Name: line shape analysis of dynamic nmr spectra for characterizing coordination sphere rearrangements at a chiral rhenium polyhydride complex
Uploaded: 2022-07-27T14:25:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Line Shape Analysis of Dynamic NMR Spectra for Characterizing Coordination Sphere Rearrangements at a Chiral Rhenium Polyhydride Complex at JoVE.com

Авторы благодарят кафедру химии и физики и Программу грантов на творчество и исследования (Naik, Moehring) в Университете Монмута за финансовую поддержку этой работы.

1. Пробоподготовка
<ol><li>Приготовление ReH7(PPh3)235<ol><li>Смешайте 0,15 г боргидрида натрия и 0,41 г ReOCl3(PPh3)2 в колбе с круглым дном объемом 100 мл емкостью 100 мл, оснащенной резиновой перегородкой и газовым портом, или в колбе Kjeldahl объемом 100 мл ...

В приготовлении ReH7(PPh3)2 есть четыре элемента, которые могут повлиять на количество и чистоту производимого материала. Во-первых, использование ледяной ванны в течение первых 15 мин реакции важно для удаления тепла из реакции, которая происходит между боргидридом натрия...

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Bruker Avance II 400 MHz NMR spectrometer</td>
			<td>Bruker Biospin</td>
			<td></td>
			<td>The instrument includes a two channel probe (1H and X) with the X channel tunable from 162 MHz to 10 Mhz. The instrument is also VT capable with a dewar and heat exchanger for VT work.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>d8-toluene</td>
			<td>MilliporeSigma</td>
			<td>434388</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Powerstat variable transformer</td>
			<td>Powerstat</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>sec-butyl amine</td>
			<td>MilliporeSigma</td>
			<td>B89000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium borohydride</td>
			<td>MilliporeSigma</td>
			<td>452882</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tetrahydrofuran</td>
			<td>MilliporeSigma</td>
			<td>186562</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Thermowell C3AM 100 mL</td>
			<td>Thermowell</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Topspin 3.0 or 4.1.4 with dNMR</td>
			<td>Bruker Biospin</td>
			<td></td>
			<td>Data was acquired with Topspin version 3.0 and data handling was performed on a second computer that was running Topspin version 4.1.4..</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trichlorooxobis(triphenylphosphine) rhenium(V)</td>
			<td>MilliporeSigma</td>
			<td>370193</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vacuubrand PC3000 vacuum pump with a CVC 3000 controller</td>
			<td>Vacuubrand</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

line shape analysis of dynamic nmr spectra for characterizing coordination sphere rearrangements at a chiral rhenium polyhydride complex

Спектроскопия ядерного магнитного резонанса (ЯМР) динамического решения является типичным методом характеристики динамических перегруппировок атомов в пределах координационной сферы для полигидридных комплексов переходных металлов. Подгонка формы линии динамических спектров ЯМР может привести к оценке параметров активации процессов динамической перестройки. Комбинация динамической 31P-{1H} ЯМР-спектроскопии связанных с металлом атомов фосфора с динамической ЯМР-спектроскопией 1H-{31P} гидридных лигандов может идентифицировать перегруппировки гидридных лигандов, которые происходят в сочетании с перегруппировкой атомов фосфора. Для молекул, которые демонстрируют такую связанную пару перестроек, динамическая ЯМР-спектроскопия может быть использована для проверки теоретических моделей перегруппировок лигандов. Динамическая 1H-{31P} ЯМР-спектроскопия и подгонка формы линии также могут идентифицировать наличие обменного процесса, который перемещает определенный гидридный лиганд за пределы внутренней координационной сферы металла через протонный обмен с молекулой растворителя, такой как адвентивная вода. Представлено получение нового соединения ReH5(PPh3)2(сек-бутиламина), которое иллюстрирует множественные процессы динамической перестройки, наряду с подгонкой формы линии динамических ЯМР-спектров комплекса. Результаты подгонки формы линии могут быть проанализированы с помощью уравнения Айринга для оценки параметров активации для идентифицированных динамических процессов.

Характеристики обоих полигидридных продуктов рения, описанные в этой рукописи, лучше всего выполняются с помощью ЯМР-спектроскопии 1H-{31P} и 31P-{1H}. В растворе 6-бензола при комнатной температуре гидридный лигандный резонанс ReH7(PPh3)2 проявляется в ви...

