Dynamic NMR Spectroscopy

از اولین آزمایش‌های موفق NMR در سال 1946، به خوبی درک شد که فرآیندهای دینامیکی نقش مهمی در طیف‌سنجی NMR مواد حجیم دارند [1]. نظریه های اولیه در مورد وابستگی پارامترهای آرامش Tl و T2 به حرکات اسپین های هسته ای در توضیح انبساط دو قطبی سیگنال NMR در جامدات و باریک شدن حرکتی در مایعات موفق بودند [2]. با کشف شیفت‌های شیمیایی و کوپلینگ‌های اسپین اسپین نوع دیگری از فرآیند دینامیکی که بر شکل خط NMR تأثیر می‌گذارد، مبادله شیمیایی آشکار شد. در نتیجه، مطالعات NMR دینامیکی به دو گروه تقسیم می‌شوند که نه تنها در موضوعات دینامیکی بلکه در روش بررسی نیز متفاوت هستند: مطالعات فیزیکی حرکت اسپین‌ها در مایعات و جامدات با اندازه‌گیری زمان‌های آرامش تک رزونانس‌ها و بر روی از سوی دیگر، مطالعات شیمیایی بر اساس آنالیز شکل نواری طیف‌های NMR در شرایط حالت پایدار ثبت شد. دو زمینه تحقیقاتی برخی از تفاوت‌های اساسی خود را با توسعه روش NMR تبدیل فوریه [3] از دست دادند، که امکان اندازه‌گیری زمان‌های آرامش رزونانس‌های مختلف را به طور همزمان فراهم می‌کند. ه. مطالعه رفتار حرکتی دیفرانسیل بخش‌های مختلف سلول‌های مول، بنابراین ابزار جدیدی در تحلیل‌های ساختاری ارائه می‌کند. به عنوان مثال، اطلاعاتی را می توان با این روش در مورد اهمیت نسبی حرکات کلی و حرکات داخلی به دست آورد [4].

Since the first successful NMR experiments in 1946 it was well appreciated that dynamic processes play an important role in the NMR spectroscopy of bulk matter [1]. Early theories on the dependence of the relaxation parameters Tl and T2 on the motions of nuclear spins were successful in explaining the dipolar broadening of the NMR signal in solids and the motional narrowing in liquids [2]. With the discovery of chemical shifts and spin-spin couplings another type of dynamical process affect­ ing the NMR line shape became apparent, the chemical exchange. As a consequence, dynamical NMR studies split into two groups differing not only in the dynamical topics but also in the method of investigation: physical studies of the motion of spins in liquids and solids by measurement of the relaxation times of single resonances and, on the other hand, chemical studies based on band shape analysis of NMR spectra recorded under steady state conditions. The two fields of research lost some of their basic differences with the development of the Fourier transform NMR method [3], which allows the measurement of relaxation times of different resonances at the same time, i. e. the study of differential motional behavior of different parts of mole­ cules, thus providing a new tool in conformational analyses. For example, informa­ tion can be obtained by this method on the relative importance of overall motions and internal motions [4].