Innovation with Integrity

30ème journée Utilisateur

Aides et conseils pour l’étude des petites molécules

Maryse Bourdonneau– Bruker France

2

Comment faire?

Conseil: mode baseopt:

3

• Fixer DIGMOD à basopt dans eda permet de déterminer le point 0 du FID, celui-ci peut être dans la dernière impulsion utilisée d’où l’ajout du paramètre acqt0.

dans pp=zg:

acqt0=-p0*2/3.14159

• Les effets de ce filtre sont:

- Une correction de phase d’ordre 1 nulle

- Plus de distorsions de ligne de base à droite et à gauche (smilies) et les signaux en limite de gamme ne sont plus atrophiés

- Ligne de base du spectre à la position 0

mode baseopt:

4

5

. Dans Iconnmr:

- SELU / CMCse

- Fastlane/Smartdrive

- Multisuppression de

solvants

- DOSY

.

SELU: aide à l'élucidation structurale

• Petites molécules , masse moléculaire <500

• Jusqu'à 20 % d'impuretés

• Données requises :

• RMN

• Minimum : 1D Proton, HSQC, HMBC

• Optionnelles : COSY, 1D 13C,……

• Formule moléculaire brute

CMC-se Assisted Structure Elucidation and Verification

Acquisition des données Elucidation de structures

Vérification de structures

Tableau des corrélations

Analyse automatique des données

SELU: aide à l'élucidation structurale

• Vérification de structures:

Après sélection de candidats en fichier .mol,

permet de vérifier si certains sont

compatibles avec le tableau des corrélations

Optional

Required

CMC-se 2.5 Structure Elucidation/Verification

• PROTON • HSQC • HMBC

• + d’autres données optionnelles

C13 COSY N15 HSQC/HMBC H2BC, ADEQUATE …

CMC-se 2.5 Assisted Structure Elucidation and Verification

Supporte des molécules plus grosses • Amélioration des performances • Manipulation simplifiée des fragments

Utilisation d’atomes chargés • Groupements fonctionnels • Sels Amélioration de l’analyse des données • Ajout direct de données additionnelles dans un “projet” Vérification • Utilise une attribution partielle (à partir de fragments) Rangement des structures “sous-déterminée” • Rangement en temps réel.

CMC-se 2.5: nouveautés

Facilité d’utilisation • Les structures générées peuvent être éditées Supporte les expériences ROESY: • Définition d’une stéréochimie (Up/Downs) Visualisation des corrélations retravaillée • Permet de construire la structure manuellement Nouvel Interface :CSEARCH Robot Referee

Paramètres CMCsexxx

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rpar pp auNM

auNMP

remarques

CMCse_1H

zg30

au_zg

proc_1d_noref

baseopt, ns=16, AQ=4s, D1=2s

CMCse_13C

zgpg30

au_zg

proc_1d_noref

baseopt, ns=256, AQ=1.25s, D1=2s

CMCse_COSY

cosygpmfppqf

au_getlcosy

proc_2dpl

ns=4, 1td=256

expt=33’

CMCse_HSQC

hsqcedetgpsp.3

au_getlinv_CMCse

proc_2dinv

ns=8, 1td=400, 1sw=180,

expt=2h

CMCse_HMBC

hmbcetgpl3nd

au_getlinv

proc_2d_xf2m

ns=8, 1td=512, 1sw=220

expt=2h12

CMCse_H2BC

h2bcetgpl3

au_getlinv

proc_2dinv

ns=4, 1td=256, 1sw=180

expt=30’

CMCse_15NHSQCf2

hsqcetgp

au_getlinv

proc-2dinv

ns=8, 1td=128, 1sw=200

expt=20’

CMCse_15NHMBCf2

hmbcgplpndqf

au_getlinv

proc_2dpl

ns=8,1td=128, 1sw=350

d6=100ms, expt=22’

