Spectroscopie RMN Flashcards

1
Q

La RMN est une technique spectroscopique reposant sur le _________________.

A

magnétisme du noyau

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2
Q

La RMN est basée sur la mesure de l’absorption d’un _____________ par un ____________ dans un ____________________.

A

rayonnement lumineux (fréquence radio);
noyau atomique;
champ magnétique fort.

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3
Q

La RMN est une puissante méthode de détermination ___________des molécules organiques et inorganiques.

A

structurale

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4
Q

Pharmacopée Européenne (08ème édition) : La RMN est couverte dans la section 2-2-33, incluant les isotopes __, __, __ et __.

A

¹H;
¹⁹F;
¹³C;
³¹P.

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5
Q

Le noyau est une particule ______ tournant autour d’un axe, et donc doué d’un _____________.

A

chargée;
moment magnétique « µ ».

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6
Q

Moment magnétique = ________________________.

A

µ = γ (h/2π) I

γ: rapport gyromagnétique dépendant du noyau (constante);
I: vecteur du spin nucléaire;
h: Constante de Plank.

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7
Q

Le proton se comporte comme un __________ tournant autour d’un axe.

A

aimant

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8
Q

Le spin nucléaire I peut prendre plusieurs valeurs selon ____ de l’atome concerné.

A

A et Z

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9
Q

Le spin nucléaire de 1H; 19F; 13C; 31P, dont A est _______ et Z _________, est ______.

A

Impair;
demi-entier;
1/2.

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10
Q

En l’absence d’un champ magnétique externe, les moments magnétiques de spin « µ » sont orientés ________. On dit qu’ils sont en état ___________.

A

au hasard;
dégénéré.

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11
Q

Sous l’action d’un champ magnétique statique « Ho », les moments magnétiques de spin « µ » s’alignent selon la _____________________.

A

direction du champ imposé

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12
Q

Chaque moment magnétique « μ » décrit un ____________autour du champ magnétique « Ho ».

A

mouvement de rotation

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13
Q

La _____________, également appelée ______________, est la fréquence à laquelle un moment magnétique, tel qu’un noyau atomique avec un spin, précesse autour d’un champ magnétique externe appliqué.

A

fréquence de Larmor;
fréquence de précession.

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14
Q

µ peut être _________ ou ____________ au champ H0.

A

parallèle ou antiparallèle

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15
Q

Si µ est antiparallèle à H0, il existe à un état d’énergie _______ et donc _________.

A

haute;
instable.

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16
Q

Si µ est parallèle à H0, il existe à un état d’énergie _______ et donc _________.

A

basse;
stable.

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17
Q

Soumis à un champ magnétique H0, un noyau de spin I non nul peut prendre _____ orientations par rapport à la direction de ce champ.
Exemple: _________.

A

2I+1
H => I= (+ 1/2, - 1/2),
2I +1 = 2 * 1/2 + 1 = 1 + 1 = 2

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18
Q

L’______________décrit les niveaux d’énergie des électrons dans un atome d’hydrogène: _______________________.

A

équation de Bohr;
ΔE = hν = h (γ/2π) * H0

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19
Q

ΔE est proportionnelle: ____________________, _____________________.

A
  • Au champ H0 (appareillage);
  • Au rapport gyromagnétique γ (noyau étudié).
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20
Q

Caractéristiques des ondes radio:
Longueur d’onde: _______________;
Fréquence: ______________________;
Energie: _________________________.

A

Longueur d’onde: 1 m -100,000 km;
Fréquence: 300 MHz -3 Hz;
Energie: 1,24 µeV - 12,4 feV.

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21
Q

La résonance consiste au passage du noyau d’un état énergétique favorable α (____________) à un état énergétique défavorable β (___________).

A

parallèle à Ho;
antiparallèle à Ho.

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22
Q

La résonance est induite par l’application ponctuelle d’un champ magnétique H1 (parallèle/perpendiculaire)___________ à Ho apporté par une __________ choisie.

A

perpendiculaire;
radiofréquence (RF), (vH1)

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23
Q

Pour avoir résonance du noyau, il faut que la RF appliquée soit égale à la ___________________.

A

fréquence de Larmor du noyau ;
vH1 = v0 = γ H0/2π

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24
Q

L’arrêt de l’application de la RF va permettre le retour à l’équilibre des noyaux, on appelle ça ___________________.

