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Universidad San Pablo CEU

Metodologías para la determinación estructural de fármacos y el estudio de fenómenos de

reconocimiento molecular

Programa de doctorado en Química Médica

Constantes de Acoplamiento

Ana Ramos


Estructura fina debido a la interacción con núcleos vecinos que posean momento magnéticoHomonuclear: entre núcleos del mismo tipoHeteronuclear: entre núcleos de elementos diferentes

AcoplamientoAcoplamiento espespíínn--epepíínn


ConstantesConstantes de de AcoplamientoAcoplamientoMecanismo de Ramsey-Purcell: acoplamiento indirecto de espín.

Gracias a los electrones de enlace el núcleo A conoce los diferentes estados de espín del núcleo B.


AcoplamientoAcoplamiento espespíínn--epepíínn


ConstantesConstantes de de AcoplamientoAcoplamiento



singlete

doblete

triplete

cuadruplete

quintuplete

sextete

septetemultiplet


Cuando un protón se acopla con N protones de un átomo de carbonoadyacente, y M protones diferentes de otro:

nº de señales en RMN = (N + 1)(M + 1).


NomenclaturaNomenclatura parapara la la caracterizacicaracterizacióónn en RMNen RMN


TopicidadTopicidad: : HomotHomotóópicospicos


TopicidadTopicidad: : EnantiotEnantiotóópicospicos


TopicidadTopicidad


TopicidadTopicidad en en gruposgrupos metilenometileno


S

R

S

S


IsocronIsocronííaa y y TopicidadTopicidad


EquivalenciaEquivalencia MagnMagnééticatica

Para que dos o más núcleos sean MAGNÉTICAMENTE EQUIVALENTES deben ser:•Químicamente equivalentes•Se tienen que acoplar con la misma J con cualquier otro núcleo que haya en la molécula

Magnéticamente equivalentes Magnéticamente NO equivalentes


EquivalenciaEquivalencia MagnMagnééticatica


NomenclaturaNomenclatura de de loslos SistemasSistemas de de EspinEspin

A2AA’

ABEspectro de orden superior

AXEspectro de 1er orden

νA - νX

JAX> 10


NomenclaturaNomenclatura de de loslos SistemasSistemas de de EspinEspin

HA

HA

HX

HX

A2X2

HB

Cl

Br

HA

HB Br

Cl HA

A2B2

NC NO2

HA

HX

HA'

HX'

AA'XX'

OHA

HB HB'

HA'

AA'BB'


SISTEMAS DE DOS ESPINES: A2, AX, AB


478 Hz

462 Hz 396 Hz

380 Hz

JAB = ν1-ν2= ν3-ν4 = 16 Hz

ν1-ν3 = ν2-ν4 = (νA−νΒ)2= 82 Hz

νA-νB = 80 Hz (a 60 MHz)

1/2(νA+νB) = 1/2 (ν1+ν4) = 1/2 (ν2+ν3)Punto medio

δA = 7,82; δB = 6,47

COOHHA

HB


J/∆ν

J/∆ν

J/∆ν


SISTEMAS DE TRES ESPINES: A3, A2X, A2M, AMX, ABX, AB2, ABC


JAB = 3-1 = 4-2 = 7-5 = 8-6

|JAX + JBX| = 12-9

2D+ = 8 – 4 = 6 – 22D–= 7 – 3 = 5 – 1

Máximo 14 señales:6 de la parte X8 de la parte AB


1/2(JAX – JBX) = [(D+ + 1/2JAB)·(D+–1/2JAB)]1/2 – [(D– + 1/2JAB)·(D-1/2JAB)]1/2

1/2(νA - νB)=(D+2 – 1/4JAB

2)1/2– 1/4(JAX – JBX) D+ = 19,98, D– = 16,901/2(νA + νB) = 195.83 HzJAB = 17,96 JAX = 4,80JBX = 11,82νA = 179,86νB = 211,81νX = 311,70 Hz

Universidad San Pablo CEU8 señales


νB = ν3νA = ½ (ν5 + ν7)JAB = 1/3(ν4+ν8-ν1-ν6)

A2B

A2X

νBνA

J/∆ν


SISTEMAS DE CUATRO ESPINES: A4, A3X, A3B, A2B2, A2MX, AA’XX’, AA’BB’ABX2, ABCX, ABCD, A2X2


6 transiciones de B y 8 de A


7 transiciones de A y 7 de B centradas en ½ (νA + νB)


A2B2


A2MX


10 transiciones de A y 10 de X


K = JAA' + JXX'L = JAX – JAX'M = JAA' – JXX'N = JAX + JAX'


24 transiciones


24 transiciones

AA’BB’400 MHz

90 MHz

AA’XX’


