Nuclear magnetic resonance crystallography
நியூக்ளியர் காந்த அதிர்வு படிகவியல் (என்எம்ஆர் படிகவியல்) என்பது அணு அளவில் திடப்பொருட்களின் கட்டமைப்பை தீர்மானிக்க முதன்மையாக என்எம்ஆர் ஸ்பெக்ட்ரோஸ்கோபியைப் பயன்படுத்தும் ஒரு முறையாகும். எனவே, திட-நிலை என். எம். ஆர் ஸ்பெக்ட்ரோஸ்கோபி முதன்மையாக பயன்படுத்தப்படும், இது குவாண்டம் வேதியியல் கணக்கீடுகளால் (எ. கா. அடர்த்தி செயல்பாட்டுக் கோட்பாடு), தூள் விலகல் போன்றவை. பொருத்தமான படிகங்களை வளர்க்க முடிந்தால், கரிம சேர்மங்கள், மூலக்கூறு கட்டமைப்புகள் மற்றும் மூலக்கூறு பொதிகளை உள்ளடக்கிய படிக கட்டமைப்பை தீர்மானிக்க எந்தவொரு படிகவியல் முறையும் பொதுவாக விரும்பப்படும். என்எம்ஆர் படிகவியலில் முக்கிய ஆர்வம் மைக்ரோகிரிஸ்டலின் பொருட்களில் உள்ளது, அவை இந்த முறைக்கு ஏற்றவை, ஆனால் எக்ஸ்ரே, நியூட்ரான் மற்றும் எலக்ட்ரான் விலகல் ஆகியவற்றிற்கு அல்ல. ஒப்பீட்டளவில் குறுகிய வரம்பின் தொடர்புகள் என். எம். ஆர் படிகவியலில் அளவிடப்படுவதால் இது பெரும்பாலும் ஏற்படுகிறது. அறிமுகம் கரிம மூலக்கூறுகளுக்கு பயன்படுத்தப்படும்போது, என். எம். ஆர் படிகவியல் ஒரு மூலக்கூறின் கட்டமைப்பு தகவல்களை மட்டுமல்லாமல் மூலக்கூறு பொதி செய்வதிலும் (அதாவது. படிக அமைப்பு). எக்ஸ்ரேக்கு மாறாக, திட-நிலை என். எம். ஆர் உடன் ஒற்றை படிகங்கள் தேவையில்லை மற்றும் ஒழுங்கற்ற திடப்பொருட்களின் உயர் தெளிவுத்திறன் நிறமாலையிலிருந்து கட்டமைப்பு தகவல்களைப் பெறலாம். எ. கா. பாலிமார்பிசம் என்பது என். எம். ஆர் படிகவியலுக்கு ஆர்வமுள்ள ஒரு பகுதியாகும், ஏனெனில் இது எப்போதாவது கரிம சேர்மங்களில் எதிர்கொள்ளப்படுகிறது (மேலும் பெரும்பாலும் முன்பு கண்டுபிடிக்கப்படாமல் இருக்கலாம்). இந்த விஷயத்தில் மூலக்கூறு அமைப்பு மற்றும்/அல்லது மூலக்கூறு பொதிகளில் ஏற்படும் மாற்றம் பாலிமார்பிசத்திற்கு வழிவகுக்கும், மேலும் இதை என். எம். ஆர் படிகவியல் மூலம் ஆராய முடியும். இருமுனை இணைப்புகள் அடிப்படையிலான அணுகுமுறை பொதுவாக திட நிலை என். எம். ஆர் ஸ்பெக்ட்ரோஸ்கோபி வழியாக கட்டமைப்பு பகுப்பாய்வுகளுக்கு பயன்படுத்தப்படும் சுழல் தொடர்பு காந்த இருமுனை தொடர்பு ஆகும். வேதியியல் மாற்றம் அல்லது மின்சார நாற்கர இடைவினை போன்ற ஆய்வு செய்யப்பட்ட அமைப்பிற்குள் உள்ள பிற தொடர்புகளைப் பற்றிய கூடுதல் அறிவும் உதவியாக இருக்கும், மேலும் சில சந்தர்ப்பங்களில் வேதியியல் மாற்றம் மட்டுமே பயன்படுத்தப்பட்டுள்ளது. எ. கா. ஜியோலைட்டுகளுக்கு. "இருமுனை இணைப்பு" அடிப்படையிலான அணுகுமுறை புரத என். எம். ஆர் ஸ்பெக்ட்ரோஸ்கோபிக்கு ஓரளவுக்கு இணையாக உள்ளது. எ. கா. கரைசலில் உள்ள புரதங்களுக்கு பல எஞ்சிய இருமுனை இணைப்புகள் அளவிடப்படுகின்றன, மேலும் இந்த இணைப்புகள் புரத அமைப்பு