Bruker Data Analysis

Transkript

1 Bruker Data Analysis Stáhněte si program Bruker Data Analysis Viewer ve verzi 4.1 SR1, vydavatelem je firma Bruker: Vytvořte si registraci Přihlaste se, najděte program pod ESI Compass, program prohlíží profilová MS data

2 CompassExport pro mmass nebo CycloBranch Stáhněte si program Compass Xport.EXE soubor ve verzi , vydavatelem je firma Bruker: Vytvořte si registraci Přihlaste se, najděte program pod Compass Tools Ten program dělá to, že vezme nativní Bruker formát (baf) a přeloží ho do texťáku. Ten txt soubor si můžete i sami ručně vytvořit, kdybyste měli jakákoli spektra před sebou v grafické formě. Nainstalujte CompassXport.

3 Zjišťování sumárního vzorce Mějte nainstalovaný CompassXport Stáhněte si MartinMass ( Peak picking, Mass to Formula

4 Vytvořte si peaklist.txt z MS dat File, New From Clipboard Processing, Swap data Mass Calculator: simulace izotopového profilu Mass to Formula: zadejte změřenou hmotnost, přesnost měření (ppm) a generujte složení. Využijte composition rules Využijte hmotnostní defekty, rekalibrace, differences, integrované knihovny, webové nástroje.

5 Cyclobranch Program a manuály jsou ke stažení zde: Nejdříve si otevřete okno Settings, a to je třeba správně vyplnit (viz manuál na webu). Vlevo nahoře se zadává jméno souboru a opět je podporován BAF i TXT. Když Settings vyplníte, pak teprve spouštíte samotný program (RUN).

6 Pokud je problém při spouštění souborů klikněte pravým na "Počítač", dejte "Vlastnosti", "Změnit nastaveni", "Upřesnit", "Proměnné Prostředí", "Systémové Proměnné", proměnná "Path", dejte "Upravit", "Nový", a přidejte cestu, kde je nainstalovaný CompassXport napr. "C:\Program Files (x86)\bruker Daltonik\CompassXport". U Win 7, to "Nový" není a přidává se to nakonec do měněné PATH oddělené středníkem (žádná mezera za středníkem a žádné uvozovky). Všechno potvrďte ok, restartujte PC Kdyby ani toto nepomohlo, pak vytvořte soubor off set PATH=%PATH% del "%~f1_converted*.csv" 2>NUL "%programfiles(x86)%\bruker Daltonik\CompassXport\CompassXport.exe" - mode 4 -a "%~f1" -o "%~f1_converted" 1>NUL copy "%~f1_converted*.csv" "%~f1.csv" 1>NUL del "%~f1_converted*.csv" 2>NUL A vložte ho do adresáře "External/windows".

7 Vodíková data SearchIt Vybrat patřičné databáze Manually Edit Mask Range (-DMSO) Search: Correlation, Euclidean distance, její první derivace, druhá.

8

9

10 docela příjemná veřejně dostupná a docela obsáhlá databáze chemických posunů pro 1H a 13C se dá najít na adrese: /organic/index-chem.htm pod záložkou NMR spectroscopy

11 NMR prohlížení pro fajnšmekry Kdo si chce očichat nefalšované prostředí TOPSPINu, dá se stáhnout po zaregistrování z Brukřích stránek: TopSpin (Win 10, Win 7) Stáhnout (1.3 GB) Požádat o heslo (uložit z displeje) Validace při prvním spuštění, kdyby to nešlo po druhé instalaci to možná chce internet a inaktivovat firewall

12 NMR Topspin License Processing for Academia In order to provide students, researchers and teachers with unlimited access to the best tools for off-line NMR processing, Bruker is making their market leading NMR processing software TopSpin available free of charge for all academic users. In addition to Bruker NMR data, the software is able to process data acquired on Agilent, Varian and Jeol systems, as well as read any data provided in JCAMP format. We are happy to offer you a free Academia license for TopSpin 4 ("Academia license"). Free License For Academia With the following code you can activate your free academia license:

13 Máte k dispozici vodíková spektra dvojmo - v jednom případě olabelované v škále "ppm" z nichž můžete odečíst hodnotu chemických posunů signálů a určit co jsou signály zač. Škála ppm je nezávislá od intensity pole, ve kterém byl vzorek naměřen. Čím silnější pole, tím větší rozdíly ve frekvenci mezi jednotlivými signály (ale korigovaná hodnota v ppm zůstává stejná). Malé hertzové hodnoty interakčních konstant odečtených z multipletů by se ale z ppm škály odečíst dost dobře nedaly. Proto máte ještě 1H spektrum označené i v hertzové škále, abyste si mohli interakční konstanty odečíst.

