; src = &quot;/ files / ftp_upload / 54,499 / 54499eq2.jpg&quot; /&gt; <img alt="משוואה 3" src="/files/ftp_upload/54499/54499eq3.jpg" /> = <img alt="משוואה 4" src="/files/ftp_upload/54499/54499eq4.jpg" /> בשלב רוויה מאוד ארוך t = זמן </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חשב את ערכי η SSTD MAX ו δ ולהשתמש בהם כדי לחשב את הערכים של קבועי קצב (k) ושעות הרפיה (1A T) על פי המשוואות הבאות: <img alt="משוואה 5" src="/files/ftp_upload/54499/54499eq5.jpg" /> T 1A = קבוע זמן רגיעה האורך של ספין k = באתר הדדית שער החליפין הקינטית קבוע <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השג את קבוע קצב קינטי של: <img alt="משוואה 6" src="/files/ftp_upload/54499/54499eq6.jpg" /></li></ol></li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מגרש איירינג כדי לקבל את פרמטרים תרמודינמיים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Ln המגרש (k / T) לעומת 1 / T (T = טמפרטורה מוחלטת), באמצעות הערכים של ומקןה<html> שיעורי טיק בטמפרטורות שונות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בצע התאמה ליניארית כדי להתאים את הנתונים שהתקבלו למשוואה איירינג: <img alt="משוואה 7" src="/files/ftp_upload/54499/54499eq7.jpg" /> <img alt="משוואה 8" src="/files/ftp_upload/54499/54499eq8.jpg" /> <img alt="משוואה 9" src="/files/ftp_upload/54499/54499eq9.jpg" /> <img alt="משוואה 10" src="/files/ftp_upload/54499/54499eq10.jpg" /> R = גז קבוע k B = קבוע בולצמן T = טמפרטורה מוחלטת </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חשב את ΔH פרמטרים תרמודינמיים ≠ ו ΔS ≠. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חשב את ערכי E A (298) ו ΔG ≠ (298) באמצעות המשוואות הבאות: <img alt="משוואת 11" src="/files/ftp_upload/54499/54499eq11.jpg" /> <img alt="משוואת 12" src="/files/ftp_upload/54499/54499eq12.jpg" /> s / ftp_upload / 54,499 / 54499eq13.jpg &quot;/&gt; <img alt="משוואת 14" src="/files/ftp_upload/54499/54499eq14.jpg" /> </li></ol></li></ol>