கணக்கீட்டில் கட்டுப்பாடுகளாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. என்எம்ஆர் படிகவியலில் கரிம மூலக்கூறுகளின் விஷயத்தில் காணப்பட்ட சுழல்கள் பெரும்பாலும் மிதமான அதிர்வெண் (,,, போன்றவை) கொண்ட சுழல்-1/2 கருக்களாக இருக்கும். ஐ. இ. அதன் பெரிய காந்தவியல் விகிதம் மற்றும் அதிக சுழற்சி செறிவு காரணமாக விலக்கப்பட்டுள்ளது, இது வலுவான ஒரே அணு இருமுனை இணைப்புகளின் வலையமைப்பிற்கு வழிவகுக்கிறது. 1H ஐப் பொறுத்தவரை இரண்டு தீர்வுகள் உள்ளனஃ சுழல் பரவல் சோதனைகள் (கீழே காண்க) மற்றும் சுழல்களுடன் குறிப்பிட்ட பெயரிடல் (சுழல் = 1). பிந்தையது பிரபலமானது எ. கா. கரைசல் மற்றும் திட நிலையில் உள்ள ஹைட்ரஜன் பிணைப்புகளின் என். எம். ஆர் ஸ்பெக்ட்ரோஸ்கோபிக் விசாரணைகளில். மூலக்கூறுகளுக்கிடையேயான மற்றும் மூலக்கூறுகளுக்கிடையேயான கட்டமைப்பு கூறுகள் இரண்டையும் ஆய்வு செய்யலாம். எ. கா. டியூட்டீரியம் ரெடோர் வழியாக (டியூட்டரான்கள் மற்றும் பிற சுழல்களுக்கு இடையிலான இருமுனை இணைப்புகளை அளவிட ஒரு நிறுவப்பட்ட திட நிலை என். எம். ஆர் துடிப்பு வரிசை). இது ஒரு என். எம். ஆர் படிகவியல் கட்டமைப்பு விசாரணைக்கு ஒரு கூடுதல் தடையை வழங்க முடியும், அதில் இது கண்டுபிடிக்க மற்றும் வகைப்படுத்த பயன்படுத்தப்படலாம் எ. கா. மூலக்கூறுகளுக்கிடையேயான ஹைட்ரஜன் பிணைப்புகள். இருமுனை இடைவினை மேற்கூறிய இருமுனை இடைவினையை நேரடியாக அளவிட முடியும், எ. கா. பல கரிம சேர்மங்களில் 13C/15N போன்ற பன்முக அணுக்கரு சுழல்களின் ஜோடிக்கு இடையில். மேலும், இருமுனை இடைவினையின் வலிமை நீளமான தளர்வு நேரம் அல்லது சுழற்சி பரவல் விகிதம் போன்ற அளவுருக்களை மாற்றியமைக்கிறது, எனவே கட்டமைப்பு தகவல்களைப் பெற பரிசோதிக்கப்படலாம். எ. கா. 1H சுழல் பரவல் வளமான கட்டமைப்பு தகவல்களை வழங்கும் வகையில் அளவிடப்பட்டுள்ளது. இரசாயன மாற்றம் தொடர்பு இரசாயன மாற்றம் தொடர்பு மூலக்கூறு சட்டகம் (இருமுனை இரசாயன மாற்றம் நிறமாலை) தொடர்பாக இருமுனை தொடர்பு சட்டகத்தின் (முதன்மை அச்சுகள் அமைப்பு) நோக்குநிலையை தீர்மானிக்க இருமுனை தொடர்புடன் இணைந்து பயன்படுத்தப்படலாம். சில சந்தர்ப்பங்களில் சமச்சீர் வாதங்கள் (sp2 கலப்பினமாக்கல்) காரணமாக கீட்டோன்களில் 13C சுழற்சியைப் போலவே வேதியியல் ஷிப்ட் இன்டராக்ஷன் டென்சர் நோக்குநிலைக்கு விதிகள் உள்ளன. இருமுனை இடைவினையின் நோக்குநிலை என்றால் (ஆர்வத்தின் சுழற்சிக்கும் எ. கா. மற்றொரு ஹெட்டோரோநியூக்லியஸ்) வேதியியல் ஷிப்ட் இன்டராக்ஷன் ஒருங்கிணைப்பு அமைப்பைப் பொறுத்து அளவிடப்படுகிறது, இந்த இரண்டு தகவல்களும் (வேதியியல் ஷிப்ட் டென்சர்/மூலக்கூறு நோக்குநிலை மற்றும் இருமுனை டென்சர்/வேதியியல் ஷிப்ட் டென்சர் நோக்குநிலை) இணைந்து மூலக்கூறு சட்டகத்தில் இருமுனை டென்சரின் நோக்குநிலையைக் கொடுக்கின்றன. இருப்பினும், இந்த