Watch this Scientific Journal Video about Line Shape Analysis of Dynamic NMR Spectra for Characterizing Coordination Sphere Rearrangements at a Chiral Rhenium Polyhydride Complex at JoVE.com

Line Shape Analysis of Dynamic NMR Spectra for Characterizing Coordination Sphere Rearrangements at a Chiral Rhenium Polyhydride Complex

Анализ формы линии спектров ЯМР, собранных в диапазоне температур, служит руководством для перегруппировки атомов внутренней координационной сферы в хиральном восьмикоординатном полигидридном комплексе рения(V), ReH5(PPh3)2(сек-бутиламин). Анализ формы линии также используется для определения параметров активации ΔH‡, ΔS‡и ΔG‡ для этих перестроек атомов.

Анализ формы линии динамических спектров ЯМР для характеристики перегруппировок координационных сфер в комплексе полигидрида хирального рения

Dynamic solution nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy is the typical method of characterizing the dynamic rearrangements of atoms within the ...

Этот метод исследует динамическое поведение восьми атомов, которые связаны с центральным атомом металла через подгонку формы линии динамического спектра ЯМР. Визуальный характер техники подгонки формы линии позволяет подготовить разработку моделей динамического обмена при сравнении результатов модели с наблюдаемыми спектрами. Подгонка ЯМР-спектров по форме линии — это метод, который используется для исследования различных динамических молекулярных процессов с энергиями активации в диапазоне от 5 до 25 килокалорий на моль.Я ожидаю, что у начинающих пользователей возникнут вопросы о том, как заполнить входные данные для приложения для подгонки формы линии. Практика в приложении, особенно с опытным пользователем, полезна. Для начала объедините 0,15 г боргидрида натрия и 0,41 грамма оксотрихлоробиса трифенилфосфина рения-V в двух- или трехгорлых 100-миллилитровых колбах с круглым дном, оснащенной резиновой перегородкой и газовым портом, или 100-миллилитровой колбе Кьельдаля, оснащенной резиновой перегородкой.В вытяжном вытяжке используйте кусок резиновой напорной трубки для соединения газового отверстия реакционного сосуда с одним из запорных кранов двойного стеклянного коллектора для вакуума и газообразного азота. Подключите стеклянный вакуумный коллектор к вакуумному насосу с резиновой напорной трубкой, стеклянный азотный коллектор к регулируемому газовому баллону с азотным газом, а выходной газ из азотного газового коллектора к запорному крану, который можно использовать для направления вентилируемого газа через двухсантиметровый столб минерального масла или ртути. Затем откройте кран на азотном баллоне и отрегулируйте давление на протекающий газ до 34 фунтов на квадратный дюйм и выпустите поток газообразного азота через ртутный пузырь.Затем эвакуируйте газ внутрь реакционного сосуда, регулируя запорный кран на стеклянном коллекторе, чтобы соединить сосуд с вакуумным коллектором, и заполните реакционный сосуд газообразным азотом, изменив стеклянный запорный кран коллектора, чтобы он соединял газовый коллектор с реакционным сосудом. Затем добавьте восемь миллилитров дезоксигенированной воды и восемь миллилитров дезоксигенированного тетрагидрофурана к твердым веществам в реакционном сосуде через шприц. Получив оранжево-коричневый цвет реакционной смеси, отфильтруйте смесь через 30-миллилитров среднецентрированную стеклянную воронку и промыйте восстановленное твердое вещество три раза каждый 15-миллилитровыми порциями воды, метанола и этилового эфира.Затем поместите колбу в конденсатор, оснащенный газовым портом, и добавьте объем в восемь миллилитров дезоксигенированного тетрагидрофурана в реакционный сосуд через шприц, расколов соединение между колбой с круглым дном и конденсатором. Затем перелейте реакционную смесь в 25 миллилитров метанола в 125-миллилитровую колбу Эрленмейера и добавьте пять миллилитров воды, чтобы вызвать образование желтого осадка флокулянта. Чтобы подготовить спектрометр, введите скорость потока 200 литров в час для охлаждающего газа и целевую температуру 290 кельвинов для зонда, позволяя спектрометру стабилизироваться при целевой температуре в течение двух минут.После обработки образца на 290 кельвинов измените имя файла для каждого из ранее измеренных спектров, добавив температуру к концу имени файла и получите набор из трех спектров при 290 кельвинах. Затем увеличьте расход охлаждающего газа более чем на 30 литров в час по мере необходимости для стабилизации при следующей температуре и снижения целевой температуры на 10 кельвинов. Для анализа формы линии измеренных спектров нажмите кнопку «Редактировать диапазон», чтобы ввести верхние и нижние химические сдвиги для подгонки формы линии, и нажмите кнопку «ОК», чтобы принять эти ограничения.