Das Welcome-Kit soll neuen Institutsangehörigen helfen, vom NMR-Service am Institut besser zu profitieren.

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1 NMR-Laboratorium des Instituts für Chemie Universität Zürich Irchel, Winterthurerstrasse 190, 8057 Zürich Welcome-Kit Das Welcome-Kit soll neuen Institutsangehörigen helfen, vom NMR-Service am Institut besser zu profitieren. 1. Inhaltsverzeichnis 1. Inhaltsverzeichnis 1 2. Die NMR-Abteilung stellt sich vor 1 3. Was wird bei uns gemessen 2 4. Wann wird gemessen und wo sind die entsprechenden Daten 3 5. Tipps und Anregungen 4 6. Merkblätter auf dem Internet 4 7. Wie gehe ich bei einer NMR-Untersuchung vor 5 8. Anhang 6 Merkblatt: Probenvorbereitung 7 Merkblatt: Zugriff auf NMR-Daten am OCI 8 2. Die NMR-Abteilung stellt sich vor Die NMR-Gruppe ist Bestandteil des Instituts für Chemie und steht unter der Leitung von Prof. Dr. Oliver Zerbe. Ein Team von 2 Personen ist für den NMR-Service zuständig. Zur Zeit werden auf einem 300MHz-Spektrometer (AV-300), zwei 400MHz- (AV2-400 und AV2-401), drei 500MHz- (AV2-500, AV2-501 und AV3-500), einem 600MHz- (AV-600) und einem 700MHz-Spektrometer (AV-700) Servicemessungen angeboten. Am AV-300 und AV-400 können im Openshop-Betrieb mit Samplechanger von Angehörigen des Instituts für Chemie selbständig Messungen durchgeführt werden. Am AV2-401, AV2-500, AV2-501 und am AV3-500 können nach vorgängiger Einführung von Angehörigen des Instituts für Chemie selbständig Messungen durchgeführt werden. Am AV-600 und AV-700 werden Servicemessungen nach vorheriger Absprache ausschliesslich von Mitgliedern der NMR-Gruppe durchgeführt. Falls Fragen zu bestimmten Experimenten auftreten, kann grundsätzlich jedes Servicemitglied angefragt werden. Simon Jurt 12 E simon.jurt@chem.uzh.ch Nadja Bross 12 E nadja.bross@chem.uzh.ch Im Internet: URL:

2 3. Was wird bei uns gemessen Hier eine Auswahl von Routineexperimenten. Bei besonderen Problemen können weitere Spezialexperimente durchgeführt werden. Experimente 1 H 13 C{ 1 H}; 31 P{ 1 H}; 19 F; 19 F{ 1 H}; und andere Kerne Minimale Substanzmenge (mmol) DEPT Bemerkungen Eindimensionale Spektren zur Ermittlung der chemischen Verschiebung und der Kopplungskonstanten. Unterscheidung von CH 2 -Signalen von CH 3 und CH-Signalen DEPT Nur CH-Signale sind sichtbar. -NOESY 0.01 Homonukleare Entkopplung 0.01 Temperatur-Experimente Nachweis räumlicher Nachbarschaft. (NOE bei Abstand < 5Å ) Zuordnung von Signalen. Vereinfachung der Spektren. Bestimmung von Kopplungskonstanten. Untersuchung dynamischer Prozesse (konformationelle Gleichgewichte; chemischer Austausch). Bestimmung von Aktivierungsparametern. Schmelzpunkt und Siedepunkt des Lösungsmittels beachten! D 2 O- und CH 3 OD-Austausch 0.01 Nachweis austauschbarer Protonen. (OH, NH, etc.) TOCSY 0.01 ROESY 0.01 NOESY 0.01 DQF-COSY 0.01 ECOSY 0.01 EXSY HSQC HMBC INADEQUATE 2 Identifizierung zusammenhängender 1H-Spinsysteme Nachweis räumlicher Nachbarschaft (<5Å ) Molekülgrösse: mittel Störsignale: TOCSY Nachweis räumlicher Nachbarschaft (<5Å ) Molekülgrösse: gross und klein Störsignale: COSY und EXSY Nachweis von Nachbarschaft im Bindungsnetzwerk Zuordnung von Signalen Genaue Bestimmung von 1 H, 1 H-Kopplungskonstanten Nachweis von chemischem Austausch im mittleren Zeitbereich (ms bis s). 1 H, 13 C-Korrelation. Korrelation von 13 C-Signalen mit Signalen der direkt gebundenen Protonen. 1 H, 13 C-Korrelation. Korrelation von 13 C-Signalen mit Signalen von weiter entfernten Protonen (z.b. 2, 3 oder mehr Bindungen) Nachweis von C,C- Konektivitäten. Bestimmung von 1 J 13 C, 13 C

