Preparação da Amostra para RMN

PREPARAÇÃO DA AMOSTRA PARA

 

RMN

 

Embora FT-RMN tenha dominado quase completamente em relação aos instrumentos de onda contínua (sigla em inglês, CW, de continuous wave), a preparação da amostra para ambos tem algumas coisas em comum. Onde houver diferença, incluí sinalizações e explicações para as diferenças na manipulação da amostra. Você precisa prestar atenção e não misturá-las, ok?

1. O tubo para amostras de RMN. Um tubo típico de RMN tem cerca

de 180 mm de comprimento e 5 mm de largura, e o modelo mais

barato, para o uso em RMN de 60 MHz, custa cerca de 5 dólares por

unidade. Eles também têm tampas que combinam, organizadas por

cor (Fig. 33.2). Não pegue e segure o tubo pela tampa organizada por

cor. O tubo, talvez com sua amostra dentro dele, pode soltar da tampa

e cair dentro do instrumento ou no chão. Segure os tubos de RMN

logo abaixo da tampa e pelo próprio tubo.

2. Preparando a amostra. A forma de preparar a amostra depende não

somente de ela ser um sólido ou um líquido, mas também de você ter

um instrumento de transformada de Fourier (FT) IV de onda contínua

(CW). Escolha cuidadosamente a sua situação:

FIGURA 33.2 Enchendo um tubo típico de RMN.

 

Onda contínua; amostra líquida. Essa é fácil. Pegue uma pipeta

descartável e uma pequena pera e construa um conta-gotas estreito. Use-o para transferir sua amostra para o tubo de RMN.

Não o encha mais do que cerca de 3-4 cm. Sem qualquer solvente, esta é chamada, é claro, de amostra pura.

Onda contínua; amostra sólida. Tenha pelo menos 100 mg de sua

amostra sólida pronta para ser colocada em solução. Você tem de usar solventes sem prótons, como tetracloreto de carbono (CCl 4) ou solventes deuterados, de forma a não obter uma grande resposta distorcida devido aos prótons do solvente. Solventes deuterados comuns são clorofórmio deuterado (CDCl 3) e água deuterada (D2O). Se você não sabe, não pode procurar ou não foi informado sobre em qual solvente dissolver o seu sólido, use alguns miligramas a mais e teste a solubilidade nas versões protonadas; as versões deuteradas são muito caras para meros testes de solventes. Uma vez encontrado o solvente, dissolva seu sólido e coloque a solução no tubo de RMN.

Amostra líquida para FT-RMN. Prepare uma solução a 5% de sua

amostra líquida dissolvida em um solvente deuterado. Como você normalmente faz várias varreduras, precisa de um solvente deuterado para o instrumento conseguir obter o melhor espectro possível. Embora possa preparar sua solução a 5% pesando a amostra e o solvente, você pode usar as alturas de seu tubo de RMN como boa aproximação. Se a altura da solução no tubo de RMN deve ser de 40 mm (4 cm), então, se o solvente e a amostra têm massas específicas comparáveis, 38 mm de solvente e 2 mm da amostra líquida formam uma solução a 5%. A massa específica do CDCl3 é 1,513 g/mL, logo, ainda que a razão 2 mm/38 mm dê sempre uma solução 5% v:v (volume:volume), as porcentagens são ponderais, a não ser que seja especificado de outra forma.

Amostra sólida para FT-RMN. Prepare uma solução a 5% de sua

amostra líquida dissolvida em um solvente deuterado. Como você

normalmente faz várias varreduras, precisa de um solvente deuterado para o instrumento conseguir obter o melhor espectro possível. Leia também as observações para Onda contínua; amostra sólida (acima).

CUIDADO! O CCl é tóxico e potencialmente carcinogênico. Manuseie-o com extremo 4

cuidado.

Sobre a trava de deutério. A maioria dos instrumentos de RMN tem um

segundo instrumento de RMN, completo, porém mais simples, em seu interior, feito especificamente para fixar o sinal de deutério no solvente em sua amostra. Os melhores espectros de FT-RMN são obtidos com varreduras múltiplas do espectro da amostra. As varreduras múltiplas são submetidas à promediação dos sinais e, sem destacar muito isso, o ruído, sendo aleatório, tende a ter média em zero, enquanto o sinal, sendo sinal, tende a somar. Assim, seu espectro melhora. A menos que… a menos que o campo magnético seja instável e oscile à medida que você coleta as varreduras, em cujo caso o sinal e o ruído trocam de varredura para varredura e você tem ruído somando-se ao sinal e sinal somando-se ao ruído e uma confusão. Esse sinal da trava de deutério é usado para compensar qualquer desvio no magneto ou na parte eletrônica à medida que seu espectro de prótons é varrido. Embora você possa coletar um espectro sem a trava, ele será de qualidade inferior. E se você trocar o seu solvente de clorofórmio deuterado para, digamos, acetona deuterada, você terá que ajustar essa segunda unidade para manter a trava de deutério.

