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RMN (Résonance magnétique nucléaire)

La Résonance Magnétique Nucléaire est l'outil d'analyse actuellement le plus utilisé en chimie organique. Elle permet d'obtenir des informations qualitatives ou quantitatives sur l'échantillon analysé, suivant la séquence d’impulsion employée. Les noyaux les plus souvent étudiés sont le ¹H, le ¹³C, le ³¹P, le ¹F et le ¹N qui présentent, pour la plupart, un spin nucléaire non nul égal à ½.

RMN-Spectre proton  RMN-Spectre 2D HSQC




La RMN du 1H, 19F et du 31P est relativement rapide et permet une analyse quantitative aisée. Grâce à l'interprétation de la nature des massifs obtenus sur le spectre (multiplets) et à la connaissance empirique des déplacements chimiques des noyaux présents dans chaque groupement fonctionnel, il est possible d’identifier en partie la structure développée de toutes les molécules organiques par application d'un raisonnement logique simple. Cependant, l’utilisation de la RMN du 13C et du 15N ainsi que l’emploi de séquences à 2 dimensions sont nécessaires à l’interprétation complète d’un spectre et donc à l’identification d’une molécule.



Equipements




Spectromètre Bruker AVANCE1 300MHz équipé de :
- Une sonde BBFO gradient Z et  module ATMA
- Une sonde BBI gradient Z
- Une sonde BB10 allant du 31P (121.49MHz) au 183W (12,48MHz)
- Une sonde QNP (13C, 31P, 19F et 1H)
- Une unité de température variable
- Un passeur d’échantillons
- Logiciel : Topspin2.1

Cet appareil est utilisé pour les analyses de routine, ainsi que pour des analyses spécifiques.

Spectromètre Bruker DPX 200MHz équipé de :
- Une sonde QNP (13C, 31P, 19F et 1H).
- Logiciel : Topspin 1.3

Cet appareil est dédié aux analyses de routine.




Spectromètre Bruker AV-I 400MHz équipé de :
- Une sonde BBI avec gradient z
- Deux sondes BB10
- Logiciel : Topspin 2.1
 
Cet appareil est utilisé pour études spécifiques.


Spectromètre Bruker AV-I 500MHz 
équipé des sondes:
- MAS-4mm-(H,F)-X
- MAS-3.2mm-H-X-Y
- MAS-2.5mm-H-F-X
- MAS-2.5mm-(H,F)-X
- MAS-2.5mm-H-F-X-Y-Z
- BBO-10mm(liquide sans signal Al 27)
- Logiciel : Topspin 2.1
 
Cet appareil est dédié aux analyses multi-irradiation.






Le service de Résonance Magnétique Nucléaire Liquide de l’Institut Lavoisier est ouvert à la communauté scientifique désirant réaliser des analyses en RMN.


 

Travaux



RMN Avance Bruker 300 MHz.

Etudes structurales
Etudes structurales de composés synthétisés par les chimistes de l’institut. Différenciation des rotamères (par coalescences), des régiomères et des diastéréomères par des expériences de routines et/ou spécifiques.
Exemples :
  

Différenciation de ligands complexés ou non-complexés
RMN-Différenciation de ligands]
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/mrc.4058/abstract

RMN Avance Bruker 400 MHz.

Mesures de coefficient de diffusion : méthodologie DOSY
Grâce aux récents développements méthodologiques, les mesures de diffusion par DOSY sont devenues populaires et plus accessibles. Elles couvrent un large domaine d’applications pour l’analyse de mélanges complexes, de processus dynamiques ou d’assemblage supramoléculaires. L’exemple montré ci-dessous est une application de la technique à l’étude de l’occlusion du cation TPA dans les nanoaggrégats de précurseurs de la zéolithe silicalite-1.
 RMN-Diffusion DOSY



RMN Avance Bruker 500 MHz.

RMN liquide
RMN 29Si, 27Al et 11B sans bruit de fond.
Nous disposons d’une tête de sonde 10 mm modifiée sans composant vitreux, adaptée pour des mesures RMN 27Al, 29Si et 11B. Les spectres RMN sans bruit de fond permettent une analyse quantitative, notamment pour les résonances larges et distribuées. Des exemples typiques de spectres RMN 27Al et 29Si d’aluminosilicates en solution sont présentés sur la figure ci dessous.
 

RMN-Spectre aluminosilicates 1 RMN-Spectre aluminosilicates 2

RMN des polyoxométallates : noyaux bas-gamma

Nous disposons d’une tête de sonde 10 mm spécifique pour les expériences RMN de noyaux bas-gamma (notamment 183W). La figure ci-dessous montre le spectre 183W d’un sel de lithium de {Eu(SiW9Mo2O39)2}13- dans une solution de D2O, montrant la présente des 9 sites W attendus pour une forme dimère de symétrie ponctuelle C2. Ceci en accord avec la conformation éclipsée déterminée par DRX.
 
 

RMN-Spectre lithium
RMN solide
Sonde RMN MAS 2.5 mm 1H-19F-X-Y permet des irradiations simultanées sur les canaux 1H et 19F. Cette technologie est bien adaptée pour des solides contenant des noyaux 1H et 19F (MOFs, zéolithes, alumines fluorés, composés pharmaceutiques, etc) car elle offre une meilleure résolution (double-découplage 1H-19F, voir figure ci-dessous) et l’accès à de nouvelles données (distances ou corrélations H-F).

RMN-double découplage
 
Méthodes RMN solide : noyaux quadripolaires, méthodes de découplage et corrélation homo/hétéronucléaire.
La figure ci-dessous présente le spectre RMN double-CP en cascade 1H→19F→13C obtenu sous double-découplage (1H-19F) d’un principe actif fluoré. Ce spectre permet l’attribution des raies 19F aux raies 13C correspondantes.
 
RMN-double CP cascade

Matériel : sondes MAS de 4 à 1.9 mm, double ou triple résonance, sonde 2.5 mm quadruple résonance 1H-19F-X-Y
 
 

Le service de RMN de l’Institut Lavoisier est ouvert à toute la communauté scientifique.


Responsable 200MHz & 300MHz :
Flavien Bourdreux
Tél : 01.39.25.43.59
Email : flavien.bourdreux@uvsq.fr

Responsable 400MHz & 500MHz :
Charlotte Martineau
Tél : 01.39.25.44.75
Email : charlotte.martineau@uvsq.fr