Затем запустите модель для подгонки формы линии, щелкнув вкладку SpinSystem в окне подгонки формы линии и нажмите кнопку «Добавить», чтобы позволить построить систему вращения модели. Затем снимите флажок LB и введите значение для расширения строки вручную с помощью мыши и кнопки LB на панели инструментов подгонки фигуры линии. Добавьте первое ядро в модель, щелкнув вкладку Nucleus, а затем нажмите кнопку Добавить, и появится набор значений по умолчанию для Nucleus One.Затем отрегулируйте химический сдвиг для ядра, введя значение химического сдвига в новую коробку NuISO или с помощью инструмента химического сдвига на панели инструментов подгонки формы линии. Для первого ядра введите число эквивалентных ядер для ядра один с каждой спиновой половиной ядра, эквивалентной 0,5 при подсчете, и введите сумму спинов в поле Псевдоспина, чтобы учесть все эквивалентные ядра. Используя поле In Molecule, присваивайте резонансы, возникающие из разных молекул, отдельным молекулам, используя обозначения, такие как 1, 2 и т. Д. Для разных молекул, а для резонансов, которые возникают из одной молекулы, назначьте 1 для всех значений In Molecule.Далее добавьте второе и все последующие ядра в модель, перейдя на вкладку Nucleus, а затем нажав на кнопку Добавить. Затем включите спин-спиновую связь между ядрами, либо введя связь в соответствующее поле JM, либо отрегулировав кнопку крепления скалера на панели инструментов подгонки формы линии. Начните процесс описания обмена атомами, нажав на вкладку Реакция и нажав на флажок.если константа скорости для обмена должна быть изменена в соответствии с формой линии, то введите количество ядер, подлежащих обмену, в поле Exchanges для первого обмена в модели. Затем определите обмены между вкладками ядра в полях под полем Exchanges, гарантируя, что обмены являются циклическими, поскольку если ядро перемещается из ядра одно, другое ядро должно быть перемещено в ядро. Используйте кнопку скорости обмена на панели инструментов подгонки фигуры линии, чтобы изменить начальное значение K, чтобы итеративно настроить значение K, даже если флажок установлен для константы курса.Добавьте больше обменов в модель, нажав на вкладку Реакция, а затем нажав на кнопку Добавить. Используйте инструменты на панели инструментов подгонки фигуры линии, чтобы настроить начальные переменные и начать итеративное подгонку формы линии, нажав кнопку Начать подгонку спектра на панели инструментов подгонки фигуры линии. Продолжайте итеративную подгонку до тех пор, пока не будет обнаружено никаких изменений в наилучшем перекрытии между спектром и моделью или пока не будет достигнуто 1000 итераций.Если подгонка останавливается на 1 000 итерациях, продолжайте дальнейшие итерации с помощью кнопки Start the spectrum fit, и спектр модели отображается с фактическим спектром для сравнения. Динамические протонно-разъединенные спектры ЯМР фосфора-31 комплекса рения были измерены при нескольких температурах. Спектры показывают слияние двух резонансов, возникающих из диастереотопных атомов фосфора, в единый резонанс при более высоких температурах.Определена температурная зависимость разницы химических сдвигов между двумя протонно-разъединенными фосфорно-31 резонансами. Экстраполяция позволяет оценить химические сдвиги отдельных резонансов при более высоких температурах. Определена температурная зависимость для химических сдвигов гидридного резонанса.Химические сдвиги, рассчитанные по лучшим линейным прилеганиям, использовались для подгонки формы линии наблюдаемых спектров. Результаты подгонки формы линии для парного обмена лигандов гидрида А, турникетного обмена трех соседних гидридных лигандов и протонного обмена между одним протоном воды и уникальным гидридным лигандом сравнивали с наблюдаемой гидридной областью серии протонно-разъединенных спектров ЯМР фосфора-31 от 225 кельвинов до 240 кельвинов. Сравнение моделей перегруппировки гидридных лигандов с протонным обменом и без него с протонно-разъединенным спектром ЯМР-31, измеренным при 225 кельвинах.Константы скорости, возникающие в результате подгонки формы линии протонно-развязанных спектров ЯМР фосфора-31, хорошо подходят для уравнения Айринга. Изменения температуры для образца не должны превышать 10 кельвинов, а целевая температура должна поддерживаться в течение не менее двух минут для защиты зонда прибора.