<ol>
	<li>Bain, A. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chemical+Exchange+in+NMR.">Chemical Exchange in NMR.</a> Prog. Nuc. Mag. Res. Spect. 43, 63-103 (2003).</li><li>Bain, A. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chemical+Exchange.">Chemical Exchange.</a> Modern Magnetic Resonance. , 421-427 (2006).</li><li>Bain, A. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chapter+2+-+Chemical+Exchange.">Chapter 2 - Chemical Exchange.</a> Ann. Rep. NMR Spect. 63, 23-48 (2008).</li><li>Reeves, L., Shaddick, R., Shaw, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nuclear+Magnetic+Resonance+Studies+of+Multi-site+Chemical+Exchange.+III.+Hindered+Rotation+in+Dimethylacetamide,+Dimethyl+Trifluoro-acetamide,+and+Dimethyl+Benzamide.">Nuclear Magnetic Resonance Studies of Multi-site Chemical Exchange. III. Hindered Rotation in Dimethylacetamide, Dimethyl Trifluoro-acetamide, and Dimethyl Benzamide.</a> Can. J. Chem. 49, 3683-3691 (1971).</li><li>Drakenberg, T., Dahlqvist, K., Forsen, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Barrier+to+Internal+Rotation+in+Amides.+IV.+N,N-Dimethylamides.+Substituent+and+Solvent+Effects.">Barrier to Internal Rotation in Amides. IV. N,N-Dimethylamides. Substituent and Solvent Effects.</a> J. Phys. Chem. 76, 2178-2183 (1972).</li><li>Fujiwara, F., Airoldi, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Carbon-13+NMR+Study+of+the+Barrier+to+Internal+Rotation+of+N,N-Dimethylacetamide+in+the+Adduct+with+Antimony(III)+Chloride.">Carbon-13 NMR Study of the Barrier to Internal Rotation of N,N-Dimethylacetamide in the Adduct with Antimony(III) Chloride.</a> J. Phys. Chem. 88, 1640-1642 (1984).</li><li>Gutowsky, H. S., Holm, C. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rate+Processes+and+Nuclear+Magnetic+Resonance+Spectra.+II.+Hindered+Internal+Rotation+of+Amides.">Rate Processes and Nuclear Magnetic Resonance Spectra. II. Hindered Internal Rotation of Amides.</a> J. Chem. Phys. 25, 1228-1234 (1956).</li><li>Forsen, S., Hoffman, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+New+Method+for+the+Study+of+Moderately+Rapid+Chemical+Exchange+Rates+Employing+Nuclear+Magnetic+Double+Resonance.">A New Method for the Study of Moderately Rapid Chemical Exchange Rates Employing Nuclear Magnetic Double Resonance.</a> Acta Chem. Scand. 17, 1787-1788 (1963).</li><li>Forsen, S., Hoffman, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Study+of+Moderately+Rapid+Chemical+Exchange+Reactions+by+Means+of+Nuclear+Magnetic+Double+Resonance.">Study of Moderately Rapid Chemical Exchange Reactions by Means of Nuclear Magnetic Double Resonance.</a> J. Chem. Phys. 39, 2892-2901 (1963).</li><li>Williams, T. J., Kershaw, A. D., Li, V., Wu, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+Inversion+Recovery+NMR+Kinetics+Experiment.">An Inversion Recovery NMR Kinetics Experiment.</a> J. Chem. Educ. 88, 665-669 (2011).</li><li>Bain, A. D., Cramer, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Slow+Chemical+Exchange+in+an+Eight-Coordinated+Bicentered+Ruthenium+Complex+Studied+by+One-Dimensional+Methods.+Data+Fitting+and+Error+Analysis.">Slow Chemical Exchange in an Eight-Coordinated Bicentered Ruthenium Complex Studied by One-Dimensional Methods. Data Fitting and Error Analysis.</a> J. Magn. Res., Series A. 118, 21-27 (1996).</li><li>Sandstrom, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Dynamic NMR Spectroscopy. , (1982).</li><li>Castanar, L., Nolis, P., Virgili, A., Parella, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measurement+of+T1/T2+Relaxation+Times+in+Overlapped+Regions+from+Homodecoupled+1H+Singlet+Signals.">Measurement of T1/T2 Relaxation Times in Overlapped Regions from Homodecoupled 1H Singlet Signals.</a> J. Magn. Reson. 244, 30-35 (2014).</li><li>Mu&#241;oz, M. P., de la Torre, M. C., Sierra, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=New+Platinum-Catalysed+Dihydroalkoxylation+of+Allenes.">New Platinum-Catalysed Dihydroalkoxylation of Allenes.</a> Adv. Synth. Catal. 352, 2189-2194 (2010).</li><li>Mu&#241;oz, M. P., de la Torre, M. C., Sierra, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Platinum-Catalysed+Bisindolylation+of+Allenes:+A+Complementary+Alternative+to+Gold+Catalysis.">Platinum-Catalysed Bisindolylation of Allenes: A Complementary Alternative to Gold Catalysis.</a> Chem. Eur. J. 18, 4499-4504 (2012).</li><li>Hurtado-Rodrigo, C., Hoehne, S., Mu&#241;oz, M. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+New+Gold-Catalysed+Azidation+of+Allenes.">A New Gold-Catalysed Azidation of Allenes.</a> Chem. Comm. 50, 1494-1496 (2014).</li><li>Vrieze, K., Volger, H. C., Gronert, M., Praat, A. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intramolecular+Rearrangements+in+Platinum--Tetramethylallene+Compounds+as+Influenced+by+Ligands+Trans+to+the+Allene+Group.">Intramolecular Rearrangements in Platinum--Tetramethylallene Compounds as Influenced by Ligands Trans to the Allene Group.</a> J. Organometal. Chem. 16, 19-22 (1969).</li><li>Vrieze, K., Volger, H. C., Praat, A. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Complexes+of+Allenes+with+Platinum+(II)+and+Rhodium+(I).">Complexes of Allenes with Platinum (II) and Rhodium (I).</a> J. Organometal. Chem. 21, 467-475 (1970).</li><li>Brown, T. J., Sugie, A., Leed, M. G. D., Widenhoefer, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Structures+and+Dynamic+Solution+Behavior+of+Cationic,+Two-Coordinate+Gold(I)-&#960;-Allene+Complexes.">Structures and Dynamic Solution Behavior of Cationic, Two-Coordinate Gold(I)-&#960;-Allene Complexes.</a> Chem. Eur. J. 18, 6959-6971 (2012).</li><li>Yang, W., Hashmi, S. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanistic+Insights+into+the+Gold+Chemistry+of+Allenes.">Mechanistic Insights into the Gold Chemistry of Allenes.</a> Chem. Soc. Rev. 43, 2941-2955 (2014).</li><li>Quiros, M. T., Angulo, J., Munoz, M. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Kinetics+of+Intramolecular+Chemical+Exchange+by+Initial+Growth+Rates+of+Spin+Saturation+Transfer+Difference+Experiments+(SSTD+NMR).">Kinetics of Intramolecular Chemical Exchange by Initial Growth Rates of Spin Saturation Transfer Difference Experiments (SSTD NMR).</a> Chem. Commun. 51, 10222-10225 (2015).</li><li>Mayer, M., Meyer, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+Ligand+Binding+by+Saturation+Transfer+Difference+NMR+Spectroscopy.">Characterization of Ligand Binding by Saturation Transfer Difference NMR Spectroscopy.</a> Ang. Chem. Int. Ed. 38, 1784-1788 (1999).</li><li>Angulo, J., Nieto, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=STD-NMR:+Application+to+Transient+Interactions+Between+Biomolecules+-+A+Quantitative+Approach.">STD-NMR: Application to Transient Interactions Between Biomolecules - A Quantitative Approach.</a> Eur. Biophys. J. 40, 1357-1369 (2011).</li><li>Kemper, S., Patel, M. K., Errey, J. C., Davis, B. G., Jones, J. A., Claridge, T. D. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Group+Epitope+Mapping+Considering+Relaxation+of+the+Ligand+(GEM-CRL):+Including+Longitudinal+Relaxation+Rates+in+the+Analysis+of+Saturation+Transfer+Difference+(STD)+Experiments.">Group Epitope Mapping Considering Relaxation of the Ligand (GEM-CRL): Including Longitudinal Relaxation Rates in the Analysis of Saturation Transfer Difference (STD) Experiments.</a> J. Magn. Reson. 203, 1-10 (2010).</li><li>Berger, S., Braun, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> 200 and More NMR Experiments: A Practical Course. , (2004).</li><li>Cutting, B., Shelke, S. V., Dragic, Z., Wagner, B., Gathje, H., Kelm, S., Ernst, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sensitivity+Enhancement+in+Saturation+Transfer+Difference+(STD)+Experiments+Through+Optimized+Excitation+Schemes.">Sensitivity Enhancement in Saturation Transfer Difference (STD) Experiments Through Optimized Excitation Schemes.</a> Magn Reson Chem. 45, 720-724 (2007).</li><li>Ley, N. B., Rowe, M. L., Williamson, R. A., Howard, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optimising+Selective+Excitation+Pulses+To+Maximize+Saturation+Transfer+Difference+NMR+Spectroscopy.">Optimising Selective Excitation Pulses To Maximize Saturation Transfer Difference NMR Spectroscopy.</a> RSC Adv. 4, 7347-7351 (2014).</li><li>Antanasijevic, A., Ramirez, B., Caffrey, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+the+Sensitivities+of+WaterLOGSY+and+Saturation+Transfer+Difference+NMR+Experiments.">Comparison of the Sensitivities of WaterLOGSY and Saturation Transfer Difference NMR Experiments.</a> J. Biomol. NMR. 60 (1), 37-44 (2014).</li><li>Jarek, R. L., Flesher, R. J., Shin, S. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Kinetics+of+Internal+Rotation+of+N,N-Dimethylacetamide:+A+Spin-Saturation+Transfer+Experiment.">Kinetics of Internal Rotation of N,N-Dimethylacetamide: A Spin-Saturation Transfer Experiment.</a> J. Chem. Ed. 74, 978-982 (1997).</li><li>Forsen, S., Hoffman, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Exchange+Rates+by+Nuclear+Magnetic+Multiple+Resonance.+III.+Exchange+Reactions+in+Systems+with+Several+Nonequivalent+Sites.">Exchange Rates by Nuclear Magnetic Multiple Resonance. III. Exchange Reactions in Systems with Several Nonequivalent Sites.</a> J. Chem. Phys. 40, 1189-1196 (1964).</li></ol>