A

La relaxation

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25
Le rapport gyromagnétique pour 1H est : _____________.
γ= 2,68 * 10^8
26
Principe général de la RMN1H: ________________, _______________, __________________.
1. Utiliser un champ magnétique Ho pour orienter les Spins nucléaires des atomes; 2. Exciter ces spin par une onde radio à la fréquence de résonance => faire basculer certains spins. 3. Après excitation, les spins reviennent à leur état initial => relaxation.
27
Appareillage RMN: ___________, ___________, ___________, ___________, _____________.
* Un aimant qui génère le champ magnétique; * Une chaîne d'émission qui produit les impulsions RF; * Une bobine qui transmet ces impulsions à l'échantillon et recueille le signal; * Une chaîne de réception qui amplifie ce signal; * Un ordinateur qui gère l'ensemble.
28
Le Champs magnétique délivré par la bobine supraconductrice doit être: _________, _________, _________.
Fort; Homogène; Stable.
29
La supraconductivité est assurée grâce à: _______________ et _______________.
- Fil supraconducteur: NbTi (Niobium, Titane) et Nb3Sn (Niobium, Etain). - Technologie de refroidissement (système supraconducteurs à T < 9.5K).
30
Technologie de refroidissement des bobines supraconductrices utilisée (cryostat): ____________.
Hélium liquide
31
Le choix de l'hélium liquide pour la technologie de refroidissement des bobines supraconductrices repose sur ___________________________.
- T°= -269°C = 4.2 K -- >Absence d'effet joule --> Résistance électrique nulle --> Supraconductivité.
32
Préparation d'un échantillon pour l'analyse RMN: ____________, ___________, _____________, ________________, ________________.
- Prélever 10 à 50 mg; - Dissoudre dans un solvant dépourvu d'hydrogène (dont les atomes d'hydrogènes ont été remplacés par du deutérium); - Ajouter une petite quantité d'étalon interne TMS (tétraméthylsilane); - Placer dans un tube en verre; - Mettre en rotation au centre d'une bobine magnétique émettant des radiofréquences.
33
Fonctionnement du RMN 1H: _________________, ________________, ________________.
- Sous l'action d'un champ magnétique (Ho) du spectromètre: alignement des protons parallèles ou antiparallèles; - La bobine de radiofréquences applique une quantité croissante d'énergie =>fréquence de résonance (v1= vo). - L'enregistrement de l'énergie absorbée par l'échantillon en fonction de l a fréquence appliquée par la bobine de radiofréquences donne le spectre RMN 1H.
34
Le spectre de RMN représente le ___________ en fonction du _____________.
Intensité du signal (%); Déplacement chimique (ppm).
35
Particularités du spectre RMN1H: _____________, _____________, ____________, ____________.
- Blindage /Déblindage => déplacement chimique - Protons équivalents ayant le même environnement électronique; - Couplage => multiplicité des signaux. - Intégration du signal.
36
Les électrons proches d'un noyau d'hydrogène génèrent un champ magnétique interne de ________, qui modifie localement le champ magnétique externe créé par le spectromètre.
faible valeur
37
Si le champ généré par les électrons proches du hydrogène s'additionne au champ extérieur, on dit qu'il y a ______________.
déblindage
38
Si le champ généré par les électrons proches du hydrogène s'oppose au champ extérieur, on dit qu'il y a ______________.
blindage ou effet écran
39
Plus le blindage est intense, plus le proton doit être soumis à un champ extérieur fort pour que se produise la résonance. Ceci se traduit par un déplacement des pics d'absorption vers la _________ du spectre, à l'inverse du déblindage.
droite
40
____________________ sont à l'origine du déplacement chimique.
les phénomènes de blindage et de déblindage
41
Quantifier le déplacement chimique d'un proton nous renseigne sur _________________.
les groupements environnants
42
Le TMS présente les avantages suivants: _______________, ____________, _____________, _____________, ________________.
1) Les 12 protons ont le même environnement chimique et fournissent un seul signal; 2) Il est utilisable en faible quantité car son absorption est intense; 3) Sa résonance a lieu à champ plus fort que dans la plupart des cas donc son pic d'absorption est bien séparé des autres et à l'extrême droite de l'enregistrement; 4) Il présente une grande inertie chimique et ne risque pas de réagir avec l'échantillon; 5) 11 est très volatil ( Teb = 20°C ) et s'évapore facilement de l'échantillon.
43
Pour un proton, l'écart entre la valeur du champ pour lequel il résonne et cette origine constitue son déplacement chimique par rapport au ______.
