30 journée Utilisateur RMN du fluor: solutions matérielles et … · 2016-12-09 · Cas du...

Innovation with Integrity

30ème journée Utilisateur

RMN du fluor: solutions matérielles et logicielles

Maryse Bourdonneau– Bruker France

Généralités:

2

La RMN du fluor date de 50 ans:

100% abondance naturelle

Spin 1/2

Fréquence de résonance élevée (proche du 1H)

Haute sensibilité

Très présent dans les molécules: insecticides, herbicides, fongicides, polymères, médicaments

référence: CFCl

Généralités:

• Grande dispersion de d et fréquence élevée :

SWH souvent important

4

. Solutions matérielles:

sondes et amplificateurs

. Solutions logicielles

RMN du fluor : les sondes

• Applications : double résonance

• BBO H&F

• BBFO SmartProbe

• Applications: triple résonance

• Sonde TXO

• Sonde TBO

• Sondes refroidies

• Prodigy H&F cryosonde – BBO et TCI

• TCI H&F cryosonde

• QCIF cryosonde

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. Solutions matérielles:

sondes et amplificateurs


Avance I/II/III : Module BLA2BB

• Configuration standard, 200 à 400 MHz

• Deux amplificateurs identiques

• De 20 à 400 MHz

• Signal r.f. fluor-19 en sortie de l'amplificateur X

Programmes d'impulsions standard, i.e. : zg, zgig, zghd, hxcoqf, hmbc, hoesyph…..

Avance I/II/III : Modules BLAXH, BLAXH2H

• Configuration standard, 500 MHz.

• Configuration optionnelle : 200 – 400 MHz

• Signal radiofréquence fluor-19 en sortie de l'amplificateur H

H + F

Aiguilleur 1H/19F : QNP Accessory pour envoyer les impulsions 19F sur la bobine BB

Programmes d'impulsions spécifiques 19F pour configuration avec QNP accessory

Programme NUC1 NUC2 Type

zgflqn F 1D

zgflhdqn F F 1D

zgfhigqn / zgfhigqn.2 F H 1D

zghfigqn / zghfigqn30 H F 1D

hfcoqfqn F H 2D Corrélation couplage scalaire, magnitude

hoesyfhqfqnrv F H 2D Corrélation couplage dipolaire, magnitude

11

. Solutions matérielles


QNP accessory: programme d'impulsions zgfhigqn

;zgfhigqn #include <Avance.incl> "d11=30m" "d12=20u" 1 ze d11 QNP_X d11 pl12:f2 2 30m do:f2 d1 d12 SWITO_F p1 ph1 d12 SWITO_H go=2 ph31 cpd2:f2 30m do:f2 mc #0 to 2 F0(zd) exit

;Avance.incl /*;select output for 19F (amplifier)*/ #define QNP_X setnmr3|3 #define QNP_F setnmr3^3 /*;switch between 1H or 19F output (H amplifier)*/ #define SWITO_F setnmr3|2 #define SWITO_H setnmr3^2

QNP accessory: programmes d'impulsions zgfhigqn et zgfhigqn.2

"d11=30m" "d12=20u" 1 ze d11 QNP_X d11 pl12:f2 2 30m do:f2 d1 d12 SWITO_F p1 ph1 ACQ_START(ph30,ph31) (2u SWITO_H) aq DWELL_GEN:f1 cpd2:f2 rcyc=2 30m do:f2 mc #0 to 2 F0(zd) exit ph1=0 2 2 0 1 3 3 1 ph30=0 ph31=0 2 2 0 1 3 3 1

"d11=30m" "d12=20u" 1 ze d11 QNP_X d11 pl12:f2 2 30m do:f2 d1 d12 SWITO_F p1 ph1 d12 SWITO_H go=2 ph31 cpd2:f2 30m do:f2 mc #0 to 2 F0(zd) exit ph1=0 2 2 0 1 3 3 1 ph31=0 2 2 0 1 3 3 1

zgfhigqn.2 zgfhigqn

s'ajoute au délai de préacquisition

Exécuté en parallèle au délai de préacquisition

QNP accessory: programmes d'impulsions zgfhigqn et zgfhigqn.2 Correction de phase ?