The authors declare that they have no competing financial interests.

One of the more obvious advantages of this methodology is that the rate constants and the relaxation time for a given temperature can be obtained with a single set of experiments, with a robust pulse sequence (the same used for STD experiments to study protein-ligand interactions, which is typically found within the available set of experiments from the spectrometer manufacturer). This simplifies the experimental setup since there is no need to measure T1 or reach steady state saturation. Besides, it is remarkable that this method does not depend on the magnet strength, as coalescence methods. On the other hand, the main limitation is that this technique cannot be applied to chemical exchange processes too fast or too slow, which would depend on the temperature range of the NMR machine or the solvents used.
This new technique for the calculation of kinetic parameters can be applied to a great variety of substrates and its applicability has already been demonstrated with some interesting molecules.21 The kinetic parameters of the 4-N,N-dimethylamido[2.2]paracyclophane, a challenging substrate in which the signal of one of the methyl groups of interest is overlapped with other signals from the molecule, were successfully calculated using SSTD NMR. Interestingly, this methodology can be applied as long as one of the signals of study is isolated. SSTD NMR is also a useful protocol for the calculation of kinetic parameters in molecules in which the coalescence temperature is so high that the molecule decomposes before reaching it. This is the case with PtCl2(dimethylallene)(pyridine), in which the methodology was successfully applied without the need of reaching coalescence. The choice of solvents and temperatures is critical to obtain good results, since the chemical exchange rates can vary significantly with these parameters. Moreover, in addition to the criteria in a normal NMR experiment, key steps in a SSTD NMR experiment are the selectivity of the irradiation as well as the temperature control. Both factors have to be precise to guarantee the success of the experiment.
The representative results presented here are for the kinetics of intramolecular chemical exchange, but the technique can also be applied to study the kinetics of intermolecular chemical exchange and also ligand exchange, common processes in the dynamic behavior of transition metal complexes. 
Finally, providing a proper modification of the equations is made,32 this method could be extended to deal with multi-site exchange and unequal populations, as it has been done in former double resonance experiments,8-9 increasing the usefulness of this technique for the study of chemical exchange processes in challenging compounds.

