była obserwowana poniżej temperatury 200. Dla wyższych temperatur widać redukcję drugiego momentu M^ w zakresie (1.5-2) [G*].



Podobne dokumenty
ekranowanie lokx loky lokz

INADEQUATE-ID I DYNAMICZNY NMR MEZOJONOWYCH. 3-FENYLO-l-TIO-2,3,4-TRIAZOLO-5-METYUDÓW. Wojciech Bocian, Lech Stefaniak

O 2 O 1. Temat: Wyznaczenie przyspieszenia ziemskiego za pomocą wahadła rewersyjnego

Wykład 5 Widmo rotacyjne dwuatomowego rotatora sztywnego

Badania relaksacyjne b surowicy krwi II

SPEKTROSKOPIA NMR. No. 0

Spektrometria w bliskiej podczerwieni - zastosowanie w cukrownictwie. Radosław Gruska Politechnika Łódzka Wydział Biotechnologii i Nauk o Żywności

MAGNETYCZNY REZONANS JĄDROWY (MRJ) NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE (NMR)

Ćwiczenie 2 Przejawy wiązań wodorowych w spektroskopii IR i NMR

Rys. 1Stanowisko pomiarowe

Ill PL BADANIE ODDZIAŁYWAŃ DIPOLOWO- DIPOLOWYCH POMIĘDZY ŻELAZEM A ZNACZNIKIEM SPINOWYM W CYTOCHROMIE C METODĄ SR EPR

ν 1 = γ B 0 Spektroskopia magnetycznego rezonansu jądrowego Spektroskopia magnetycznego rezonansu jądrowego h S = I(I+1)

Wyznaczanie momentu magnetycznego obwodu w polu magnetycznym

NMR (MAGNETYCZNY REZONANS JĄDROWY) dr Marcin Lipowczan

Spektroskopia molekularna. Spektroskopia w podczerwieni

Pomiar średniego ciepła właściwego i wyznaczanie temperatury Debye a

ĆWICZENIE 3 REZONANS AKUSTYCZNY

Nazwisko i imię: Zespół: Data: Ćwiczenie nr 1: Wahadło fizyczne. opis ruchu drgającego a w szczególności drgań wahadła fizycznego

WYZNACZANIE MOMENTU BEZWŁADNOŚCI CIAŁ METODĄ WAHADŁA FIZYCZNEGO GRAWITACYJNEGO I SPRAWDZANIE TWIERDZENIA STEINERA ĆWICZENIE

LABORATORIUM POMIARY W AKUSTYCE. ĆWICZENIE NR 4 Pomiar współczynników pochłaniania i odbicia dźwięku oraz impedancji akustycznej metodą fali stojącej

Wyznaczanie długości fali świetlnej za pomocą spektrometru siatkowego

Model wiązania kowalencyjnego cząsteczka H 2

Czy poprawki ZPV do stałych ekranowania zależą od konformacji? Przypadek dimetoksymetanu

XLVII OLIMPIADA FIZYCZNA ETAP I Zadanie doświadczalne

Informacje uzyskiwane dzięki spektrometrii mas

Ćwiczenie 3. Spektroskopia elektronowa. Etylen. Trypletowe przejścia elektronowe *

Wyznaczanie przyspieszenia ziemskiego za pomocą wahadła rewersyjnego (Katera)

impulsowy NMR - podsumowanie

RECENZJA ROZPRAWY DOKTORSKIEJ magistra Mateusza Wojciecha Paczwy

Opis ćwiczenia. Cel ćwiczenia Poznanie budowy i zrozumienie istoty pomiaru przyspieszenia ziemskiego za pomocą wahadła rewersyjnego Henry ego Katera.

Magnetyczny Rezonans Jądrowy (NMR)

impulsowe gradienty B 0 Pulsed Field Gradients (PFG)

Wyboczenie ściskanego pręta

POLITECHNIKA BIAŁOSTOCKA

1. Od czego i w jaki sposób zależy szybkość reakcji chemicznej?

Wykład 3. Makrocząsteczki w roztworze i w stanie skondensowanym.