DW = 18.3 µs zgfhigqn : D12 + DE = 26.5 µs

zgfhigqn.2 : DE=6.5µs rpar F19CPD

tH

F

Gz

G1 G2

Corrélation 1H-19F COSY hétéronucléaire

• Sélection écho (mode non phasable) par cycle de phases ou gradients :

• Mode phasable : par technique States, TPPI,…… (sans gradients)

• Dimension F2 : déplacement chimique F + tous les couplages

• Dimension F1 : déplacement chimique H + tous les couplages

02G1G FH 191

Flumethasone pivalate, COSY 19F/1H

Corrélation 1H-19F HOESY

Spectromètres équipés d’un BLA2BB: hoesygpph hoesyetgp : détection noyau bas

hoesyetgp.2: détection noyau haut

hoesyph hoesyqfrv hoesyesgpph Spectromètres non équipés d’un BLA2BB: hoesyfhqfqnrv

Flumethasone pivalate, HOESY 19F/1H

Corrélation 1H-19F HOESY : version 1D

L.E.Combettes, P.Clausen-Thue,M.A.King, B.Odell, A.L.Thompson, V.Gouverneur, T.D.W.Claridge, Chem. Eur. J. 2012, 18, 13133-13141

A

B

acide fluorocinnamique / DMSO

Corrélation 1H-19F HOESY : version 1D

L.E.Combettes, P.Clausen-Thue,M.A.King, B.Odell, A.L.Thompson, V.Gouverneur, T.D.W.Claridge, Chem. Eur. J. 2012, 18, 13133-13141

A

B

Echelle de déplacement chimique

• Grande dispersion de d et fréquence élevée :

SWH souvent important

Pas d'excitation uniforme (quantitativité !)

RMN du fluor: cas du découplage: 1H-{19F}, X-{1H}

• Problème lié à la couverture spectrale: au moins 300 ppm

• Difficulté accrue à haut champ

Il faut utiliser des séquences de découplage adaptées (celles utilisant des impulsions adiabatiques)

Les impulsions adiabatiques de type « Smooth Chirp ou Wurst » permettent d’avoir de très bonnes couvertures spectrales.

Waltz16 9kHz

GARP4 20kHz

Crp32,1.5,20.1 23kHz Crp48,1.5,20.1 34kHz Wurst80,1.5,20.1 60kHZ Crp80,1.5,20.1 66kHz

Séquence de découplage: couverture spectrale

Cas du découplage adiabatique: Utilisation de séquences cpd adaptées

-Séquence de découplage cpd: mlevsp180 ou p5m4sp180 • #setphase

• 1 pcpd:sp15:0

• pcpd:sp15:0

• pcpd:sp15:180

• pcpd:sp15:180

• pcpd:sp15:180

• pcpd:sp15:0

• pcpd:sp15:0

• pcpd:sp15:180

• pcpd:sp15:180

• pcpd:sp15:180

• pcpd:sp15:0

• pcpd:sp15:0

• pcpd:sp15:0

• pcpd:sp15:180

• pcpd:sp15:180

• pcpd:sp15:0

• jump to 1

•

•

sp15=impulsion adiabatique

-Séquence de découplage cpd: bi_p5m4sp4*


600 MHz sonde 5mmTriple Résonance TBO BB-F/H Z-Gradient

50 ml 1,1,2,3,3,3-hexafluoropropyl-ethyl-ether dans CDCl3

spectre 19F

-60 -80 -100 -120 -140 -160 -180 -200 ppm

-81 -82 -83 ppm

75kHz


4.14.24.34.44.54.64.74.84.9 ppm

600 MHz 5mm Triple Résonance TBO BB-F/H Z-Gradient probe


spectre 1H

sans découplage 19F

avec découplage 19F à -76 ppm


avec découplage 19F à -76 ppm et -212 ppm

impulsion modulée créée dans shapetool


600 MHz 5mm Triple Résonance TBO BB-F/H Z-Gradient probe


spectre 13C

sans découplage 19F



708090100110120 ppm

Découplage adiabatique 19F deux niveaux

Découplage adiabatique: en pratique

Nombre de points de l’impulsion adiabatique choisie et AQmax:

Solutions: - réduire le temps d’acquisition

- diminuer le nombre de points de l’impulsion modulée

Nouvelle séquence: zgig_exec: ; 1D sequence with inverse gated adiabatic decoupling with pulse program execution on independant channels syntax

1 ze d11 pl12:f2 2 d1 (p1 ph1):f1 0.1u exec_on_chan:t1:f1 ACQ_START(ph30,ph31) aq DWELL_GEN:f1 wait exec_enable exec_on_other 3 (p15:sp15 ph15^):f2 lo to 3 times adia exec_wait rcyc=2 100m wr #0 exit

Remerciements:

Mes collègues des différents laboratoires d’application Bruker:

Aitor Moreno, Amy Freund et Alain Pagelot

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www.bruker-biospin.com

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