חילופי כימית כלל מתייחס לכל תהליך מולקולאריים או intramolecular שבו חוג נע מסביבה אחד למשנה שבו פרמטרי התמ&quot;ג שלה (משמרת כימית, צימוד סקלר, צימוד dipolar, שיעור הרפיה) שונים. ישנן דוגמאות רבות של שינוי כימי במולקולות אורגניות אורגנו (למשל, מחסומי סיבוב biaryls, מחסומים מרפרף טבעת ושיווי משקל קונפורמציה, היפוך חנקן, ליגנד מחייב, חילופי ליגנד מנוון tautomerization). 1-3 שער החליפין הכימי קשור התרמודינאמיקה של המחסום של התהליך החילופי, ולכן המחקר שלה הוא בעל חשיבות מכרעת להבין דינאמיקה מולקולארית של מערכות אלה. הסימן הקלאסי של חילופי דינמי ב NMR הוא שינוי דרמטי קו-הצורה של אותות תמ&quot;ג כמו שינויי טמפרטורה. בטמפרטורות נמוכות, התהליך הוא איטי בשתי משמרות כימי מובהקים observed. בטמפרטורות גבוהות, שני האותות מתמזגים אות אחת, תופעה המוכרת בשם &quot;התקבצות&quot;. בטמפרטורות ביניים, האותות להיות מאוד רחבים. רגישות זו של ספקטרום התמ&quot;ג כדי שינוי כימי עושה NMR שיטה חזקה מאוד כדי ללמוד את הדינמיקה של מולקולות בתמיסה. שתי שיטות הועסקו בעיקר בחקר תהליכים דינמיים פתרון:. ניתוח קו-צורה, 4-7 ספין רווית ניסויי העברה 8-9 חוץ מזה, הוא גם ראוי להזכיר העברת היפוך שיטת 10 ואת CIFIT תכנית 11 עבור החילוץ הישיר של קבועי קצב, כי הם גישה יעילה יחסית למדידות חילופיות במערכות פשוטות. למרות ששיטות אלו נותנים תוצאות טובות מאוד ברוב המקרים, הם, לעומת זאת, יש מספר חסרונות. החסרון העיקרי של ניתוח קו-צורה הוא והטמפרטורות הגבוהות הנדרשות כדי להגיע לגיבוש בדגימות כמה. 12 הנושאים העיקריים שיש להביא בחשבון בעת carrying ניסויי העברת רווית ספין הם: הפעמים הרוויות ארוכות מאוד שנדרשו כדי להתחבר העברת רווית מצב היציבה בין האתרים המחליפים, ואת הצורך בקביעת זמן רגיעת האורך הקבוע, T 1, אשר יכול להיות קשה אם יש חפיפה של שונה אותות באזור של המחקר. 13 במסגרת החקירות שלנו במנגנונים אורגנו, 14-16 לקבוצה שלנו לומדת את התנהגות fluxional של מתחמי פלטינה-allene בתמיסה. זוהי משימה מורכבת המערבת לפחות שלושה תהליכים שונים, אחד מהם הוא החלפת π פנים או סיבוב של המתכת סביב אחד ציר allene. נתקלנו זה נורמלי ניסויי VT וטכניקות ניתוח קו-צורה אשר הועסקו בעבר מערכות דומות, 17-19 לא התאים במחקרנו, עקב סיבוב איטי מאוד בקומפלקס הפלטינה-allene שלנו שגרם טמפרטורת ההתקבצות של sigאלכסונים של ריבית גבוהה יותר מהטמפרטורה של פירוק של המתחם. על מנת להתגבר על מגבלה זו, פתחנו ולאחרונה דיווחתי על פרוטוקול NMR חדש (SSTD NMR) כדי לחקור תהליכים של שינוי כימי הדדית באתר. 20 כפי שהשם מרמז שיטה זו משלבת את שיטת העברת רווית ספין המשמשת מולקולות קטנות, עם שיטת העברת רווית הבדל NMR מועסקת לחקר אינטראקציות ליגנד חלבון, 21-24 על ידי מדידת העברת רווית ספין חולפת לאורך הגדלת פעמים רוויות (הצטברות עקומה) במולקולות קטנות שעברו שינוי כימי. עם שיטה חדשה זו (SSTD NMR) הראינו שאנחנו יכולים להשיג את הפרמטרים הקינטית של שינוי הכימי intramolecular במולקולות אורגניות אורגנו קטנות עם יתרונות נוספים קצת מעל גישות מסורתיות: התקבצות של האותות אינה נחוצה, כך טווח טמפרטורות גמיש יותר יכול לשמשבמחקר; חפיפת אות לא מפריעה, אם כי לפחות אחד תהודות ההחלפה צריכה להיות מבודדת; אין צורך למדוד T 1 או להגיע רווית מצב יציבה; ערכים קבועים שיעור נמדדים ישירות וערכי 1 T מתקבלים באותו הניסוי, תוך שימוש רק סט אחד של ניסויים. יתרון מדהים נוסף של המתודולוגיה SSTD NMR הוא כי, בניגוד lineshape ניתוח, קביעת קבועי קצב קינטיקה אינו מוגבל על ידי עלייה בטמפרטורות התקבצות הקשורים שדות מגנטיים גבוהים. לפיכך, המתודולוגיה שלנו אז טובה מאוד הופקעה הן עבור שדות מגנטיים נמוכים וגבוהים. מאמר זה נועד לעזור למשתמשים חדשים ליישם את השיטה החדשה הזו למערכות שלהם עוברים שינוי כימי, ותאר הכנת מדגם, סט ניסיוני עד, רכישת נתונים, ודוגמא של עיבוד נתונים וניתוח במולקולה אורגנית פשוטה.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="1616">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:639px;">N,N-dimethylacetamide</td>
			<td style="width:691px;">Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">38840</td>
			<td style="width:167px;">Acute toxicity</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:639px;">Toluene-d8</td>
			<td style="width:691px;">Fluorochem</td>
			<td style="width:119px;">D-005</td>
			<td>Flammable and toxic</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:639px;">500MHz 7&#34; Select Series NMR Tubes</td>
			<td style="width:691px;">GPE LTD</td>
			<td style="width:119px;">S-5-500-7</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:639px;">TopSpin 2.1</td>
			<td>TopSpin program, Bruker Corp., http://www.bruker.com/products/mr/nmr/nmr-software/software/topspin/ (2015).</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:639px;">Origin 6.0</td>
			<td>Origin 6.0 software, OriginLab Corp., http://originlab.com.</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Bruker Avance III 500 MHz fitted with 5mm broadband observed BBFOplus Z-gradient SmartProbeTM probe</td>
			<td style="width:691px;">&#160;Bruker Corp., http://www.bruker.com</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Bruker Avance I 500 MHz Inverse Triple Resonance NMR spectrometer fitted with a 5mm TXI Z-gradient probe</td>
			<td style="width:691px;">&#160;Bruker Corp., http://www.bruker.com</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:639px;">Ceramic Spinner standardbore shimsystems (5 mm)</td>
			<td>&#160;Bruker Corp., http://www.bruker.com</td>
			<td style="width:119px;">H00804</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

spin saturation transfer difference nmr (sstd nmr): a new tool to obtain kinetic parameters of chemical exchange processes