LABORATORIUM Z FIZYKI Ć W I C Z E N I E N R 2 ULTRADZWIĘKOWE FALE STOJACE - WYZNACZANIE DŁUGOŚCI FAL

Ćwiczenie nr 43: HALOTRON

wiczenie 15 ZGINANIE UKO Wprowadzenie Zginanie płaskie Zginanie uko nie Cel wiczenia Okre lenia podstawowe

Modelowanie molekularne

TEORIA PASMOWA CIAŁ STAŁYCH

Modelowanie molekularne

XL OLIMPIADA FIZYCZNA ETAP I Zadania doświadczalne

Właściwości chemiczne i fizyczne pierwiastków powtarzają się w pewnym cyklu (zebrane w grupy 2, 8, 8, 18, 18, 32 pierwiastków).

Chiralność w fizyce jądrowej. na przykładzie Cs

Komputerowe wspomaganie projektowanie leków

WYZNACZANIE PRĘDKOŚCI DŹWIĘKU METODĄ QUINCKEGO I KUNDTA

PROMIENIOWANIE RENTGENOWSKIE

Zasady obsadzania poziomów

Spektroskopia Analiza rotacyjna widma cząsteczki N 2. Cel ćwiczenia: Wyznaczenie stałych rotacyjnych i odległości między atomami w cząsteczce N 2

WSPÓŁCZYNNIK PRZEJMOWANIA CIEPŁA PRZEZ KONWEKCJĘ

Katarzyna Jesionek Zastosowanie symulacji dynamiki cieczy oraz ośrodków sprężystych w symulatorach operacji chirurgicznych.

Doświadczalne wyznaczanie współczynnika sztywności (sprężystości) sprężyn i współczynnika sztywności zastępczej

Ćw. nr 31. Wahadło fizyczne o regulowanej płaszczyźnie drgań - w.2

Zadania treningowe na kolokwium

XLVI OLIMPIADA FIZYCZNA (1996/1997). Stopień III, zadanie doświadczalne D

Badanie roli pudła rezonansowego za pomocą konsoli pomiarowej CoachLab II

Test kompetencji z chemii do liceum. Grupa A.

SPEKTROSKOPIA MOLEKULARNA 2015/16 nazwa przedmiotu SYLABUS A. Informacje ogólne

Ć w i c z e n i e K 4

MOMENT MAGNETYCZNY W POLU MAGNETYCZNYM

A3 : Wzmacniacze operacyjne w układach liniowych

Wiązania chemiczne. Związek klasyfikacji ciał krystalicznych z charakterem wiązań atomowych. 5 typów wiązań

Ćwiczenie 3++ Spektrometria promieniowania gamma z licznikiem półprzewodnikowym Ge(Li) kalibracja energetyczna i wydajnościowa

Badanie długości czynników sieciujących metodami symulacji komputerowych

WYKŁAD 2 Podstawy spektroskopii wibracyjnej, model oscylatora harmonicznego i anharmonicznego. Częstość oscylacji a struktura molekuły Prof. dr hab.

Efekt Halla. Cel ćwiczenia. Wstęp. Celem ćwiczenia jest zbadanie efektu Halla. Siła Loretza

Stara i nowa teoria kwantowa

PF11- Dynamika bryły sztywnej.

S. Baran - Podstawy fizyki materii skondensowanej Fonony. Fonony

k e = 2, Nm 2 JEDNOŚĆ TRZECH RODZAJÓW PÓL. STRESZCZENIE.

Wyznaczanie stosunku e/m elektronu

Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa w Kaliszu

QSAR i związki z innymi metodami. Karol Kamel Uniwersytet Warszawski

Czym jest Fizyka? Podstawowa nauka przyrodnicza badanie fundamentalnych i uniwersalnych właściwości materii oraz zjawisk w przyrodzie gr. physis - prz

2008/2009. Seweryn Kowalski IVp IF pok.424

Plan wynikowy fizyka rozszerzona klasa 3a

T =2 I Mgd, Md 2, I = I o

Badanie rozkładu pola magnetycznego przewodników z prądem

BADANIE STANÓW RÓWNOWAGI UKŁADU MECHANICZNEGO

POMIAR PRĘDKOŚCI DŹWIĘKU METODĄ REZONANSU I METODĄ SKŁADANIA DRGAŃ WZAJEMNIE PROSTOPADŁYCH

Modelowanie molekularne

Wyznaczanie momentu magnetycznego obwodu w polu magnetycznym

Masowo-spektrometryczne badania reakcji jonowo-molekularnych w mieszaninach amoniaku i argonu

DRGANIA SWOBODNE UKŁADU O DWÓCH STOPNIACH SWOBODY. Rys Model układu

Atomy mają moment pędu

Badanie uporządkowania magnetycznego w ultracienkich warstwach kobaltu w pobliżu reorientacji spinowej.

