Просмотр, интегрирование и очистка спектров ЯМР в браузере
Коротко: откройте бесплатный просмотрщик ЯМР MolDraw и перетащите файл 1H или 13C в формате JCAMP-DX, CSV/TXT или Bruker. Можно масштабировать, отмечать пики, интегрировать, калибровать шкалу сдвигов по растворителю, находить пики типичных растворителей и смазки и экспортировать PNG, CSV или JCAMP-DX. Файл читается в браузере и никуда не загружается.
Попробуйте просмотрщик ЯМР здесь
Зачем нужен просмотрщик ЯМР в браузере?
Большинство данных ЯМР обрабатывают в лицензионных программах на компьютере спектрометра. Это неудобно, когда нужно посмотреть спектр дома или на ноутбуке без лицензии.
Браузерный просмотрщик закрывает этот пробел. Откройте экспортированный файл, прочитайте сдвиги, проверьте интегралы и посмотрите, не являются ли «лишние» пики просто этилацетатом или смазкой. Затем сохраните чистый рисунок для лабораторного отчёта.
Что сообщает спектр 1H или 13C
Химический сдвиг (δ, м. д.) показывает электронное окружение ядра. Ароматические протоны находятся около 7–8 м. д., протоны рядом с кислородом — около 3,5–4,5 м. д., а алкильные — ниже примерно 2 м. д. Поскольку м. д. — это отношение, одно и то же соединение даёт одинаковые сдвиги на магните 60 МГц и 600 МГц.
Расщепление возникает из-за спин-спинового взаимодействия с соседними протонами и измеряется в Гц. CH2 рядом с CH3 выглядит как квартет. Ширина мультиплета в Гц не зависит от поля, поэтому на слабопольном настольном магните он занимает больше м. д.
Интеграл — площадь под сигналом 1H. Он пропорционален числу протонов, поэтому соотношения показывают, например, что один сигнал — 2H, а другой — 3H. В рутинных спектрах 13C площади ненадёжны.
Калибровка задаёт ноль шкалы. TMS принимают за 0 м. д. Чаще вместо него используют пик остаточного растворителя, например CHCl3 при 7,26 м. д. в CDCl3 или DMSO-d5 при 2,50 м. д. в DMSO-d6. Неправильно откалиброванная шкала может привести к неверному отнесению.
Какие файлы он открывает
| JCAMP-DX | Файлы .jdx, .dx или .jcamp, в том числе со сжатыми (ASDF) данными. В этот формат умеет экспортировать большинство программ ЯМР. |
|---|---|
| CSV или TXT | Два столбца: м. д. и интенсивность. |
| Bruker | Обработанные данные: zip-архив папки эксперимента или файлы 1r и procs, выбранные вместе. |
Если в файле указана частота спектрометра, просмотрщик её использует. Если нет, задайте её в разделе Спектрометр.
Как разобрать спектр
- Нажмите Открыть файл спектра или перетащите файл в поле. Чтобы сначала потренироваться, нажмите Этилбензоат в CDCl3.
- Если в файле нет частоты, задайте её в разделе Спектрометр кнопками от 60 до 800 МГц. Тогда в таблице пиков будут правильные значения в Гц.
- В разделе Калибровка (шкалы сдвигов) выберите растворитель в поле примесей и нажмите Калибровка по растворителю. Если вы использовали TMS, нажмите TMS = 0 ppm. Чтобы задать любой пик вручную, введите значения в поля Пик при и должен быть, затем нажмите Применить.
- Увеличьте каждую область. Используйте ползунок Порог или Найти в видимой области, чтобы упорядочить список пиков.
- Выберите Интегрировать и протяните по известному сигналу, например триплету CH3. Введите 3 в поле Первый интеграл =. Проинтегрируйте остальные сигналы и посмотрите их площади.
- Нажмите Найти примеси. Прежде чем что-то удалять, сравните найденное со своими пиками.
- Экспортируйте через Экспорт PNG, Экспорт CSV или Экспорт JCAMP-DX.
