El experimento 2D-J Resolv homonuclear (HOM2DJ en Varian) permite en algunas circunstancias la determinación de las constantes de acoplamiento escalar en protón. Ello permite disminuir los posibles problemas de solapamiento que se puedan presentar en los espectros de ¹H.

La dimensión F2 (directamente adquirida) contiene información sobre los desplazamientos químicos. La dimensión F1 sólo contiene la información referente a los acoplamientos (observándose los multipletes para cada una de las señales)

La posibilidad de distinguir entre dos multipletes próximos está condicionada por la resolución digital en la dimensión de F2. El mínimo valor de la constante de acoplamiento que puede observarse está determinado por la resolución digital en F1 (en ausencia de señales adicionales)

En el caso de existir acoplamientos heteronucleares, estos sólo se manifiestan en la dimensión F2. Esto posibilita la diferenciación entre acoplamientos homo y heteronucleares ( ¹⁹F, ³¹P).

Secuencia plenamente disponible, disponibilidad de parámetros y macros

Secuencia parcialmente disponible (en función del modo de funcionamiento del equipo o de la sonda instalada)

Secuencia disponible, pero no se puede utilizar debido al modo de funcionamiento del equipo

Secuencia no disponible o configuración del equipo no adecuada

1. Adquisición de un espectro de ¹H previo
2. Ajustar la ventana espectral, delimitando la zona con señales con dos cursores y ejecutando la orden movesw.
3. Realizar el espectro de protón con la ventana reducida y comprobar que no se produce ningún "folding" y que la distorsión de la línea de base no es significativa. En caso de que el resultado no sea satisfactorio, incrementar la ventana espectral lo suficiente.
4. Guardar el espectro adquirido como posterior referencia del experimento de 2D. Para ello se puede utilizar la orden svf(´$$$$$$$´), siendo $$$$$$$ el nombre del fichero. También es posible utilizar la opción SaveFid del menú.
5. Mover los parámetros a un experimento disponible. Para ello utilizar la orden mp(#,##), siendo # el número del experimento de partida y ## el correspondiente al que se utilizará para el experimento de 2D. Cambiar al experimento seleccionado (jexp##).
6. En el experimento seleccionado activar las condiciones y la secuencia HOM2DJ, para ello ejecutar el macro hom2dj.
7. Comprobar y reajustar los parámetros del experimento.

• sw1 en función de la anchura de los multipletes (entre 20 y 60 Hz)
• pw valor del pulso de 90 en protón ( consultar calibraciones)
• tpwr potencia correspondiente al pulso de 90 introducido en el punto anterior.
• p1 valor del pulso de 180 en protón, correspondiente a la potencia introducida en el punto anterior
• d1 valor del tiempo de espera necesario para la recuperación de la magnetización entre trenes de pulsos (1-2 T₁ de ¹H). En el caso de no conocerlo poner un valor entre 1-2 segundos.
• nt número de acumulaciones a realizar, debe ser múltiplo de 16.
• Reajustar el valor de at en función de la resolución digital deseada en F2.
• Reajustar el valor de ni en función de la resolución digital que se precise en F1
• Ajustar el de fn1 en función del valor introducido en ni (es conveniente efectuar "zero filling")

• ss número de dummy scans (ss=2)
• Comprobar que el experimento se realizará en modo de valor absoluto (phase=0)
• presat='n', excepto que sea necesario la eliminación de agua. En este último caso ajustar las condiciones de irradiación (frecuencia, posición y tof, de acuerdo con la metódica descrita en la secuencia presat )
• Comprobar el tiempo que precisará el experimento para su realización (orden time). Reajustar en caso necesario el valor de los parámetros nt y ni, para ajustar la duración del experimento al tiempo disponible. En cualquier caso debe respetarse los valores mínimos de estos parámetros.
• Parar el giro de la muestra (menú de lock). Comprobar que el parámetro spin tiene valor not used.
• En el caso de que al detener el giro de la muestra se produzca una disminución significativa del lock, asegurarse que el nivel es suficiente como para que sea estable y fijo durante la realización del experimento.
• Se recomienda iniciar el experimento con la orden go. Alternativamente también es posible utilizar ga o ga2d.

• El procesado y el ajuste de las funciones utilizadas puede realizarse siguiendo el procedimiento descrito en el procesado de experimentos (punto correspondiente a los experimentos en AV)
• Una vez haya aparecido en pantalla el mapa de contorno, efectuar una rotación de 45º en la matriz. Para ello utilizar la orden rotate(45.0).
• Examinar el resultado y en caso necesario efectuar un registro.
• La calidad del espectro resultante se puede mejorar mediante la aplicación de una operación de plegado respecto al centro de F1. Esta operación se efectúa mediante la utilización de la orden foldj, y contribuye a la eliminación de artefactos asimétricos.
• La utilización de la predicción lineal puede ser de utilidad, si bien los intentos de incrementar él valor del ni a más del doble de su valor inicial pueden ocasionar la aparición de algunos artefactos.

1. Registro de los datos

• El ajuste de las condiciones de display y registro del experimento se realiza tal como se indica en "registro de experimentos adquiridos en los equipos Varian"
• En este caso puede ser útil cambiar la disposición del mapa de contorno, seleccionando el F2 "mode" ( en el menú de display)
• Para el registro de este experimento no se dispone de ningún macro que permita la colocación del experimento de 2D de referencia en el eje (F2) del mapa de contorno, por lo que el registro debe efectuarse utilizando la orden pcon(#,##).

Soft-Cosy / Ecosy

La simulación del sistema puede ser de utilidad para comprobar y reajustar los valores de las constantes de acoplamiento obtenidas.

La mayor limitación de este experimento consiste en la aparición de señales adicionales en el caso de que los protones presenten un acoplamiento fuerte, estas señales adicionales pueden dificultar o impedir la obtención de las constantes de acoplamiento.

Si no hay acoplamiento fuerte, tras la aplicación de un proceso de predicción lineal, el experimento permite disponer de suficiente resolución digital como para determinar constantes de acoplamiento relativamente pequeñas. Por lo que puede ser de interés su aplicación para compuestos de peso molecular pequeño-medio (en especial si el experimento se realiza en un equipo con un campo suficientemente elevado).

La realización del experimento no supone ninguna dificultad, lo mismo que su posterior procesado y análisis de los resultados.

La obtención de los desplazamientos químicos de protón del análisis de la proyección en F2, está condicionada por la resolución digital en F2 (valor del tiempo de adquisición).

La longitud incorrecta de los pulsos de 90 y 180 es una de las principales causas de fallo del experimento.

W. Aue, J. Karhan and R. Ernst J. Chem Phys 64 4226 (1976)

K. Nagayama, O. Backmann K. Wuthrich and R. Ernst. J. Magn Reson 31 133 (1978)

Manual Varian: Vnmr 6.1 Guide Liquids NMR pag 124-126

S. Braun, H.-O. Kalinowski, S. Berger; 100 and More Basic Experiments (VCH 1996)

A. E. Derome, Modern NMR Techniques for Chemistry Reseach Pergamon, Oxford 1991, 270-275

 

Ejemplo de aplicación

 

Compuesto: celobiosa; Disolvente CDCL3

Concentración: 10 mg/ml en el equipo de 300 MHz,

 Mapa de contorno del experimento realizado en el equipo Unity-300 Plus

En el mapa de contorno del hom2dJ realizado con el equipo de 500 MHz se puede apreciar la desaparición (disminución) de las señales adicionales debidas al acoplamiento fuerte entre los protones 4B y 3B de la celobiosa. También se puede ver el incremento de resolución digital debida a la utilización de un valor de ni más elevado.