פרוטוקול מפורט זה מתאר את פרוטוקול התהודה המגנטי הגרעיני הבדל העברה החדש ספין רווי (SSTD NMR), פתח לאחרונה בקבוצה שלנו ללמוד תהליכי השינוי כימי הדדית באתר שקשה לנתח בשיטות מסורתיות. כפי שהשם מרמז, שיטה זו משלבת את שיטת העברת רווית ספין המשמשת מולקולות קטנות, עם הבדל העברת רוויה (STD) שיטת תמ&quot;ג המועסקת לחקר אינטראקציות ליגנד חלבון, על ידי מדידת העברת רווית ספין חולפת לאורך הגדלת פעמים רוויות (לבנות עקומות -up) ב קטנות מולקולות אורגניות אורגנו עוברות שינוי כימי. היתרונות של שיטה זו על פני קיימים הם: אין צורך להגיע לגיבוש של אותות מחליפים; ניתן ליישם את השיטה עוד אות אחד האתרים להחלפה מבודדת; אין צורך למדוד T 1 או להגיע רווית מצב יציבה; שיעור va מתמידלוקים נמדדים ישירות וערכי 1 T מתקבלים באותו הניסוי, תוך שימוש רק סט אחד של ניסויים. כדי לבחון את השיטה, אנחנו לומדים את הדינמיקה של הסיבוב הפריע של N, N -dimethylamides, שלגביו יש נתון הרבה זמין להשוואה. הפרמטרים התרמודינמית שהושגו באמצעות SSTD דומים מאוד לאלו המדווחים על (טכניקות העברת ספין רוויה וניתוח קו-צורה). השיטה ניתן להחיל על מצעים מאתגרים יותר, כי לא ניתן ללמוד על ידי שיטות קודמות. אנו חוזים כי ניסיוני פשוט להגדיר את התחולה הרחבה של שיטת מגוון גדול של מצעים תגרום זו טכניקה נפוצה בקרב כימאים אורגניים אורגנו ללא מומחיות נרחבת NMR.

Watch this Scientific Journal Video about Spin Saturation Transfer Difference NMR SSTD NMR: A New Tool to Obtain Kinetic Parameters of Chemical Exchange Processes at JoVE.com

Spin Saturation Transfer Difference NMR SSTD NMR: A New Tool to Obtain Kinetic Parameters of Chemical Exchange Processes

A detailed protocol describing the SSTD NMR method is presented here to help new users apply this new method to obtain the kinetic parameters of their own systems undergoing chemical exchange.

ספין העברת רוויה ההבדל NMR (SSTD NMR): כלי חדש כדי לקבל פרמטרים קינטי של תהליכים כימיים Exchange

This detailed protocol describes the new Spin Saturation Transfer Difference Nuclear Magnetic Resonance protocol (SSTD NMR), recently developed in our ...

spin-saturation-transfer-difference-nmr-sstd-nmr-new-tool-to-obtain

Research

Education

JoVE Core

JoVE Journal

Analytical Chemistry

Chemistry

Unit 1

Spin Saturation Transfer Difference NMR (SSTD NMR): A New Tool to Obtain Kinetic Parameters of Chemical Exchange Processes

Advanced Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy

SCIENTISTS IN ACTION

17.6K Views.  University of East Anglia. A detailed protocol describing the SSTD NMR method is presented here to help new users apply this new method to obtain the kinetic parameters of their own systems undergoing chemical exchange.

Video: Spin Saturation Transfer Difference NMR SSTD NMR: A New Tool to Obtain Kinetic Parameters of Chemical Exchange Processes

Methods to Identify the NMR Resonances of the 13C-Dimethyl N-terminal Amine on Reductively Methylated Proteins

Nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy is a proven technique for protein structure and dynamic studies. To study proteins with NMR, stable magnetic isotopes are typically incorporated metabolically to improve the sensitivity and allow for sequential resonance assignment. Reductive 13C-methylation is an alternative labeling method for proteins that are not amenable to bacterial host over-expression, the most common method of isotope incorporation. Reductive 13C-methylation is a chemical reaction performed under mild conditions that modifies a protein&#39;s primary amino groups (lysine &#949;-amino groups and the N-terminal &#945;-amino group) to 13C-dimethylamino groups. The structure and function of most proteins are not altered by the modification, making it a viable alternative to metabolic labeling. Because reductive 13C-methylation adds sparse, isotopic labels, traditional methods of assigning the NMR signals are not applicable. An alternative assignment method using mass spectrometry (MS) to aid in the assignment of protein 13C-dimethylamine NMR signals has been developed. The method relies on partial and different amounts of 13C-labeling at each primary amino group. One limitation of the method arises when the protein&#39;s N-terminal residue is a lysine because the &#945;- and &#949;-dimethylamino groups of Lys1 cannot be individually measured with MS. To circumvent this limitation, two methods are described to identify the NMR resonance of the 13C-dimethylamines associated with both the N-terminal &#945;-amine and the side chain &#949;-amine. The NMR signals of the N-terminal &#945;-dimethylamine and the side chain &#949;-dimethylamine of hen egg white lysozyme, Lys1, are identified in 1H-13C heteronuclear single-quantum coherence spectra.

