Développement de la RMN quantitative multi-dimensionnelle

• Auteur / Autrice : Patrick Giraudeau
• Direction : Serge Akoka, Évelyne Baguet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie analytique
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Nantes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale chimie biologie (Nantes....-2008)
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université de Nantes. Faculté des sciences et des techniques

Mots clés

Mots clés contrôlés

Spectrométrie gamma

Analyse quantitative (chimie)

Résonance magnétique nucléaire

Résumé

L’analyse quantitative précise de mélanges complexes par RMN 1D est souvent rendue difficile par les nombreux recouvrements entre les pics. L’utilisation de la RMN multi-dimensionnelle à des fins quantitatives doit alors être envisagée. Cependant, la RMN nD souffre de longues durées d’expérience qui rendent les acquisitions plus sensibles aux instabilités temporelles de l’appareillage. L’objectif de cette thèse est donc de développer des méthodes de RMN 2D permettant de réaliser des analyses quantitatives précises en une durée minimale. La première approche consiste en une optimisation des paramètres d’acquisition et de traitement des séquences d�����impulsions existantes. Des spectres J-résolus, COSY-DQF, TOCSY et HSQC quantitatifs sont obtenus en une durée comprise entre 3 et 18 minutes avec une précision entre 0,4 % et 3,3 % et une excellente linéarité. La seconde partie considère le développement des méthodes de RMN 2D ultrarapide, permettant d’obtenir un spectre 2D en une seule accumulation. Une nouvelle séquence d’impulsions est proposée, permettant l’obtention de spectres J-résolus en 500 ms. Une étude théorique et expérimentale approfondie des séquences ultrarapides est menée et l’influence de différents facteurs (diffusion, couplages, etc. ) sur la sensibilité est modélisée et analysée afin d’obtenir un compromis optimal entre résolution et sensibilité.

Precise quantitative analysis of complex mixtures by 1D NMR is often made difficult by large overlaps between peaks. Consequently, the use of multi-dimensional NMR for quantitative purposes should be considered. However, nD NMR suffers from long experiment durations which make the acquisition more sensitive to spectrometer instabilities in the course of time. This work aims at developing 2D NMR methods to achieve precise quantitative analysis in a reduced time. The first approach consists in an optimization of acquisition and post-processing parameters for existing pulse sequences. J-resolved, DQF-COSY, TOCSY and HSQC quantitative spectra are obtained in a duration between 3 and 18 minutes with a precision between 0. 4 % and 3. 3 % and an excellent linearity. The second part focuses on the development of ultrafast 2D NMR methods which make possible the acquisition of 2D spectra in a single scan. A new pulse sequence is designed, leading to J-resolved spectra in 500 ms. A thorough, theoretical and experimental study of ultrafast pulse sequences is carried out. Moreover, the influence of various parameters (diffusion, J-couplings, etc. ) on sensitivity is modelized and analyzed in order to obtain the best compromise between resolution and sensitivity.