H và 13C
Phƣơng phỏp phổ cộng hƣởng từ hạt nhõn là một trong những phƣơng phỏp hiện đại nhất đƣợc ứng dụng để xỏc định cấu trỳc của cỏc hợp chất hữu cơ. Một hạt nhõn cú spin (I) khỏc khụng khi đƣợc đặt trong từ trƣờng thỡ nú cú thể chiếm (2I+1) mức năng lƣợng khỏc nhau. Sự chờnh lệch giữa cỏc mức năng lƣợng ấy phụ thuộc vào cƣờng độ từ trƣờng xung quanh hạt nhõn đú. Từ trƣờng này là từ trƣờng ngoài cộng với từ trƣờng ngƣợc chiều gõy ra bởi sự chuyển động của lớp vỏ điện tử xung quanh hạt nhõn. Nhƣ vậy, hiệu mức năng lƣợng của hạt nhõn từ khụng những phụ thuộc vào từ truờng ngoài mà cũn phụ thuộc vào chớnh lớp vỏ điện tử xung quanh hạt nhõn ấy. Điều này dẫn tới cỏc hạt nhõn khỏc nhau đặt trong từ trƣờng ngoài sẽ cần cỏc năng lƣợng khỏc nhau để thay đổi mức năng lƣợng của mỡnh. Trong phƣơng phỏp cộng hƣởng từ hạt nhõn, năng lƣợng kớch thớch cỏc hạt nhõn gõy ra bởi một từ trƣờng biến đổi cú tần số tƣơng đƣơng với tần số súng vụ tuyến. Bằng cỏch thay đổi tần số của từ trƣờng kớch thớch, ta sẽ thu đƣợc cỏc tớn hiệu cộng hƣởng của cỏc hạt nhõn từ khỏc nhau trong phõn tử và cú thể xỏc định một cỏch cụ thể cấu trỳc của cỏc hợp chất hoỏ học.
Cỏc phõn tử thiosemicacbazon và phức chất của chỳng đều khụng cú nhiều proton nờn việc quy kết cỏc pic trong phổ 1
H-NMR tƣơng đối dễ dàng. Thụng thƣờng, proton cú mặt trong cỏc nhúm OH, NH - hiđrazin, NH - amit, CH = N và SH; đụi lỳc cú thờm proton của cỏc nhúm NH2, CH3, C6H5 và CH2. Trong phổ cộng hƣởng từ proton của NH - hidrazin cho tớn hiệu cộng hƣởng ở khoảng 11,5 ppm, proton ở liờn kết đụi HC=N ở vựng gần 8,3 ppm và proton của OH ở khoảng 10 ppm. Cỏc tớn hiệu cộng hƣởng của cacbon trong nhúm CS, CN thƣờng đƣợc gỏn ở khoảng 175 và 140 ppm, cacbon trong vũng thơm thƣờng đƣợc gỏn ở 110 – 140 ppm [3,25,26].
Số húa bởi Trung tõm Học liệu – Đại học Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn
Hiện nay việc qui gỏn cỏc tớn hiệu cộng hƣởng trờn phổ cú thể đƣợc hỗ trợ thờm bằng tớnh toỏn lý thuyết với việc sử dụng phần mềm giải phổ ChembioDraw Ultra 11.0. Tuy nhiờn phần mềm này lại bị hạn chế trong phần phõn biệt và qui gỏn cỏc tớn hiệu cộng hƣởng của cỏc proton NH.
ChembioDraw Ultra 11.0 là phần mềm hoạt động trực tuyến bao gồm hai phần: Databases-chứa dữ liệu thực nghiệm và Predictor-mụ phỏng thống kờ về cỏc loại phổ: HNMR, CNMR. Để mụ phỏng bằng NMR-Predictor hoặc lấy phổ thực nghiệm từ NMR - Databases trƣớc hết phải xõy dựng cụng thức cấu tạo của phõn tử.
Đối với cỏc hợp chất hữu cơ thỡ ChembioDraw Ultra 11.0 cho cỏc phổ mụ phỏng khỏ chớnh xỏc dựa trờn dữ kiện thống kờ của hơn 1200000 giỏ trị độ dịch chuyển húa học, 320000 giỏ trị hằng số tƣơng tỏc spin - spin đối với proton và 1700000 độ dịch chuyển húa học đối với 13
C. Phƣơng phỏp mụ phỏng này cú tớnh đến cả cỏc tƣơng tỏc nội phõn tử.
Tuy nhiờn, do số lƣợng cỏc nghiờn cứu NMR về cỏc hợp chất chứa kim loại chƣa nhiều, cỏc giỏ trị về độ dịch chuyển húa học, hằng số ghộp và cỏc thụng số tƣơng tỏc nội bộ phõn tử thống kờ đƣợc cũn hạn chế nờn phƣơng phỏp mụ phỏng này ứng dụng trong lĩnh vực nghiờn cứu phức chất chƣa thu đƣợc độ chớnh xỏc cao.