3 Wann wird gemessen und wo sind die entsprechenden Daten? AV-300/ AV2-400: AV2-401 und AV2-500/AV2-501: AV2-500: AV-600/AV-700: Plotstation: Täglich Open shop mit Samplechanger Für Servicearbeiten wird gegebenenfalls die benötigte Zeit reserviert. -Experimente und Proben mit einer geringen Substanzmenge werden über Nacht gemessen. Die gemessenen Daten können von der Plotstation direkt vom Spektrometer geladen werden. Täglich Open shop Es kann von Institutsmitgliedern des Instituts für Chemie für Experimente im NMR-Buchungssystem Messzeit gebucht werden. Für Servicearbeiten wird gegebenenfalls die benötigte Zeit reserviert. Die gemessenen Daten können vom Spektrometer direkt auf die Plotstation oder auf lokale Computer transferiert werden. Für Servicearbeiten ist die benötigte Zeit reserviert. Es kann von Institutsmitgliedern des Instituts für Chemie für Experimente im NMR-Buchungssystem Messzeit gebucht werden. Die gemessenen Daten werden auf die Plotstation oder den UZH- Dropfiles-Server kopiert. Die Daten bleiben dort während knapp 1 Jahr gespeichert und werden dann ohne weitere Vorwarnung gelöscht. Für die längerfristige Datensicherung empfiehlt sich der Transfer auf lokale Computer und das Brennen von CDs oder DVDs

4 Tipps und Anregungen Bei komplexen Molekülen lohnt es sich, auch die Edukte vollständig zu charakterisieren. Grundsätzlich sollte zuerst ein Protonenspektrum gemessen und interpretiert werden, bevor die Geräte für andere Messungen besetzt werden. Bei -NOE-Messungen sollte eine Kopie des Protonenspektrums abgegeben werden. Auf der die Protonensignale markiert sind, wovon ein NOE-Experiment gewünscht wird. -Experimente werden erst gemessen, wenn die -Spektren in Ordnung sind. Wenn du Probleme beim Interpretieren deiner Spektren hast oder etwas unklar ist, helfen wir dir gerne weiter. Merkblätter beachten. 4. Merkblätter Es existieren Merkblätter mit den folgenden Themen: Probenvorbereitung Samplecode und Experimentnummern Zugriff auf NMR-Daten am IfC Diese Merkblätter sind im Anhang zu finden oder können im Internet als pdf-file bezogen werden. Internetadresse: URL: Forms to Download - 4 -

5 Wie gehe ich bei einer NMR-Untersuchung vor? Ich habe eine Substanz und möchte eine NMR-Analyse. 1 H Erhaltenes Spektrum interpretieren. Ist die Substanz verunreinigt? Nein Ja Substanz reinigen und trocknen. Mehr Substanz ins NMR-Röhrchen geben. 13 C / DEPT Kontakt mit dem Serviceteam aufnehmen. Erhaltene Spektren interpretieren. Ja Stimmt der Strukturvorschlag mit den Spektren überein? Nein Ist die Substanz wichtig? Nein Weitere Experimente auswählen. Nein Ist die Struktur genügend charakterisiert? Ja Die NMR-Analyse ist beendet

6 5. Anhang Merkblatt: Probenvorbereitung Merkblatt: Zugriff auf NMR-Daten am IfC - 6 -