Research

JoVE Journal

Chemistry

Structure and Coordination Determination of Peptide-metal Complexes Using 1D and 2D 1H NMR

Structure and Coordination Determination of Peptide-metal Complexes Using 1D and 2D 1H NMR

Copper (I) binding by metallochaperone transport proteins prevents copper oxidation and release of the toxic ions that may participate in harmful redox ...

Atomically Defined Templates for Epitaxial Growth of Complex Oxide Thin Films

Атомно шаблонов, для эпитаксиального роста сложного оксида тонких пленок

Atomically defined substrate surfaces are prerequisite for the epitaxial growth of complex oxide thin films. In this protocol, two approaches to obtain ...

Dissolution Dynamic Nuclear Polarization Instrumentation for Real-time Enzymatic Reaction Rate Measurements by NMR

Растворение динамическая поляризация ядер Инструментарий в реальном времени ферментативной реакции Стоимость Измерения с помощью ЯМР

The main limitation of NMR-based investigations is low sensitivity. This prompts for long acquisition times, thus preventing real-time NMR measurements of ...

Rapid High-throughput Species Identification of Botanical Material Using Direct Analysis in Real Time High Resolution Mass Spectrometry

Rapid Высокая пропускная способность Виды Идентификация ботанического материала с использованием прямого анализа в реальном времени с высоким разрешением масс-спектрометрии

We demonstrate that direct analysis in real time-high resolution mass spectrometry can be used to produce mass spectral profiles of botanical material, ...

On-line Analysis of Nitrogen Containing Compounds in Complex Hydrocarbon Matrixes

Он-лайн Анализ азотсодержащих соединений в сложных углеводородных матрицах

The shift to heavy crude oils and the use of alternative fossil resources such as shale oil are a challenge for the petrochemical industry. The ...

Synthesis of a Water-soluble Metal&#8211;Organic Complex Array

Synthesis of a Water-soluble MetalÃƒÆ’Ã‚Â¢ÃƒÂ¢Ã¢â‚¬Å¡Ã‚Â¬ÃƒÂ¢Ã¢â€šÂ¬Ã…â€œOrganic Complex Array

Синтез растворимой в воде металлоорганические сложный комплекс

We demonstrate a method for the synthesis of a water-soluble multimetallic peptidic array containing a predetermined sequence of metal centers such as ...

Real-time Breath Analysis by Using Secondary Nanoelectrospray Ionization Coupled to High Resolution Mass Spectrometry

Анализ реального времени дыхание с помощью вторичных Nanoelectrospray ионизации в сочетании с масс-спектрометрии высокого разрешения

Exhaled volatile organic compounds (VOCs) have aroused considerable interest, since they can serve as biomarkers for disease diagnosis and environmental ...

Synthesis of Terpolymers at Mild Temperatures Using Dynamic Sulfur Bonds in Poly(S-Divinylbenzene)

Synthesis of Terpolymers at Mild Temperatures Using Dynamic Sulfur Bonds in PolyS-Divinylbenzene

Синтез терполимеров при умеренных температурах с использованием динамических серных облигаций в поли (с-Диприлбензол)

Elemental sulfur (S8) is a byproduct of the petroleum industry with millions of tons produced annually. Such abundant production and limited applications ...

Application of Voltage in Dynamic Light Scattering Particle Size Analysis

Применение напряжения в анализе динамического рассеяния света

Dynamic light scattering (DLS) is a common method for characterizing the size distribution of polymers, proteins, and other nano- and microparticles. ...

Excitonic Hamiltonians for Calculating Optical Absorption Spectra and Optoelectronic Properties of Molecular Aggregates and Solids

Excitonic Hamiltonians для расчета оптической абсорбции спектра и оптоэлектронные свойства молекулярных агрегатов и твердых веществ

Rational design of disordered molecular aggregates and solids for optoelectronic applications relies on our ability to predict the properties of such ...