CMCse_ADEQ

adeq11etgprdsp

au_getlinv

proc_2dpl

ns=128, 1td=256, 1sw=210, J(CC)=45Hz

expt=20h12

CMCse_INAD

inadphsp

au_zg

proc_2dpl

ns=512, 1td=128, 1sw=360, J(CC)=50Hz

expt=2d10h

Paramètres CMCseXXX

CMCse_all

CMCse_1H,

CMCse_13C,

CMCse_COSY,

CMCse_HSQC,

CMCse_HMBC,

CMCse_HSQC15Nf2,

CMCse_HMBC15Nf2

Expérience composite

13

Paramètres CMCseXXX

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• CMCse_HSQC

- pp= hsqcedetgpsp.3

• CMCse_HMBC

- pp=hmbcetgpl3nd

Avec trois filtres 1J et en mode écho-antiécho

d21=1/2JCH pour avoir une sélection de parité CH/CH3 et CH2

Impulsion p24 remplacée par deux impulsions « matched sweep » dont la vitesse de balayage est adaptée en fonction de la variation de J(C-H) en fonction de d :

Crp60_xfilt2

- AUNM=au_getlinv_CMCse Pour conserver un temps d’acquisition en F2 compris entre 0,15 et 0,3s et en F1 de 12ms

Ces paramètres peuvent être ajoutés rapidement à la liste proposée dans ICONNMR pour différents utilisateurs

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ICONNMR / cmc-a : Fastlane

16

Le rapport cmc-a peut être imprimé

ICONNMR / cmc-a : Fastlane

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ICONNMR / cmc-a : Smartdrive

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Le rapport cmc-a est dans le fichier de données

Multi-suppression de solvants: Dans ICONnmr:

• Lors de l’utilisation d’un mélange de solvants

• Lors de l’analyse d’un composé en faible concentration (DMSO par exemple…)

• Souvent un découplage 13C est nécessaire (au moins partiel pour supprimer les satellites d’un solvant)

Multi-suppression de solvants: Dans ICONnmr:

• N MULTIPRESAT - 1H multipresat

• N LC1D12 - 1H, double presaturation

• N LC1DCWPS - 1H, multiple presaturation, 13C decoupling

• N LC1DWTDC - 1H, mult. WET suppr., 13C decoupling

• N LCML12 - TOCSY double presaturation

• N LCMLCWPS - TOCSY TPPI, mult. presat., 13C decoupling

• N MLEVDCPHWT - TOCSY TPPI, WET suppr., 13C decoupling

• N WATER - water suppression

Multi-suppression de solvants

21

• ps: présaturation avec une impulsion modulée

p18=100000us

• wt:WET

p11=20000us

• Ces expériences sont proposées avec une saturation sur 2 sites (l30=2), la recherche de ces sites est faite à partir de l’analyse de pics (peak picking).

;zgps ;avance-version (12/01/11) ;1D sequence with presaturation ;using shaped pulse for off-resonance presaturation ; ;$CLASS=HighRes ;$DIM=1D ;$TYPE= ;$SUBTYPE= ;$COMMENT= #include <Avance.incl> "d12=20u" "acqt0=-p1*2/3.1416" 1 ze 2 30m 3 p18:sp6:f1 ph29 4u lo to 3 times l6 d12 pl1:f1 p1 ph1 go=2 ph31 30m mc #0 to 2 F0(zd) exit

Multi-suppression de solvants

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Quinine très diluée dans du DMSO

monosaturation: zgesgp

double saturation: lc1pncwps

double saturation: wetdc

DOSY automatique

• rpar DOSY

• pp=ledbpgp2s

• AUNM= au_dosy_prep : optimisation des paramètres d20 et p30, rga, acquisition

600us<p30<3ms

• AUNMP=proc_dosy

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ICONnmr et méthode NUS

• HSQC et HMBC

• NUSAMOUNT= 25%

NUSPoints=50 (1td=400)

NUST2=1

• xaup= proc2d_inv:

mdd

xf2m

mdd

xht2

mdd

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if (fntype == 2) { DELETEIMAGINARYDATA(name, expno, procno, disk, user) XHT2 }

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. Dans Iconnmr

. En mode semisélectif

. En mode manuel

HMBC sélective en F1: topspin 3.1

HMBC sélective en F1: topspin3.1

HMBC sélective en F1: topspin3.1

HMBC sélective en F1: topspin3.1

pp= shmbcctetgpl2nd

s: band selective

ct: constant time

sp= Q3_surbop.1

- évolution JHH ne crée aucune modulation en F1 car est fixe pendant T

dH et JCH refocalisés par les

impulsions

dx en F1

HSQC sélective: topspin3.2pl6

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hsqc standard

December 9, 2016 31

Exemple: Mélange de sucres (glucose, sucrose, raffinose / D2O)

smartprobe / AV400

hsqc sélective en F1

December 9, 2016 32

Exemple: Mélange de sucres (glucose, sucrose, raffinose / D2O)

hsqc sélective en F1

pp= shsqcetgpsisp,2

s: band selective

si: sensitivity improved

sp= Q3_surbop.1

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. Dans Iconnmr

. En mode semisélectif

. En mode manuel

Découplage homonucléaire large bande: expériences « pureshift »