Что умеет просмотрщик
| Вид | Масштаб, сдвиг, + и −, Y+ и Y− для высоты пиков и сброс вида. Прокрутка и щипок тоже масштабируют. |
|---|---|
| Пики | Автоматическая отметка с порогом, «Отметить пик» для добавления щелчком и таблица δ (м. д.), Гц и высоты. |
| Интегралы | Протяните, чтобы проинтегрировать. Площади нормируются на первый интеграл. |
| Калибровка | Калибровка по растворителю, TMS = 0 ppm или выбор пика вручную кнопкой калибровки. |
| Примеси | Сравнивает пики с таблицами следовых примесей Fulmer et al. (2010) для 12 дейтерированных растворителей. Перечисляет вероятные и частичные совпадения с ожидаемыми сигналами. |
| Чистый рисунок | Удаление, удаление всех вероятных, отмена, восстановление всех и показ исходного. График помечается как отредактированный для отображения. |
| Экспорт | PNG, CSV и JCAMP-DX того, что на экране. |
Как использовать на занятиях и в лаборатории
- Учебные лаборатории: дайте студентам файл JCAMP-DX их продукта. Они калибруют его, интегрируют и сообщают сдвиги и число протонов вместе с рисунком.
- Демонстрация влияния поля: загрузите Этилбензоат в CDCl3, а затем Настольный 80 МГц. В слабом поле те же мультиплеты теснятся друг к другу.
- Проверка чистоты: перед сдачей соединения запустите «Найти примеси», чтобы определить маленькие пики растворителей после выделения, воды или смазки.
- Проверка предсказания: сравните свои пики с предсказанным спектром из предсказания ЯМР по SMILES. Для 13C и двумерных экспериментов предскажите спектры COSY, HSQC и HMBC с плагином NMR Analyser.
Советы и ограничения
- Калибруйте спектр до запуска «Найти примеси». Сравнение идёт в узком окне м. д., поэтому сдвинутая шкала даёт плохие результаты.
- Совпадение означает лишь, что пик находится там, где ожидается примесь. Проверьте, что присутствуют все её сигналы и мультиплеты выглядят правильно.
- Сдвиги примесей немного зависят от концентрации и температуры. Расширяйте поле ± м. д. осторожно: ложных совпадений станет больше.
- Просмотрщик показывает одномерные спектры. В нём нет фурье-преобразования и коррекции фазы, поэтому сначала обработайте FID.
- Если браузер не может распаковать папку Bruker, распакуйте её сами и выберите файлы
1rиprocsвместе. - Удаление пиков — это правка отображения. Сохраняйте исходный файл как данные.
Впервые сталкиваетесь с ЯМР? Наше руководство как читать спектр ЯМР пошагово объясняет сдвиги, расщепление и интегралы.
Вопросы и ответы
Можно ли открывать спектры 13C, а не только 1H?
Да. Просмотрщик берёт ядро из файла. Если в файле оно не указано, оно определяется по диапазону м. д. В таблице примесей есть сдвиги и 1H, и 13C.
Почему мои интегралы 13C не совпадают с числом атомов углерода?
Рутинные спектры 13C записывают с развязкой от протонов. Атомы углерода релаксируют с разной скоростью и получают разное усиление NOE, поэтому четвертичные атомы углерода часто выглядят маленькими. Доверяйте интегралам 13C только в спектрах, снятых в количественных условиях.
Можно ли обработать в просмотрщике необработанный FID?
Нет. Просмотрщик открывает обработанные спектры: JCAMP-DX, двухстолбцовые CSV или TXT и обработанные данные Bruker (файлы 1r и procs). Сначала выполните фурье-преобразование и фазировку в программе спектрометра.
Скрывать ли пики примесей, прежде чем помещать спектр в диссертацию?
Сохраняйте исходный спектр как данные и указывайте найденные примеси. Очищенный график — это лишь правка отображения. Просмотрщик помечает его как отредактированный, и если вы его используете, укажите это в подписи.