TMS
44
La différence proton-TMS peut être exprimée en ____________ ou en _______.
unité de champ magnétique; Hertz.
45
Le phénomène du déblindage croit de la _____ à la _______ du spectre RMN.
droite à gauche
46
Exemples de groupements chimiques électroattracteurs causant le phénomène de déblindage: _____, ______, ______, _______, _______, _______, ______, _______.
F; Cl; Br; I; OH; NH2; CN; OCH3.
47
Exemples de groupements chimiques électrodonneurs causant le phénomène de blindage: _________, ___________.
Groupes alkyles; Métaux.
48
Le déplacement chimique se calcule à l'aide des ____________________________.
Règles empiriques de Shoolery
49
Si des noyaux d'atomes d'hydrogène ont le même environnement chimique et donc électronique ils sont dits: ___________.
équivalents (isochromes)
50
Sur le spectre RMN, les protons équivalents sont représentés par _______________.
le même signal
51
Le nombre de signaux dans un spectre de RMN1H est égal au nombre de ____________________ dans la molécule étudiée.
groupes de protons équivalents
52
On considère que des atomes d'hydrogène sont équivalents si: ______________________________ ou ______________________________.
- Ils sont liés à un même atome de carbone engagé uniquement dans des liaisons simples; - Ils sont liés à des atomes différents mais il existe entre eux une relation de symétrie simple.
53
Le propanone comporte 06 protons, pourtant, un seul signal est enregistré sur le spectre RMN H. Pourquoi?
- Pour chaque CH3 les 03 protons sont équivalents entre eux, car chacun de leur carbone est engagé dans une liaison simple; - Les 02 CH3 sont symétriques l'un par rapport à l'autre.
54
L'aire sous la courbe d'un signal de RMN est proportionnelle au __________________.
nombre de protons responsables de ce signal.
55
L'intégration de signal est réalisée par un intégrateur ________ au système d'enregistrement.
incorporé
56
La courbe d'intégration du spectre est constituée de _______.
paliers
57
La hauteur de chaque ________de la courbe d'intégration est proportionnelle au nombre de protons équivalents responsables du signal correspondant.
saut vertical
58
On peut retrouver le nombre de protons associés à chaque signal en analysant la __________________.
structure de la molécule
59
Le signal de résonance peut comporter plusieurs pics dit___________.
multiplet
60
La démultiplication (couplage) des signaux est due aux interactions entre des __________________.
protons voisins non équivalents
61
Deux protons sont dits voisins s'ils sont séparés par ____________, ______ ou _______.
trois liaisons, simples ou multiples.
62
La présence d'________ stoppe le couplage.
hétéroatome (non H ou non C)
63
Un groupe de protons équivalents (a) ayant pour voisins n protons ( b) non équivalents à (a) présente un signal de résonance sous forme d'un multiplet de _____ pics.
(n+1)
64
Un signal peut être: singulet, ________, ________, __________, __________.
doublet; triplet; quadruplet; quintuplet.
65
Le nombre de signaux et la valeur du déplacement chimique correspondant permet de _________________________________.
identifier le nombre et la nature des groupes de protons équivalents
66
La courbe d'intégration donne le ____________________.
nombre de protons de chaque type
67
La forme de chaque signal renseigne sur le ______________________.
nombre de protons voisins du proton étudié
68
Applications pharmaceutiques de la RMN1H: _____________, ___________, ____________, ______________.
- Caractérisation des structures exactes des matières premières et des produits finis; - Détermination des impuretés même énantiomériques mais à un taux supérieur à 10%; - Empreintes digitales d'un mélange; - Développement du couplage HPLC/RMN pour identifier les impuretés et les métabolites des fluides biologiques.
69
Inconvénients de la RMN1H: ___________, ___________, ___________.
- Nécessite beaucoup de produit (ordre des mg); - Couteuse (appareillage et expérimentateurs); - Difficile à interpréter quand le nombre de protons devient important.
70
Applications médicales de la RMN1H: ____________________.
Imagerie par Résonnance Magnétique (IRM)
71
Principe d'une IRM: _________________________, ______________________, ___________________.
- Application de gradients de champ magnétique dans les trois directions de l'espace; - Résonance des noyaux d'hydrogène de l'eau et des graisses; - Les niveaux de gris représentent l'intensité du signal émis par l'élément de volume correspondant.
72