But: obtenir un spectre 1H sans couplage 1H-1H

le découplage d’un signal observé à temps t peut être effectué en inversant tous les partenaires couplés avec lui au temps t/2

- Méthode Zangger-Sterck

Combinaison de gradients et d’impulsions

sélectives

- Méthode BIRD: sélection 1H-12C et

1H-13C

- Méthode PSYCHE: COSY anti-z

utilisant des impulsions chirp

correspondant à un angle de 10° ou 20°

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Découplage homonucléaire large bande: spectre 1D

Exemple: cyclosporine 50mM / C6D6

400MHz / smartprobe

December 9, 2016 36

37

Découplage homonucléaire large bande: découplage instantané/corrélations homonucléaires

Exemple:TOCSY dipsi cyclosporine / C6D6 smartprobe / AV400

ZS instantanée

Découplage homonucléaire large bande: HSQC / HSQC avec découplage BIRD instantané : découplage homonucléaire 1H-{13C}

December 9, 2016 38

Exemple: hélicine / DMSO

smartprobe / AV400

hsqc standard hsqc avec découplage BIRD instantané

L.Paudel, R.W.Adams, P.Kiraly, J.A.Aguilar, M.Foroozandeh, M.C.Cliff, M.Nilsson, P.Sandor, J.P.Waltho, G.Morris, Angew.Chem.Int.Ed. 52, 11616-11619 (2013)

Découplage homonucléaire large bande

December 9, 2016 39

• Obtention d’une pseudo-2D (avec incrémentation du délai t) qui va permettre la

reconstruction d’un FID car en début de chaque période de détection, les effets des Jhomo sont refocalisés (10 à 20ms)

Sont proposées dans le fichier pp topspin 3.5 pl2 / topspin 3.2 pl7

• reset_psyche_1d

• reset_dipsi2gpphzs_psyche

• reset_zs_1d

• reset_hsqcetgpsp

Pseudo2D ou 3D qui doivent être traitées par le programme au proc_reset

(reset: Reducing nuclEar Spin multiplicitiEs to singuleTs)

Dans le fichier des formes d’impulsions:

Crp_psyche.20

40

edprosol topspin 3.5 pl2 / topspin 3.2 pl7

December 2 , 2016 41

Découplage homonucléaire large bande: découplage instantané programmé pendant l’acquisition

N.H.Meyer, K.Zangger,

Angew.Chem.Int.Ed.52,71

43-7146(2013)

Le découplage de type Zangger-Sterck ou BIRD peut être programmé pendant l’acquisition en temps réel ce qui permet de ne plus avoir besoin de reconstruction de FID.

Sont proposées dans le fichier pp topspin 3.5 pl2 / topspin 3.2 pl7

• dipsi2gppgzs_zshd

• mlevphpp_zshd

• noesygpphpp_zshd

• noesygpphzs_zshd

• zg_zshd

uniquement pour Avance III

(zshd: découplage ZS / Zangger Sterck pendant l’acquisition)

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"d62=aq/l0" ;d62: length of block between decoupling pulses : = aq/l0 [< 20-25 msec]

Sont proposées dans le fichier pp topspin 3.5 pl2 / topspin 3.2 pl7

• hsqcetgpsp.2_bbhd

• hsqcedetgpsp.3_bbhd

• hsqcetf3gp_bbhd

• fhsqcf3gpph_bbhd

• hsqcedetgpsisp2.3_bbhd

• hsqcetgpsisp2.2_bbhd

• hsqcfpf3gpphwg_bbhd

• zg_bbhd

uniquement pour Avance III

(bbhd: découplage BIRD pendant l’acquisition)

44

"d62=aq/l0" ;d62: length of block between decoupling pulses : = aq/l0 [< 20-25 msec]

HSQC sélective avec découplage BIRD instantané

45

Exemple: Mélange de sucres (glucose, sucrose, raffinose / D2O)

76.26ppm 76.32ppm

62.30ppm 62.40ppm

Remerciements:

Mes collègues des différents sites Bruker:

Pavel Kessler

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www.bruker-biospin.com