2. Metody, których podstawą są widma atomowe 32

Defektoskop ultradźwiękowy

1 Źródła i detektory. I. Badanie charakterystyki spektralnej nietermicznych źródeł promieniowania elektromagnetycznego

WSKAZÓWKI DO WYKONANIA SPRAWOZDANIA Z WYRÓWNAWCZYCH ZAJĘĆ LABORATORYJNYCH

Zastosowanie spektroskopii w podczerwieni w jakościowej i ilościowej analizie organicznej

Nukleozydy, Nukleotydy i Kwasy Nukleinowe

Aby nie uszkodzić głowicy dźwiękowej, nie wolno stosować amplitudy większej niż 2000 mv.

Stany skupienia materii

WFiIS. Wstęp teoretyczny:

Warunki uzyskania oceny wyższej niż przewidywana ocena końcowa.

Wyznaczanie przyspieszenia ziemskiego za pomocą wahadła rewersyjnego (Katera)

Komputerowe wspomaganie projektowania leków

Transkrypt:

PL9801017 DYNAMIKA GRUP CH ORAZ CH OH W POLIKRYSTALICZNYCH a 2 METYLOPYRANOZYDACH E.Knop. L.Latanowicz. S.Idziak Instytut Fizyki Uniwersytetu im.a.mickiewicza. Poznań Instytut Fizyki Molekularnej PAN. Poznań Przedmiotem badań są poiikrystaliczna metylopyranozydy ' C a H i 4 7' pochodne cukrów prostych zawieraja.ee grup* metylową w miejscu anomerycznego protonu hydroksylowego. Ich struktura jest znana t1 4]. Molekuły metylopyranozydów w ciele stałym połączone są siecią wiązań wodorowych. Wiązania te należą do średnio silnych i słabych wiązań wodorowych. W związkach tych stwierdzono również istnienie grup hydroksylowych, których wiązanie wodorowe jeat tak słabe iż można je uważać za grupy swobodna (5-10J. Z istnieniem takich swobodnych grup hydroksylowych wiąże się słodki smak [10]. cukrów Badania rentgenowskie i podczerwone wskazują że grupy CH OH wybt*pują w rotamerycznych formach trans i gauche G. T lub G* [11-14]. Wyniki Wykonane pomiary czasów relaksacji podłużnej T oraz drugiego momentu linii MRJ dla jąder *H w funkcji temperatury przedstawiono na rys.l oraz 2. Pomiary czasów T wykonano na spektrometrze impulsowym 60 MHz w zakresie temperatur od temperatury topnienia do temperatur helowych takich aby minimum T związane z reorientacją grup metylowych było dobrze widoczne. Dla metylo ft-d galaktozydu oraz metylo a-d glukozydu wykonano również pomiary na częstości 200 MHz. We wszystkich badanych związkach powyżej temperatury pokojowej obserwuje si* skracanie czasu relaksacji T. Pomiary drugiego momentu linii MRJ wykonano na spektrometrze fali ciągłej pracującym na czystości 26,4 MHz. Dla wszystkich badanych związków stała wartosó drugiego momentu M 2 była obserwowana poniżej temperatury 200. Dla wyższych temperatur widać redukcję drugiego momentu M^ w zakresie (1.5-2) [G*]. Dynamika grupy CH Rotacja grupy CH^ stanowi źródło relaksacji apin-sieti w niskich temperaturach i powoduje iż czaa relaksacji osiąga minimum w okolicach lub poniżej temperatur ciekłego azotu. Ponadto drugi

SPIN LATTICE RELAXATION TIME [»)

MenouoxueoeoE UETHTVAO (X.UOOOOE 16 11.1 Ol 1 18 (10 (U 1 ir t»!< II II m.. -. * \ 3 u <_ - "»ł M m m 10 m IN»«<oi Rya.2. Zależności temperaturowe drugiego momentu M 2 linii MRJ dla protonów metylo *-D glukozydu (a) motylo (1-0 glukozydu (b), metylo ft-t> galaktozydu (c) oraz metylo a-d mannozydu (d).

