Fosforová nukleárna magnetická rezonančná spektroskopia

[náhľad|397x397bod|<sup>31</sup>P NMR spektrum komplexu RhCl(PPh<sub>3</sub>)<sub>3</sub> ([Wilkinsonov katalyzátor|Wilkinsonovho katalyzátora) v toluéne. Okrem 31P-31P interakcie medzi dvoma typmi fosfánových centier je prítomná i interakcie 103Rh-31P. Štandardom pre chemický posun je 85% H3PO4.]]

**Fosforová nukleárna magnetická rezonančná spektroskopia** alebo **<sup>31</sup>P NMR spektroskopia** (často len ako **<sup>31</sup>P NMR**) je spektroskopická metóda analytickej chémie, ktorá využíva nukleárnu magnetickú rezonanciu na štúdium organických zlúčenín, ktoré obsahujú fosfor. Fosfor sa bežne nachádza v organických zlúčeninách a koordinačných komplexoch (v podobe fosfánov), vďaka čomu je užitočné merať 31P NMR spektrá. 31P NMR spektroskopia meraná v roztoku je jedna z bežnejších NMR techník, pretože fosfor je monoizotopický prvok (teda 100 % jadier fosforu v prírode je 31P) a jeho jadro má relatívne vysoký gyromagnetický pomer. Okrem toho má jadro 31P spin ½, takže je tieto spektrá relatívne jednoduché interpretovať. Jediné ďalšie jadrá, ktorú sú aktívne v NMR, majú spin ½, sú vysoko senzitívne a monoizotopické (alebo aspoň takmer) sú <sup>1</sup>H a <sup>19</sup>F.

## Vlastnosti
Gyromagnetický pomer je asi 40,5 % pomeru 1H, takže signály 31P NMR sú pozorované pri 202 MHz na 11,7 Tesla magnetoch (používaných pre 500 MHz <sup>1</sup>H NMR merania). Štandardom pre chemický posun je 85% kyselina fosforečná (H3PO4), ktorej sa prisudzuje posun 0, pričom potom kladný posun predstavuje slabšie pole/vyššie frekvencie. Kvôli nekonzistentnmu nukleárnemu Overhauserovmu efektu nie je možné použiť integrály na určenie počtu jadier. Zvyčajne sa spektra zaznamenávajú bez interakcie s protónmi, tzv. protón-dekaplované fosforové NMR spektrá označované {1H}31P-NMR.

Dohody, ktoré platia pre 31P NMR (a iné jadrá), sa zmenili v roku 1975, odkedy sa zmenilo znamienko chemického posunu: „Bezrozmerné škály by mali byť definované s kladnými hodnotami v smere vyššej frekvencie (slabšieho poľa).“ Články spred tohto roku teda majú zvyčajne opačné znamienko.

## Chemické posuny fosforu v zlúčeninách
Pre každú zlúčeninu obsahujúcu v svojej štruktúre fosfor musí byť premerané fosforové NMR spektrum, pričom sa zvyčajne meria protón-dekaplované fosforové NMR spektrum. Chemické posuny zlúčenín fosforu majú rozsah až 700&nbsp;ppm, čo umožňuje rozlíšiť chemické posuny aj veľmi príbuzných zlúčenín.Chemické posuny fosforu sú ovplyvňované elektrónovou hustotou v okolí jadra 31P: elektrónová hustota v okolí jadra fosforu je ovplyvňovaná oxidačným číslom fosforu, mierou iónového/kovalentného charakteru väzby P-X a rádom väzby (P-X vs. P=X). Chemické posuny fosforu sa referencujú voči 85&nbsp;% vodnému roztoku kyseliny fosforečnej umiestnenej v zatavenej kapiláre ako externý štandard.

## Interakčné konštanty fosforu v zlúčeninách
Interakčné konštanty fosforu majú obrovský rozsah od 0&nbsp;Hz až po 4000&nbsp;Hz. Veľkosť interakčnej konštanty *J*(P,X)závisí od oxidačného čísla fosforu. Interakčné konštanty fosforu našli využitie pri štúdiu nukleotidov: geminálne interakcie 2*J*(P-O-P)dosahujú 20&nbsp;Hz a objavujú sa v protón dekaplovaných fosforových spektrách.

## Použitie
31P NMR sa využíva na určovanie štruktúry novo pripravených látok obsahujúcich fosfor, umožňuje využitie 31P NMR parametrov na určenie konfigurácie látok pomocou NMR spektier meraných v roztoku aj v kvapalných kryštáloch. Meranie v kvapalných kryštáloch poskynuje navyše informáciu o dipolárnych interakciách, ktoré v roztoku nemožno pozorovať, pretože sú rýchlymi reorientáciami molekúl spriemerované k nule.

### Biomolekulárne použitie
31P NMR spektroskopia sa bežne používa na štúdium fosfolipidových dvojvrstiev v prirodzených podmienkach. Analýza 31P NMR spektier lipidov umožňuje zisk mnohých informácií o tvorbe a tvare dvojvrstiev, fázových premenách (gélový fáza, fyziologický tekutý kryštál, nedvojvrstvové fáze...), orientácií a dynamike lipidov a elastických vlastnostiach čistých lipidových dvojvrstiev a zmeny pri naviazaní bielkovín a iných biomolekúl.

### Diagnostika
31P NMR možno použiť na diagnosticku rôznych porúch a chorôb, napríklad McArdleovej choroby alebo nádorov mozgu.

## Poznámky


## Referencie

## Zdroj

Kategória:Nukleárna magnetická rezonancia
Kategória:Fosfor