7 NMR-Laboratorium des Instituts für Chemie Universität Zürich Irchel, Winterthurerstrasse 190, 8057 Zürich Merkblatt : Probenvorbereitung Probenmenge und Lösungsmittel: Konzentration der Lösung für Standard- 1 H-Messungen: Konzentration der Lösung für Standard- 13 C-Messungen: 0.01 mol/l 0.10 mol/l Die Länge des NMR-Röhrchens muss mindestens 17 cm betragen. Die Qualität der NMR-Röhrchen spielt keine grosse Rolle. Es können also ohne Probleme die Economy-Röhrchen auch für die Hochfeld-Geräte verwendet werden. Bei sehr geringen Substanzmengen sollte ein Shigemi-Röhrchen benutzt werden. Das Glas dieser Röhrchen hat die gleiche magnetische Suszeptibilität wie das Lösungsmittel. Shigemi-Röhrchen für Methanol, DMSO, Wasser, und CDCl 3 können bei uns kostenlos ausgeliehen werden. Der Preis für ein Shigemi-Röhrchen beträgt im Handel ca. CHF Es sind deuterierte Lösungsmittel zu verwenden, wobei folgende Lösungsmittel zu Verfügung gestellt werden: CDCl 3, DMSO-d6, Methanol-d4, Aceton-d6, Benzol-d6, D 2 O; weitere Lösungsmittel nur auf Anfrage. Die Lösungsmittel sind in unterschiedlicher Qualität verfügbar. Für kleine Probenmengen sollte ein Deuterierungsgrad von >99.9 % verwendet werden. Die Substanz muss vollständig gelöst sein. Die Lösung ist durch Filtration von Feststoffen und Fasern zu befreien, da diese das Shimmen stark erschweren bis verunmöglichen. Speziell beim Shigemi-Röhrchen muss darauf geachtet werden, dass das Probenvolumen absolut blasenfrei ist. Das kann durch schnelles Antippen des Stempels erreicht werden. Um die CDCl 3 -Lösung blasenfrei zu haben, braucht es gewisse Praxis. Eine grössere Menge an gelöstem Sauerstoff kann das Shimmen erschweren oder gar verunmöglichen. Das ist oft der Fall, wenn das Lösungsmittel schnell mit Gilsonpipetten transferiert wurde. In diesem Fall hilft das Benützen des Ultraschallbades, um den Sauerstoff zu entfernen. Füllhöhe: Die Füllhöhe von 4.0 cm ist unbedingt einzuhalten. Dies entspricht einer Füllmenge von mindestens 500 l, besser sind 600 l. Geringere Füllhöhen erschweren das Shimmen. Im Shigemi-Röhrchen wird die Substanz in 280 l Lösungsmittel gelöst. Beschriftung der NMR-Röhrchen: ALLE NMR-Röhrchen müssen gut verschlossen und beschriftet sein. Der Samplecode kann auf farbigem Klebeband angebracht werden. Aber keine Fähnchen, welche das Absenken des Samples in den Magneten und das Drehen des Röhrchens beeinträchtigen. Zusätzlich ist beim Shigemi-Röhrchen das innere Röhrchen mit Parafilm oder Teflonband auf der entsprechenden Höhe am äusseren Röhrchen zu fixieren. Spinner Die Spinner, die für die NMR-Messungen verwendet werden, sind nicht lösungsmittelbeständig. NMR-Röhrchen dürfen nicht im Spinner mit Lösungsmittel aufgefüllt werden! Referenzierung: Allgemein gilt: Für eine richtige Referenzierung der Spektren muss die Probe TMS enthalten. Wir empfehlen, das TMS nicht direkt ins Röhrchen zu geben, sondern dem CDCl 3 in der persönlichen Vorratsflasche 3 Tropfen TMS zuzufügen. Wird TMS direkt zur Probe zugegeben, sollte die Pipette nur aus der Gasphase über dem TMS gefüllt werden. NOE-Messungen: Für quantitative Ergebnisse und bei kleinen Molekülen müssen die Proben durch mehrmaliges einfrieren und evakuieren entgast werden

8 NMR-Laboratorium des Instituts für Chemie Universität Zürich Irchel, Winterthurerstrasse 190, 8057 Zürich Merkblatt: Zugriff auf NMR-Daten am IfC Zugriff auf Spektren, die im Service gemessen werden Nach der Messung werden diese Spektren auf die Plotstation oder auf den UZH-Dropfiles- Server transferiert. Von dort können sie auf lokale Rechner in den Gruppen geladen und dort auf CDs oder DVDs gebrannt werden. Netzadresse: Plotstation: Passwort: ocinmrplot.uzh.ch Login: XXXnmr (XXX: Die ersten 3 Buchstaben vom Namen des Gruppenleiters (Bsp: "zernmr", "robnmr", etc.) Das Passwort kann beim NMR Serviceteam bezogen werden. Ordner: /v/data/xxxnmr/nmr/ (z.b. "/v/data/zernmr/nmr/") Für Daten auf dem UZH-Dropfiles-Server wird der Download Link per verschickt. Zugriff auf Spektren, die von autorisierten Personen selber gemessen werden Auf allen NMR-Spektrometern gemessene Daten können unmittelbar nach der Messung vom Spektrometer auf lokale Rechner geladen und dort auf CDs oder DVDs gebrannt werden. Netzadressen: AV-300: ocinmr300.uzh.ch AV2-400: ocinmr400.uzh.ch, ocinmr401.uzh.ch AV2-500: ocinmr500.uzh.ch, ocinmr501.uzh.ch, und ocinmr502.uzh.ch Login: XXXnmr (XXX: Die ersten 3 Buchstaben vom Namen des Gruppenleiters (Bsp: "zernmr", etc.) Passwort: Das Passwort kann beim NMR Serviceteam bezogen werden. Ordner: Manuell: /v/data/ <Gruppenname>_<Initialen> /nmr/ (z.b. /v/data/zernmr_an/nmr/) Automation: /v/data/ <Gruppenname> /nmr/ (z.b. "/v/data/zernmr/nmr/") Speicherung der Daten Periodisch werden die im Service gemessenen Daten von uns gesichert. Ansonsten obliegt die Langzeit- Speicherung von NMR-Daten der Verantwortung der Benutzer. Für die Archivierung von NMR-Daten im Rahmen einer Dissertation haben sich CDs oder DVDs als geeignet erwiesen. Achtung: Alle NMR-Daten, die älter als ein Jahr ( - 1 Woche) sind, werden auf den jeweiligen Spektrometern und Plotstationen ohne weitere Warnung automatisch gelöscht