Methods to Identify the NMR Resonances of the 13C-Dimethyl N-terminal Amine on Reductively Methylated Proteins

Two methods for assigning the &#945;- and &#949;-dimethylamine nuclear magnetic resonance signals of a reductively 13C-methylated N-terminal lysine are described. One method utilizes the pH-induced selectivity of the reductive methylation reaction, and the other uses aminopeptidase to selectively remove the N-terminal lysine.

Nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy is a proven technique for protein structure and dynamic studies. To study proteins with NMR, stable magnetic ...

Ethylene Polymerizations Using Parallel Pressure Reactors and a Kinetic Analysis of Chain Transfer Polymerization

We demonstrate a method for high-throughput catalyst screening using a parallel pressure reactor starting from the initial synthesis of a nickel &#945;-diimine ethylene polymerization catalyst. Initial polymerizations with the catalyst lead to optimized reaction conditions, including catalyst concentration, ethylene pressure and reaction time. Using gas-uptake data for these reactions, a procedure to calculate the initial rate of propagation (kp) is presented. Using the optimized conditions, the ability of the nickel &#945;-diimine polymerization catalyst to undergo chain transfer with diethylzinc (ZnEt2) during ethylene polymerization was investigated. A procedure to assess the ability of the catalyst to undergo chain transfer (from molecular weight and 13C NMR data), calculate the degree of chain transfer, and calculate chain transfer rates (ke) is presented.

A protocol for the high-throughput analysis of polymerization catalyst, chain transfer polymerizations, polyethylene characterization, and reaction kinetic analysis is presented.

Polymerizations אתילן באמצעות כורי לחץ מקבילים וניתוח קינטי של העברת פלמור שרשרת

We demonstrate a method for high-throughput catalyst screening using a parallel pressure reactor starting from the initial synthesis of a nickel ...

Highly Stereoselective Synthesis of 1,6-Ketoesters Mediated by Ionic Liquids: A Three-component Reaction Enabling Rapid Access to a New Class of Low Molecular Weight Gelators

In organic chemistry ionic liquids (ILs) have emerged as safe and recyclable reaction solvents. In the presence of a base ILs can be deprotonated to form catalytically active N-Heterocyclic Carbenes (NHCs). Here we have used ILs as precatalysts in the addition of &#945;,&#946;-unsaturated aldehydes to chalcones to form 1,6-ketoesters, incorporating an anti-diphenyl moiety in a highly stereoselective fashion. The reaction has a broad substrate scope and several functional groups and heteroaromatics can be integrated into the ketoester backbone in generally good yields with maintained stereoselectivity. The reaction protocol is robust and scalable. The starting materials are inexpensive and the products can be obtained after simple filtration, avoiding solvent-demanding chromatography. Furthermore, the IL can be recycled up to 5 times without any loss of reactivity. Moreover, the 1,6-ketoester end product is a potent gelator in several hydrocarbon based solvents. The method enables rapid access to and evaluation of a new class of low molecular weight gelators (LMWGs) from recyclable and inexpensive starting materials.

Ionic liquids (ILs) mediate fast, simple and cheap access to 1,6-ketoesters in high diastereoselectivities and good yields. The reaction protocol is robust and the 1,6-ketoesters can be obtained in gram scale after a simple filtration protocol. Moreover, the 1,6-ketoesters are potent gelators in hydrocarbon solvents.

סינתזה מאוד Stereoselective של 1,6-Ketoesters מתווכת על ידי נוזלים יוניים: תגובת שלושה רכיבי הפעלה מהירה גישה לסוג חדש של נמוך Gelators משקל המולקולרי

In organic chemistry ionic liquids (ILs) have emerged as safe and recyclable reaction solvents. In the presence of a base ILs can be deprotonated to form ...

Synthesis and Exfoliation of Discotic Zirconium Phosphates to Obtain Colloidal Liquid Crystals

Due to their abundance in natural clay and potential applications in advanced materials, discotic nanoparticles are of interest to scientists and engineers. Growth of such anisotropic nanocrystals through a simple chemical method is a challenging task. In this study, we fabricate discotic nanodisks of zirconium phosphate [Zr(HPO4)2&#183;H2O] as a model material using hydrothermal, reflux and microwave-assisted methods. Growth of crystals is controlled by duration time, temperature, and concentration of reacting species. The novelty of the adopted methods is that discotic crystals of size ranging from hundred nanometers to few micrometers can be obtained while keeping the polydispersity well within control. The layered discotic crystals are converted to monolayers by exfoliation with tetra-(n)-butyl ammonium hydroxide [(C4H9)4NOH, TBAOH]. Exfoliated disks show isotropic and nematic liquid crystal phases. Size and polydispersity of disk suspensions is highly important in deciding their phase behavior.

A two dimensional model material of discotic zirconium phosphate was developed. The inorganic crystal with lamellar structure was synthesized by hydrothermal, reflux, and microwave-assisted methods. On exfoliation with organic molecules, layered crystals can be converted to monolayers, and nematic liquid crystal phase was formed at sufficient concentration of monolayers.

סינתזת קילוף של פוספטים זירקוניום Discotic להשיג קריסטלים קולואיד נוזלים

Due to their abundance in natural clay and potential applications in advanced materials, discotic nanoparticles are of interest to scientists and ...