moment M posiada już zredukowaną w stosunku do momentu dla struktury sztywnej wartość M w temperaturach poniżej 200 K. Analiza teoretyczna pokazała że ruch grupy CH a może być dobrze opisany modelem rotacji hamowanej wokół osi trojkrotnej [15,16] : gdzie T C - T O exp(e/rt) c " -i- i E5 E45- N T R k C - liczba wszystkich protonów w molekule - czynnik przedeksponencjalny - odległość międzyprotonowa w grupie metylowej - stała relaksacji 3? -«c? c /4/ J^"* - zredukowana wartość drugiego momentu M " II - drugi moment dla struktury sztywnej Parametry aktywacyjne charakteryzujące rotację grupy CH^ wokół osi trojkrotnej pokazano w tabeli 1. Parametry te wykorzystano przy rysowaniu teoretycznych zależności T oraz M^ w funkcji temperatury ( linia ciągła na rys. 1 i 2 ). Uzyskaną z pomiarów energię aktywacji (tabela 1) porównano z barierą rotacyjną obliczoną metodą potencjału atom-atom 117)(rys 3a). Uzyskana wartość 2.5 kcal/mol jest w bardzo dobrej zgodności z eksperymentem dla metylo ot-d glukozydu. Dla pozostałych cukrów bariera obliczona metodą potencjału atom-atom jest rzędu 3 kcal/mol podczas gdy doświadczalna z tabeli 1 jest rzędu (1-1.7) kcal/mol. Dynamika grupy CH^OH Z badań cukrów innymi metodami (11-14] wynika iż możliwe są ruchy konformacyjne tranb-gauche tej grupy. Również obliczenie zmiany potencjału atom-atom dla rotacji grupy CH OH wokół wiązania C-C (rys 4) pokazują dwa minima potencjału dla konformacji oddalonych od siebie o kąt 120 ( za wyjątkiem raetylo ot D mannozydu). Minima oddzielone są barierą rzędu 5-6 kcal/mol. Wykonana analiza pokazała iż można dobrze dopasować temperaturowy przebieg M^ do teoretycznych zależności (linia ciągła) w zakresie wysokich <i9s

Tabela 1 Parametry relaksacyjne charakteryzujące ruch grupy CH Energia aktywacji [kcal/mol] Czynnik przedekaponęncjalny x 10 [s] Stała relaksacji x 10!s] metyl o a-d glukozyd 2.5 1.48 16 raetylo ft-d glukozyd 1.75 2.47 15.6 metylo /?-D galaktozyd 1.15 1. 1 14.6 metyl o a-d mannozyd 1.7 3.18 17.6 Rys.3 Zmiana potencjału atom-atom dla rotacji grupy C H 3 wokół wiązania C-0.

temperatur gdzie obserwuje się redukcję drugiego momentu przyjmując model reorientacji pomiędzy dwoma minimami potencjału (18 201: M 2 - tc l - r~* C (1 - ~ tan"*( r V~K~ TJ] /5/ c - -lo r* h 1 E E (R:: A+ H;: B -R-: A R:; O cosv*- i>] /6/ gdzie R fca oraz R fc oznaczają odległości pomiędzy i-tym : k-tym protonem w położeniach konformacyjnych A oraz B, e ^ jebt kątem pomiędzy wektorami R UA oraz R ikb. N oznacza liczbę wszystkich protonów w molekule, r opisane jest wzorem /2/. Znając stałą relaksacji C /wzór 6/ oraz czas korelacji T można również opisać temperaturową zależność czasu relaksacji T na podstawie wzoru 1. Parametry aktywacyjne charakteryzujące ruch konformacyjny trana gauche grupy CH OH pokazano w tabeli 2. Parametry te wykorzystano przy rysowaniu teoretycznych zależności M w funkcji temperatury (linia ciągła na rye 2). Teoretyczna temperaturowa zależność T^ w zakresie wysokich temperatur przy użyciu parametrów z tabeli 2 okazała się zadowalająca dla wszystkich metyloglukozydów ' za wyjątkiem metylo /5-D galaktozydu. Dla tego cukru skrócenie czasu T powinno rozpocząć się w wyższych temperaturach. Dopiero uwzględnienie reorientacji o następujących parametrach aktywacyjnych T 2.6810" 2 s. E - 3.75 kcal/mol oraz C» 0.2610*8 prowadzi do O zadowalającej zgodności wyników doświadczalnych i teoretycznych (linia ciągła na rys 1 dla metylo ot-d galaktozydu). Można sugerować, że ruchem który posiada tak niską stałą relaksacji jest ruch pojedynczego protonu. A więc w mstylo <x-galaktozydzia prawdopodobnie ujawnił się jeszcze ruch swobodnej grupy hydroksylowej [21). Energie aktywacji uzyskane w tabeli 2 są rzędu 6-10 kcal/mol podczas gdy zmiany potencjału atom-atom (rys 4) wskazywałyby na barierę ruchu konforanacyjnego trans-gauche rzędu 5-6 kcal/mol. Praca wykonana w ramach grantu 1425/2/91.

