Espectroscopia de Ressonância Magnética Nuclear | RMN
A Espectroscopia de Ressonância Magnética Nuclear (RMN) tem como base a interação da matéria com a radiação eletromagnética na região das radiofrequências em torno de 4 e 900 MHz e possui ampla aplicação na elucidação das estruturas moleculares em conjunto com técnicas como espectroscopia na região do infravermelho e ultravioleta , espectrometria de massas e outras.
Diferentemente das técnicas que utilizam radiação ultravioleta e infravermelho, em que os elétrons estão envolvidos na absorção da energia, na RMN são os núcleos dos átomos que interagem com a radiação.
Neste tipo de análise, os compostos a serem estudados, principalmente moléculas orgânicas e biomoléculas, são submetidos a um intenso campo magnético que irá influenciar nos estados de energia dos núcleos que possuem momentos magnéticos diferente de zero, ou seja, aqueles em que o número de prótons e nêutrons não são iguais. Diversos isótopos como 31P, 15N, 19F, 11B, 29Si, 113Cd e 207Pb possuem esta capacidade de responder a RMN.
Alguns dos núcleos de grande importância neste tipo de espectroscopia são o 1H e o isótopo 13C. O sinal obtido de RMN de 1H é cerca de quatro vezes maior que o sinal de RMN de 13C, o que é decorrente da menor relação giromagnética do carbono e a natural baixa quantidade desta espécie isotópica nos compostos.
Entretanto, o espectro de RMN de 13C traz importantes informações sobre o esqueleto molecular, diferentemente dos sinais de 1H que elucidam melhor as periferias.
As amostras para análise normalmente então na forma de solução com solventes apróticos ou deuterados para diminuir a interferência nos espectros causada pela presença de hidrogênio fora do composto em estudo.
No geral, a Ressonância Magnética Nuclear possibilita a identificação de grupos funcionais como hidroxila em álcoois e fenois, aldeídos, ácidos carboxílicos, oleofinas, hidrogênio acetilênico, aminas e amidas e os arranjos de ligações nas moléculas oferecendo grande contribuição para estudo das estruturas dos compostos.
Para a elucidação das estruturas devem ser observados os seguintes parâmetros:
- Deslocamentos químicos: na RMN de 13C e 1H, as frequências de ressonâncias são medidas em relação a um composto de referência, comumente o tetrametilsilano, (CH3)4Si, também chamado de TMS, e informadas em termos de deslocamento (em hertz, Hz) em relação aos hidrogênios e carbonos do TMS.
A intensidade deste deslocamento depende da intensidade do campo magnético utilizado na análise e para facilitar comparações entre espectros de análises com diferentes campos magnéticos é adotado o parâmetro Deslocamento Químico que representa a razão entre a frequência do deslocamento (em Hz) e a frequência do espectro (em MHz).
Assim, o Deslocamento Químico expressa quanto uma ressonância de 13C e 1H é deslocada em relação ao TMS em partes por milhão (ppm), na frequência de operação básica do espectrômetro.
- Multiplicidade: trata-se do número de picos em um sinal de RMN, decorrente de alterações nos momentos magnético entre núcleos adjacentes que resulta na divisão de um sinal em vários picos próximos (multipleto).
- Constantes de acoplamento: refere-se à distância entre dois picos adjacentes de um multipleto, que é uma medida de quão intensamente um núcleo é afetato pelos núcleos vizinhos.
Bibliotecas de espectro de RMN são facilmente obtidas em banco de dados públicos, como ChemSpider e PubChem, ou privados, como SciFinder, e podem ser utilizadas para comparação.
Os sinais dos solventes utilizados devem ser desconsiderados, sendo que é possível observar até mesmo ressonâncias de possíveis impurezas caso as mesmas estejam presentes na amostra.
Desta forma a RMN pode ser considerada uma técnica definitiva para a identificação de compostos orgânicos e assim sendo bastante útil na elucidação da estrutura da substância química candidata a se tornar uma Substância Química Caracterizada (SQC).
Abaixo segue alguns exemplos de espectros de Ressonância e de como são expressos os resultados.
