Espectroscopia de ressonância magnética nuclear (NMR)

Fonte: Laboratório do Dr. Henrik Sundén – Universidade de Tecnologia Chalmers

A espectroscopia de ressonância magnética nuclear (NMR) é uma técnica de análise vital para químicos orgânicos. Com a ajuda da RMN, o trabalho no laboratório orgânico foi facilitado tremendamente. Não só pode fornecer informações sobre a estrutura de uma molécula, mas também determinar o conteúdo e a pureza de uma amostra. Em comparação com outras técnicas comumente encontradas para químicos orgânicos — como análise térmica e espectrometria de massa (MS) — a NMR é um método não destrutivo que é valioso quando a recuperação da amostra é importante.

Uma das técnicas de RMN mais utilizadas para um químico orgânico é o próton (¹H) NMR. Os prótons presentes em uma molécula se comportarão de forma diferente dependendo de seu ambiente químico circundante, possibilitando elucidar sua estrutura. Além disso, é possível monitorar a conclusão de uma reação comparando os espectros de RMR do material inicial com o do produto final.

Este vídeo exemplifica como a espectroscopia de NMR pode ser usada no trabalho cotidiano de um químico orgânico. O seguinte será mostrado: i) preparação de uma amostra de RMN. ii) Utilização ^{de 1}H NMR para monitorar uma reação. iii) Identificação do produto obtido a partir de uma reação com ¹H NMR. A reação que será mostrada é a síntese de um E-chalcone (3) de um aldeído (1) e uma cetona (2)(Esquema 1). ¹

Esquema 1. Síntese de (2E)-3-(4-metoxifenil)-1-(4-metilfenil)-2-propen-1-one.

1. Preparação do material de partida nmr

1. Adicione ~10 mg de material inicial a um tubo NMR limpo.
2. Dissolva o material de partida em solvente deuterado de ~0,7 mL (exemplo dado CDCl₃). Uma altura adequada do solvente para um bom espectro é de 4,5-5 cm.
3. Cape o tubo NMR cuidadosamente e escreva o nome da amostra na tampa.
4. Agite a amostra suavemente para garantir que todo o material tenha dissolvido. Tome cuidado para evitar o contato entre o solvente e a tampa, o que pode l

Comparando-se os espectros dos materiais iniciais (Figuras 1 e 2) com o do produto final (Figura 5) pode-se observar uma clara diferença entre os espectros, indicando a formação do chalcone. O ponto final da reação pode ser determinado mediante a coleta de amostras de RMM em diferentes intervalos de tempo; por exemplo, o pico de próton de aldeído (C(=O)H) (1) pode ser visto na Figura 3, mas não na...

A RN pode, por exemplo, ser usada para detectar intermediários de reação, facilitando o trabalho de elucidação de um mecanismo de reação. Com a ajuda da RMN também é possível observar movimentos moleculares e interações importantes para o desenvolvimento de medicamentos. Além disso, a RMN pode dar informações estruturais sobre materiais sólidos; por exemplo, para fornecer uma lógica para propriedades materiais observadas. Outras aplicações de RMN podem ser encontradas no campo da medicina, onde a ressonância magnética (R...

1. Ta, L., Axelsson, A., Bijl, J., Haukka, M., Sundén, H., Ionic Liquids as Precatalysts in the Highly Stereoselective Conjugate Addition of α,β-Unsaturated Aldehydes to Chalcones. Chem. Eur. J. 20 (43), 13889-13893 (2014).
2. Table adapted from Graham Solomons, T. W. Fryhle, C. B., Organic Chemistry, 10^th edition, Wiley, p. 387, 418 (2011).
3. Clayden, J., Greeves, N., Warren, S., Wothers, P. Proton nuclear magnetic resonance. Organic Chemistry, Chapter 11, Oxford University Press, 269 (2001).
4. Wu, X.-F., Neumann, H., Spannenberg, A., Schulz, T., Jiao, H., Beller, M.,Development of a General Palladium-Catalyzed Carbonylative Heck Reaction of Aryl Halides. J. Am. Chem. Soc. 132 (41), 14596-14602 (2010).