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2D-NMR-Spektroskopie

Das NOESY (Nuclear Overhauser Enhancement SpectroscopY)-Experiment

Der Unterschied des NOESY-Experimentes im Vergleich mit den anderen hier erläuterten 2D-Verfahren (COSY, HSQC, HMBC) besteht darin, dass hier keine Beziehungen zwischen Kernen, die über skalare Spin-Spin-Kopplungen, d.h. über Bindungen, miteinander in Wechselwirkung treten, sichtbar gemacht werden, sondern Wechselwirkungen zwischen koppelnden Kerndipolen, die direkt über den Raum übertragen werden.

Dieser Magnetisierungstransfer über den Raum erfolgt über den Kern-Overhauser-Effekt.

Am häufigsten wird das homonukleare H-H-NOESY-Experiment durchgeführt, um Beziehungen zwischen Protonen (über den Raum) aufzudecken. Vorteilhaft ist die Aufnahme eines NOESY-Spektrums, wenn Beziehungen zwischen Protonen vermutet werden, die zwar über viele Bindungen voneinander getrennt (keine Signale im COSY-Spektrum), aber sich räumlich sehr nahe sind.

NOESY-Impulsfolge

Die HMBC-Impulsfolge besteht aus mehreren 90° - Impulsen und zusätzlichen gepulsten Gradientenfeldern.

Es ist darauf hinzuweisen, dass die Aufnahme eines NOESY-Spektrums mehrere Stunden in Anspruch nimmt (4,5 h für das unten dargestellte Spektrum der Acetylsalicylsäure), wogegen die Aufnahmezeit von COSY-, HSQC- bzw. HMBC-Spektren meist zwischen 15 min und 1 h liegt.

Das NOESY-Spektrum

Im H,H-NOESY-Spektrum sind analog dem H,H-COSY-Spektrum auf beiden Achsen die 1H-chemischen Verschiebungen aufgetragen; prinzipiell sind auf beiden Achsen die 1H-NMR-Spektren zu sehen. Es ergibt sich also ein zur Diagonalen symmetrisches Diagramm. Das Spektrum beinhaltet wieder Diagonal- und Kreuzsignale.

1H-NMR-Spektrum von Acetylsalicylsäure

Abb.1

NOESY-Spektrum von Acetylsalicylsäure

Im Folgenden ist das NOESY-Spektrum der Acetylsalicylsäure zu sehen. Der Bereich der chemischen Verschiebung wurde so gewählt, dass alle Signale des 2D-Spektrums sichtbar sind.

Am interessantesten ist das Kreuzsignal bei 2,4 ppm/7,1 ppm, das die räumliche Nähe und somit die Wechselwirkungen über den Raum zwischen den Protonen 9 und 2 veranschaulicht. Weiterhin erscheinen die Signale, die auch im H,H-COSY-Spektrum zu sehen sind (die meist über drei Bindungen koppelnden Protonen sind sich auch räumlich nahe, so dass Signale im NOESY-Spektrum erscheinen).

Abb.2

Zur besseren Anschaulichkeit ist im Folgenden ein Ausschnitt aus dem NOESY-Spektrum der Acetylsalicylsäure dargestellt.

Abb.3
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