NMR Spectroscopy as a Robust Tool for the Rapid Evaluation of the Lipid Profile of Fish Oil Supplements

The western diet is poor in n-3 fatty acids, therefore the consumption of fish oil supplements is recommended to increase the intake of these essential nutrients. The objective of this work is to demonstrate the qualitative and quantitative analysis of encapsulated fish oil supplements using high-resolution 1H and 13C NMR spectroscopy utilizing two different NMR instruments; a 500 MHz and an 850 MHz instrument. Both proton (1H) and carbon (13C) NMR spectra can be used for the quantitative determination of the major constituents of fish oil supplements. Quantification of the lipids in fish oil supplements is achieved through integration of the appropriate NMR signals in the relevant 1D spectra. Results obtained by 1H and 13C NMR are in good agreement with each other, despite the difference in resolution and sensitivity between the two nuclei and the two instruments. 1H NMR offers a more rapid analysis compared to 13C NMR, as the spectrum can be recorded in less than 1 min, in contrast to 13C NMR analysis, which lasts from 10 min to one hour. The 13C NMR spectrum, however, is much more informative. It can provide quantitative data for a greater number of individual fatty acids and can be used for determining the positional distribution of fatty acids on the glycerol backbone. Both nuclei can provide quantitative information in just one experiment without the need of purification or separation steps. The strength of the magnetic field mostly affects the 1H NMR spectra due to its lower resolution with respect to 13C NMR, however, even lower cost NMR instruments can be efficiently applied as a standard method by the food industry and quality control laboratories.

Here, high-resolution 1H and 13C Nuclear Magnetic Resonance (NMR) spectroscopy was used as a rapid and reliable tool for quantitative and qualitative analysis of encapsulated fish oil supplements.

NMR ספקטרוסקופיה כמו כלי חזק עבור ההערכה המהירה של פרופיל השומנים של תוספי שמן דגים

The western diet is poor in n-3 fatty acids, therefore the consumption of fish oil supplements is recommended to increase the intake of these essential ...

Application and Methodology of the Non-destructive 19F Time-domain NMR Technique to Measure the Content in Fluorine-containing Drug Products

Here, we describe a protocol developed by our group that uses low-field fluorine-19 (19F) time-domain (TD) nuclear magnetic resonance (NMR) to measure the average content of fluorinated drugs in their formulated drug product forms: tablets or capsules. This method is specific to fluorinated drugs because it detects only the content of fluorine, avoiding interference from the excipients that lack fluorine. The advantages of measuring the active content of fluorinated drugs using low-field 19F TD-NMR versus high-field 19F solid-state (SS) NMR are the simplicity of the method; the low cost; and the non-destructive nature of the technique, with all samples recoverable in intact forms (e.g., powders, tablets, and capsules), making this technique affordable for any laboratory.
We have tested the method with three fluorinated drug products available on the market - cinacalcet, lansoprazole, and ciprofloxacin - with doses ranging from 15 to 500 mg. The results of the analyses, measured by low-field 19F TD-NMR, supported the reported label claims for the average drug content.
Based on the simplicity and reproducibility of the analysis, we envision this methodology being implemented in any laboratory, including manufacturing plants, as a process analytical technology (PAT) tool in the pharmaceutical industry.

Application and Methodology of the Non-destructive 19F Time-domain NMR Technique to Measure the Content in Fluorine-containing Drug Products

A simple and non-destructive technique that measures the average content of drug substances in formulated drug products containing fluorine using low-field fluorine-19 (19F) time-domain (TD) nuclear magnetic resonance (NMR) is presented here. The technique can be applied to the development and manufacturing of drugs in the pharmaceutical industry.

יישום, מתודולוגיה של הטכניקה NMR בתחום הזמן הרסניות 19F כדי למדוד את התוכן במוצרי תרופות המכילות פלואור

Here, we describe a protocol developed by our group that uses low-field fluorine-19 (19F) time-domain (TD) nuclear magnetic resonance (NMR) to measure the ...

A New Straightforward Method for Lipophilicity (logP) Measurement using 19F NMR Spectroscopy

Fluorination has become an effective tool to optimize physicochemical properties of bioactive compounds. One of the applications of fluorine introduction is to modulate the lipophilicity of the compound. In our group, we are interested in the study of the impact of fluorination on lipophilicity of aliphatic fluorohydrins and fluorinated carbohydrates. These are not UV-active, resulting in a challenging lipophilicity determination. Here, we present a straightforward method for the measurement of lipophilicity of fluorinated compounds by 19F NMR spectroscopy. This method requires no UV-activity. Accurate solute mass, solvent and aliquot volume are also not required to be measured. Using this method, we measured the lipophilicities of a large number of fluorinated alkanols and carbohydrates.

A New Straightforward Method for Lipophilicity logP Measurement using 19F NMR Spectroscopy

A novel and straightforward variation of the shake-flask method was developed for accurate lipophilicity measurement of fluorinated compounds by 19F NMR spectroscopy.

שיטה פשוטה חדשה למדידה Lipophilicity (יומןP) באמצעות 19F NMR ספקטרוסקופיה

Fluorination has become an effective tool to optimize physicochemical properties of bioactive compounds. One of the applications of fluorine introduction ...