AlgunosAlgunos valoresvalores de de JJ 22J J (H,H)(H,H)

La Jgem es generalmente negativa y depende fundamentalmente de:

Hibridación del átomo de carbonoEl ángulo de enlace H-C-HEfecto inductivo de los sustituyentes en α y β


AlgunosAlgunos valoresvalores de de JJ22J J (H,H)(H,H)

aumenta disminuye disminuye Disminuye (más negativa)


AlgunosAlgunos valoresvalores de de JJ 22J J (H,H)(H,H)


33J J (H,H)(H,H)AlgunosAlgunos valoresvalores de de JJ


33J J (H,H)(H,H)AlgunosAlgunos valoresvalores de de JJ

SO NH

NH

H H

H

H

H

H

H SO NH

N

H H HH

H H H

1,8 2,6 4,8 5,5 3,4 3,4 3,4

H

7,6


AlgunosAlgunos valoresvalores de de JJ 33J J (H,H)(H,H)KARPUS-CONROY

HH

H

HH

H

3,5 Hz 14 Hz 3,5 Hz

3J = (2Js + Ja)/3 = 21/3 = 7 Hz

Br

EtOOC HH

BrPhH

Br COOEtH

BrPhCOOEt

H BrH

BrPh3JAB = 12 Hz

Br HEtOOC

H BrPh



H H H

H

7-9 (0º) 4-6 (145º)

HBr

COOR

Br H

COOR

H

Br

COOR

Br

COOR H

9,8 8,6H

Br

COOR

Br

COOR

6,7

H

H

H

H

H

9,3 9,0H

3,9

H



O

H

HO

OH

H

H

OCH3

OHHH

OH

O

H

HO

OH

H

H

H

OHH OCH3

OH

4,0 9,0


AlgunosAlgunos valoresvalores de de JJAcoplamientosAcoplamientos a a largalarga distanciadistancia

44J J (H,H) (H,H) WWValorValor mediomedio: 0: 0--2,5 Hz2,5 Hz

55J J (H,H) (H,H) zigzagzigzag


AlgunosAlgunos valoresvalores de de JJ AcoplamientosAcoplamientos a a largalarga distanciadistancia

AcetilenosAcetilenos, , alenosalenos, , cumulenoscumulenos

AcoplamientoAcoplamientoalalíílicolico

AcoplamientoAcoplamientohomoalhomoalíílicolico


AlgunosAlgunos valoresvalores de de JJ AcoplamientosAcoplamientos a a largalarga distanciadistancia

EjemplosEjemplos de de coplamientoscoplamientos homoalhomoalíílicoslicos

AcoplamientosAcoplamientos bencbencíílicoslicos


AcoplamientosAcoplamientos con con otrosotros nnúúcleoscleos: : 1919F (100%), F (100%), 3131P (100%), P (100%), 1313C C (1,1%)(1,1%)


AcoplamientosAcoplamientos con con otrosotros nnúúcleoscleos


AcoplamientosAcoplamientos 1313CC--H en H en 11HH--NMRNMR

C CHA

Cl

Cl

HA

C 13C

HA'

Cl

Cl

HA

AA’X


AcoplamientosAcoplamientos 1313CC--HH

1J (C,H) = 500p donde p = 0,25 en C-sp3

0,33 en C-sp2

0,50 en C-sp

CH

125

C CNC

H

H

H 165167

163

H H

160

2J (C,H) oscilan entre 70 y -20 Hz3J (C,H) siempre positivos e inferiores a 15 Hz


AcoplamientosAcoplamientos 1313CC--1919F y F y 1313CC--3131P P

CC

CF 1J (C-F) = 171

2J (C-F) = 193J (C-F) = 5

O POEt

OEt

1J (C-P) = 3002J (C-P) = 533J (C-P) = 5


AcoplamientosAcoplamientos con con 1515NN1515N(0,37%)N(0,37%)

H3CN

H3CH -67

NH

-98

H3CN

H3CC

O

H

H -4,5N H -10,8

H -1,5

H -5,4


AcoplamientosAcoplamientos 1313CC--1313CC

No es apreciable en espectros de 13C por la baja abundancia natural del 13C (1,1%) que hace la probabilidad de una combinación sea muy baja

Precisa de la utilización de la técnica INADEQUATE (Incredible Natural Abundance Double Quantum Transfer Experiment), que hace posible la supresión de la señal principal.

1J entre -150 y -400


TTÉÉCINCAS DE DOBLE RESONANCIACINCAS DE DOBLE RESONANCIADesacoplamientoDesacoplamiento HomonuclearHomonuclear


DesacoplamientoDesacoplamiento HeteronuclearHeteronuclear


DesacoplamientoDesacoplamientoOff resonanceOff resonance

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