Метод ядерного магнитного резонанса (ЯМР) достаточно давно стал инструментом изучения строения органических и координационных соединений, что связано, в частности, с тем, что установление структуры молекул в растворе невозможно на основе других методов. Главной целью настоящей книги было, опираясь на многолетний опыт авторов в применении спектроскопии ЯМР, показать, как, используя спектры ЯМР, получить информацию о молекулярной структуре. Указанные процедуры – весьма сложные и не всегда выполнимые. Поэтому авторы указывают возможные варианты расширения границ метода ЯМР и усовершенствования методик расчета структуры исходя из спектров. Современный подход, отраженный в настоящей книге, посвящен проблеме решения задач молекулярной динамики молекул методом ЯМР и включает несколько этапов. Интенсивное развитие техники ЯМР-спектроскопии, в частности методов селективного ЯМР, также нашло отражение в настоящей книге. Особое внимание уделено методам многомерной ЯМР-спектроскопии и реконструкции спектров. Один из путей решения структурных задач состоит в использовании парамагнитных комплексных соединений, в частности редкоземельных элементов (РЗЭ), в качестве химических зондов (так называемых лантаноидных сдвигающих реагентов – ЛСР). Электронно-ядерное взаимодействие между неспаренными электронами и резонирующими ядрами приводит к характерным сдвигам и уширениям сигналов в спектрах ЯМР, которые могут служить источником информации об электронной и пространственной структуре лигандов парамагнитных комплексов. Практическое использование ЛСР и, в особенности, солей РЗЭ особенно удобно, так как не нуждается в специальной аппаратуре для проведения эксперимента, кроме обычных спектрометров ЯМР. Несмотря на большой прогресс в использовании ЛСР для структурных исследований (особенно в 80–90-е гг. прошлого века) долгое время не учитывались особенности комплексообразования в водных растворах, что крайне важно при изучении структуры биологически активных соединений и их практического использования. В наших исследованиях мы стремились отразить существование различных форм лигандов в условиях быстрого (в шкале ЯМР) обмена между ними. В монографии изложен также подход, предложенный нами в 1980 г., основанный на использовании метода матрицы спиновой плотности, квантово-механическое обоснование которого впервые было предложено Биншем, но до наших работ не использовалось для описания формы линии спектра ЯМР спиновой системы, участвующей в реакции комплексообразования с парамагнитным ионом. Использование данного метода дает возможность исследовать ранее не изученные реакции комплексообразования с быстрым обменом. Авторы стремились упростить описание рассматриваемых методов настолько, насколько это возможно. С этой же целью были приведены простейшие квантово-механические представления. Все это, по нашему мнению, должно помочь читателю понять содержание настоящей книги и стимулирует ее практическое использование. Книга рассчитана на исследователей: физиков и химиков, а также на студентов, аспирантов и молодых ученых, работающих в области изучения строения вещества, химической кинетики и спектроскопии ЯМР. Панюшкин Виктор Терентьевич
Доктор химических наук, профессор, заслуженный деятель науки РФ. Образование получил в Ростовском государственном университете (Ростов-на-Дону). С 1969 года работает в Кубанском государственном университете (Краснодар), профессор. Область научных интересов: координационная химия, химическая физика, биохимия, физические методы исследования.
Черныш Юрий Ефимович
Доктор химических наук по специальности «Физическая химия» (2003), научный сотрудник НИИ физической и органической химии Южного федерального университета. Окончил Северо-Западный заочный политехнический институт по специальности «Конструирование и производство радиоаппаратуры» (1973), Ростовский государственный университет по специальности «Прикладная математика» (1976). Область научных интересов — спектроскопия ядерного магнитного резонанса.
Волынкин Виталий Анатольевич
Кандидат химических наук, доцент. Окончил Кубанский государственный университет (1995). В 1999 году защитил диссертацию по специальности «Неорганическая химия». В настоящее время — доцент Кубанского государственного университета. Основной областью научных интересов является спектроскопия ядерного магнитного резонанса, координационная химия и химия биологически активных соединений.
Бородкин Геннадий Сергеевич
Кандидат химических наук. В 1990 году защитил диссертацию по специальности «Физическая химия». В настоящее время — главный научный сотрудник НИИ физической и органической химии Южного федерального университета. Основной областью научных интересов является спектроскопия ядерного магнитного резонанса, в частности развитие методов гетероядерной и многомерной спектроскопии ЯМР для установления строения лигандов и комплексов на их основе, а также биологически активных соединений.
Бородкина Инна Геннадьевна Кандидат химических наук. Защитила диссертацию по специальности «Физическая химия» в 2003 году. В настоящее время — ведущий научный сотрудник НИИ физической и органической химии Южного федерального университета. Обладатель трех научных грантов Президента РФ. Основной областью научных интересов является использование спектроскопии ядерного магнитного резонанса для установления строения биологически активных соединений.
|