Tabela 2 Parametry relaksacyjne charakteryzujące ruch grupy Energia aktywacji [kcal/mol) metyl o a-d 9.6 glukopyranozyd Czynnik przedeksponencjalny x 10' 11 [a] 1.29 Stała relaksacji x 10 a" 2 8.1 metylo /3-D 8 g1ukopyranozyd 1.86 7.8 metylo ft-d 6.3 galaktopyranozyd 47 9.9 metylo a-d 9.3 mannopyranozyd 1.39 7.8 Ry8.4 Zmiana potencjału atom-atom dla rotacji grupy CHjOH wokół wiązania C-O.

Literatura [I] G.A.Jeffrey. R.K.McMułlan and S.Takagi. Acta Cryst., B33.738 (1977) [2] G.A.Jeffrey. S.Takagi. Acta Cryst.. B33. 738 (1977) [3] S.Takagi.G.A.Jeffrey. Acta Cryst., B35, 902 (1979) [4] G.M.Brown, H.A.Levy, Acta Cryst.. B35, 656 (1979) [5] J.A.Kanters, J.Kroon. A.F.Peerdeman. J.A.Vliegenthart, Nature, 222. 370 (1969) [6] S.H.Kim. G.A.Jeffrey, Acta Cryst.. 22, 537 (1967) [7] W.G.Fervier, Acta Cryst., 16, 1023 (1963) [8] W.G.Fervier. Acta Cryst.. 13. 768 (1960) (9] M.Mathlouthi, A.M.Seurre. J.Chem.Soc.Faraday Trans., 1. 2641 (1968) 110] M.Mathlouthi. M.0.Portmann, J.Mol.Struc.. 237. 327 (1990) [II] W.P.Panow, W.H.Grain. R.G.Zhbankow. DokI.Akad.Nauk BSSR. 21. 236 (1977) [12] E.W.Korolik, N.W.Iwanowa, W.W.Sirczik, T.E.Koiosowa. R.G.Zhbankow, Zhurn, Prikl.Spectr.. 10. 238. (1964) [13] E.W.Korolik. N.W.Iwanowa, R.G. Zhbankow, Zhurn.Prikl.Spektr., 52, 250 (1990) [14J E.W.Korolik, N.W.Iwanowa, W.W.Sivczik. R.G.Zhbankow, N.J.Insanova, Zkurn. Prikl.Spektr.. 34, 855 (1981) (15) D.E.O'Reilly, T.Tsang, J.Chem.Phys.. 46. 1291 (1967) [16] S.Albert, H.S.Gutowaky, J.A.Riproeester. J.Chem.Phys.. 56, 3672 (1972) (17) U.Burkert N.J.Al1inger. Molecular Machanics. ACS Monograph Series, No 175 [18] E.R.Andrew. L.Latanowicz, J.Magn.Reson. 68. 232 (1986) (19) L.Latanowicz, E.R.Andrew, E.C.Reynhardt J. Magn.Res. in press) [20] E.Knop, L.Latanowicz, E.C.Reynhardt, Ber.Buns.Phys.Chem. (in press) (211 L.Latanowicz, Fizyka Dielektryków i Radioapektroskopia XV. 77. 1987