முறை சிறிய மூலக்கூறுகளுக்கு (அல்லது பாலிக்ளைசின் போன்ற சிறிய மறு செய்கை அலகு கொண்ட பாலிமர்களுக்கு) மட்டுமே பொருத்தமானது மற்றும் இது தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட (மற்றும் பொதுவாக மூலக்கூறுகளுக்குள்) கட்டமைப்பு தகவல்களை மட்டுமே வழங்குகிறது. படிக அமைப்பு சுத்திகரிப்புகள் இருமுனை தொடர்பு கட்டமைப்பைப் பொறுத்தவரை மிகவும் நேரடி தகவல்களைத் தருகிறது, ஏனெனில் இது சுழல்களுக்கு இடையிலான தூரத்தை அளவிட உதவுகிறது. இருப்பினும் இந்த தொடர்புகளின் உணர்திறன் குறைவாக உள்ளது மற்றும் இருமுனை அடிப்படையிலான என். எம். ஆர் படிகவியல் கட்டமைப்புகளின் தெளிவுபடுத்தலை சாத்தியமாக்குகிறது என்றாலும், உயர் தெளிவுத்திறன் கட்டமைப்புகளைப் பெற பிற முறைகள் அவசியம். இந்த காரணங்களுக்காக வேதியியல் ஷிப்ட் அனிசோட்ரோபி, ஜே-கப்லிங் மற்றும் நாற்கர இடைவினை போன்ற பிற என். எம். ஆர் அவதானிப்புகளைப் பயன்படுத்துவதற்கு அதிக வேலை செய்யப்பட்டது. இந்த அனிசோட்ரோபிக் தொடர்புகள் 3டி உள்ளூர் சூழலுக்கு மிகவும் உணர்திறன் கொண்டவை, இதனால் தூள் மாதிரிகளின் கட்டமைப்புகளை ஒற்றை படிக எக்ஸ்-ரே விலகல் தரத்திற்கு போட்டியாக கட்டமைப்புகளுக்குச் செம்மைப்படுத்த முடியும். இருப்பினும், இவை கட்டமைப்பை நேரடியான முறையில் சார்ந்து இல்லாததால், இந்த தொடர்புகளை கணிப்பதற்கு போதுமான முறைகளை நம்பியுள்ளன. விலகல் முறைகளுடன் ஒப்பீடு என்எம்ஆர் படிகவியலின் ஒரு குறைபாடு என்னவென்றால், எக்ஸ்-ரே படிகவியலை விட இந்த முறை பொதுவாக அதிக நேரம் எடுக்கும் மற்றும் அதிக விலை கொண்டது (ஸ்பெக்ட்ரோமீட்டர் செலவுகள் மற்றும் ஐசோடோப் லேபிளிங் காரணமாக), இது பெரும்பாலும் கட்டமைப்பின் ஒரு பகுதியை மட்டுமே தெளிவுபடுத்துகிறது, மேலும் ஐசோடோப் லேபிளிங் மற்றும் சோதனைகள் முக்கிய கட்டமைப்பு தகவல்களைப் பெறுவதற்கு வடிவமைக்கப்பட வேண்டும். மேலும் கொடுக்கப்பட்ட மூலக்கூறு அமைப்பு எப்போதும் ஒரு தூய என். எம். ஆர் அடிப்படையிலான என். எம். ஆர் படிகவியல் அணுகுமுறைக்கு பொருத்தமானதாக இருக்காது, ஆனால் அது இன்னும் ஒரு பன்முகத்தன்மை (என். எம். ஆர் + விலகல்) ஆய்வில் முக்கிய பங்கு வகிக்க முடியும். விவரக்குறிப்பு முறைகளைப் போலல்லாமல், என். எம். ஆர் படிகவியல் ஒவ்வொரு வழக்கு அடிப்படையில் செயல்பட வேண்டும் என்று தோன்றுகிறது. காரணம் என்னவென்றால், வெவ்வேறு மூலக்கூறு அமைப்புகள் வெவ்வேறு சுழல் இயற்பியல் மற்றும் வெவ்வேறு அவதானிப்புகளை வெளிப்படுத்துகின்றன, அவை ஆராயப்படலாம். எனவே வெவ்வேறு அமைப்புகளுக்கு அவற்றைப் படிக்க வடிவமைக்கப்பட்ட சோதனை வடிவமைப்புகள் தேவைப்படும் என்பதால் இந்த முறை பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படாமல் போகலாம். குறிப்புகள் படிகவியல் அறிவியல் நுட்பங்கள் திட-நிலை வேதியியல்