A Facile Synthetic Method to Obtain Bismuth Oxyiodide Microspheres Highly Functional for the Photocatalytic Processes of Water Depuration

Bismuth oxyhalide (BiOI) is a promising material for sunlight-driven-environmental photocatalysis. Given that the physical structure of this kind of materials is highly related to its photocatalytic performance, it is necessary to standardize the synthetic methods in order to obtain the most functional architectures and, thus, the highest photocatalytic efficiency. Here, we report a reliable route to obtain BiOI microspheres via the solvothermal process, using Bi(NO3)3 and potassium iodide (KI) as precursors, and ethylene glycol as a template. The synthesis is standardized in a 150 mL autoclave, at 126 &#176;C for 18 h. This results in 2-3 &#181;m-sized mesoporous microspheres, with a relevant specific surface area (61.3 m2/g). Shortening the reaction times in the synthesis results in amorphous structures, while higher temperatures lead to a slight increase in the porosity of the microspheres, with no effect in the photocatalytic performance. The materials are photo-active under UV-A/visible light irradiation for the degradation of the antibiotic ciprofloxacin in water. This method has demonstrated to be effective in interlaboratory tests, obtaining similar BiOI microspheres in Mexican and Chilean research groups.

This article describes a synthetic method to obtain bismuth oxyiodide microspheres, which are highly functional to perform the photocatalytic removal of organic pollutants, such as ciprofloxacin, in water under UV-A/visible light irradiation.

שיטה סינתטית נתיישב כדי להשיג Oxyiodide Microspheres ביסמוט פונקציונליים מאוד עבור תהליכי Photocatalytic מים Depuration

Bismuth oxyhalide (BiOI) is a promising material for sunlight-driven-environmental photocatalysis. Given that the physical structure of this kind of ...

Quantitative 31P NMR Analysis of Lignins and Tannins

The development of sustainable biorefinery products is confronted, among others, with the challenge of lignin and tannin valorization. These abundant, renewable aromatic biopolymers have not been widely exploited due to their inherent structural complexity and high degrees of variability and species diversity. The lack of a defined primary structure for these polyphenols is further compounded with complex chemical alterations induced during processing, eventually imparting a large variety of structural features of extreme significance for any further utilization efforts.
Consequently, a protocol for the rapid, simple, and unequivocal identification and quantification of the various functional groups present in natural polyphenols, is a fundamental prerequisite for understanding and accordingly tailor their reactivity and eventual utility.
Quantitative 31P NMR offers the opportunity to rapidly and reliably identify unsubstituted, o-mono substituted, and o-disubstituted phenols, aliphatic OHs, and carboxylic acid moieties in lignins and tannins with broad application potential.
The methodology consists of an in situ quantitative lignin or tannin labeling procedure using a suitable 31P containing probe, followed by the acquisition of a quantitative 31P NMR spectrum in the presence of an internal standard. The high natural abundance of the 31P nucleus allows for small amounts of the sample (~30 mg) and short NMR acquisition times (~30-120 min) with well-resolved 31P signals that are highly dependent on the surrounding chemical environment of the labeled OH groups.

Quantitative 31P NMR Analysis of Lignins and Tannins

31P NMR is a powerful tool for the structural elucidation of polyphenols. This fast, easy, precise, quantitative, and highly reproducible analytical procedure, that allows for the quantification and differentiation of the different types of hydroxy, phenolic, and carboxylic groups in lignins and tannins has now become a routine analytical tool.

ניתוח כמותי 31P NMR של ליגנינים וטאנינים

The development of sustainable biorefinery products is confronted, among others, with the challenge of lignin and tannin valorization. These abundant, ...

3D Printing and In Situ Surface Modification via Type I Photoinitiated Reversible Addition-Fragmentation Chain Transfer Polymerization

3D printing provides facile access to geometrically complex materials. However, these materials have intrinsically linked bulk and interfacial properties dependent on the chemical composition of the resin. In the current work, 3D printed materials are post-functionalized using the 3D printer hardware via a secondary surface-initiated polymerization process, thus providing independent control over the bulk and interfacial material properties. This process begins with preparing liquid resins, which contain a monofunctional monomer, a crosslinking multifunctional monomer, a photochemically labile species that enables initiation of polymerization, and critically, a thiocarbonylthio compound which facilitates reversible addition-fragmentation chain transfer (RAFT) polymerization. The thiocarbonylthio compound, known commonly as a RAFT agent, mediates the chain growth polymerization process and provides polymeric materials with more homogeneous network structures. The liquid resin is cured in a layer-by-layer fashion using a commercially available digital light processing 3D printer to give three-dimensional materials having spatially controlled geometries. The initial resin is removed and replaced with a new mixture containing functional monomers and photoinitiating species. The 3D printed material is then exposed to light from the 3D printer in the presence of the new functional monomer mixture. This allows photoinduced surface-initiated polymerization to occur from the latent RAFT agent groups on the surface of the 3D printed material. Given the chemical flexibility of both resins, this process allows a wide range of 3D printed materials to be produced with tailorable bulk and interfacial properties.

3D Printing and In Situ Surface Modification via Type I Photoinitiated Reversible Addition-Fragmentation Chain Transfer Polymerization

The present protocol describes the digital light processing-based 3D printing of polymeric materials using type I photoinitiated reversible addition-fragmentation chain transfer polymerization and the subsequent in situ material post-functionalization via surface-mediated polymerization. Photoinduced 3D printing provides materials with independently tailored and spatially controlled bulk and interfacial properties.

הדפסה תלת-ממדית ושינוי פני השטח של סיטו באמצעות סוג I photoinitiated פילמור העברת שרשרת חיבור-פיצול הפיך

3D printing provides facile access to geometrically complex materials. However, these materials have intrinsically linked bulk and interfacial properties ...