3. Encha o tubo de RMN. Use uma pipeta descartável e uma pera de

borracha para encher o seu tubo de RMN. Verifique e certifique-se

que a amostra está na altura correta no tubo, normalmente algo em

torno de 4 cm.

Pergunte sobre um padrão interno. Geralmente, é usado o

4. tetrametilsilano (TMS), pois em sua maioria os outros sinais de

prótons de qualquer amostra que você possa ter caem em frequências

inferiores às dos prótons do TMS, e o sinal do TMS é marcado como

0,0δ (ppm). Às vezes é utilizado o hexametildisiloxano (HMDS),

pois ele não ferve no tubo de RMN como pode acontecer com o

TMS. O TMS ferve a 26-28°C; o HMDS, a 101°C. Às vezes

adiciona-se o padrão interno ao solvente de RMN de modo que todas

as amostras que usarem aquele solvente tenham o marcador contido

nelas, e não há mais necessidade de fazê-lo. De outra forma, adicione

apenas uma — talvez duas — de padrão interno à sua amostra. A

seguir, tampe o tubo.

5. Limpe o tubo de RMN novamente. Você pode usar kimwipe ou um

pano limpo e macio.

6. Coloque uma cobertura no tubo de RMN. Coloque uma cobertura

plástica no tubo e ajuste a altura da tampa a partir do fundo do tubo

em um medidor de altura no magneto ou próximo dele. Se a tampa

parecer apertada demais ou frouxa demais, você para imediatamente

e pede ao instrutor para checar o ajuste. Se o tubo estiver frouxo

demais na tampa, poderá escorregar no prendedor de amostras do

magneto e ficará difícil remover sem quebrar algo ou separar alguma

coisa. Se o tubo ficar apertado demais na tampa, além de

possivelmente danificar a tampa ou quebrar o tubo, quando você

tolamente continuar a forçá-lo, ele também pode não se adaptar ao

prendedor de amostras do magneto e terminar quebrado ou ficar em

alguma posição esquisita na câmara em torno do magneto, podendo

ter de ser removido.

As amostras são cobertas para promediar desigualdades magnéticas

que podem afetar o espectro.

Coloque o tubo com a cobertura no magneto. A maioria dos

7.

instrumentos usa um amortecedor de ar para colocar e remover o tubo

de RMN e a cobertura do interior do magneto. Embora haja

diferenças, você começa movendo uma válvula de ar para a posição

de carga/descarga, e pousa o tubo com a cobertura sobre um

amortecedor de ar no topo do magneto. Então, movendo l-e-n-t-a-m-

e-n-t-e a válvula para a posição de ar giratório, à medida que o fluxo

de ar muda de carga/descarga para girar, o tubo com a cobertura

desce flutuando para o interior do magneto. Quando ele fica em

repouso, começa a girar, e você obtém seu espectro de RMN.

Às vezes, quando o tubo e a cobertura chegam ao fundo do magneto,

o tubo se recusa a girar. Você pode mover a válvula de ar para a

posição de descarga, elevando um pouco o tubo, e baixar mais

lentamente o tubo de volta para a posição de rotação. E pode ser

difícil olhar por dentro dos magnetos para checar se os tubos estão

girando ou não; logo, seja cuidadoso.

Também pode haver uma válvula de agulha de velocidade do ar para

controlar o fluxo de ar no magneto. Nunca confunda a válvula de

carga/descarga com a válvula de agulha de velocidade do ar.

Movimentando esta última, pode-se alterar a velocidade de rotação e,

se a velocidade de rotação fica muito lenta, o tubo para de girar; se a

velocidade fica muito alta, haverá formação de um vórtice no tubo

(no mínimo), e seu espectro e sua reputação sofrerão bastante.

8. Obtenha o espectro de RMN com seu instrumento.

9. Levante (remova) o tubo e a cobertura do magneto. Quando

terminar, mude a válvula de carga/descarga para a posição de

descarga e o tubo e a cobertura flutuarão de volta para fora do

magneto, onde você vai removê-los. Não agarre o tubo de RMN pela