14 Jak na neznámou strukturu? neexistuje jednotný postup určit molekulovou hmotnost a elementární složení (MS, elementární analýza) naměřit základní NMR experimenty provést interpretaci provést doplňující experimenty vyřešit strukturu

15 Doporučená sada experimentů 1 H NMR, 13 C NMR, COSY, HSQC (HMQC), HMBC další často aplikované experimenty TOCSY, NOESY, ROESY, selektivní experimenty

16 Interpretace NMR experimentů prohlédnout 1D experimenty ( 1 H a 13 C NMR) identifikace převažujícího charakteru látky vyloučení signálů rozpouštědla a nečistot identifikace spinových systémů v molekule přiřazení signálů v 1 H k signálům ve 13 C NMR (HSQC nebo HMQC) určení zbývajících kvarterních signálů srovnání sumárního vzorce vyplývajícího z parciálního přiřazení se známým elementárním složením spojení spinových systémů - interpretace korelací v HMBC spektru návrh struktury, kontrola přiřazení a vztahů zejména v HMBC

17 Cyklosporin A

18 Cyklosporin A 1 H NMR detekuje vodíky v molekule obsahuje vždy zbytkový signál rozpouštědla a signál vody nutné identifikovat a vyloučit z interpretace integrální intenzita je jen relativní číslo, nemusí odpovídat absolutnímu počtu vodíků v molekule

19 1 H NMR při měření v deuterovaných rozpouštědlech s kyselými (vyměnitelnými) deuterii (CD 3 OD, D 2 O), dojde k výměně i kyselých vodíků v molekule analytu za deuterium, a tedy nejsou detekovatelné v 1 H NMR

20

21

22

23

24

25

26 13 C NMR určení počtu uhlíků pozor na symetrické struktury diethylether C 4 H 10 O - ve 13 C NMR jen 2 signály 4-hydroxytoluen C 7 H 8 O - ve 13 C NMR jen 5 signálů 1,4-dichlorobenzen C 6 H 4 Cl 2 - ve 13 C NMR jen 2 signály

27

28

29

30

31

32

33

34 celkem 62 uhlíků 13 C NMR

35 1 H- 13 C HSQC s editací (Heteronuclear single quantum correlation) zobrazuje korelace mezi vodíky a přímo vázanými uhlíky editace rozlišení uhlíků s vázaným sudým nebo lichým počtem vázaných vodíků CH 3 a CH mají stejnou fázi CH 2 mají opačnou fázi

36 1 H- 13 C HSQC s editací umožňuje bilanci přítomných skupin a identifikaci kvarterních uhlíků

37

38 2x CH

39 1x CH

40 10x CH 1x CH 2

41 5x CH 2 1x CH

42 7x CH3

43 2x CH

44 4x CH 1x CH 2

45 17x CH3

46 Bilance 24x CH 3 7x CH 2 20x - CH C 51 H 106

47 13 C NMR + 1 H- 13 C HSQC 13 C NMR 62 uhlíků 1 H- 13 C HSQC C 51 H kvarterních uhlíků v oblasti mezi ppm asi karboxyly C 62 H 106 O 11

48 1 H- 15 N HSQC 4x NH

49 13 C NMR + 1 H- 13 C HSQC + 1 H- 15 N HSQC 13 C NMR + 1 H- 13 C HSQC - C 62 H 106 O 11 1 H- 15 N HSQC N 4 H 4 C 62 H 110 N 4 O 11

50 COSY korelace mezi vodíky obvykle přes 2 a 3 vazby (mohou se vyskytovat i korelace přes více vazeb) identifikace vodíkových spinových systémů

51

52

53

54

55 TOCSY korelace mezi všemi vodíky v rámci stejného spinového systému každá aminokyselina je izolovaným spinovým systémem

56

57

58

59 TOCSY identifikované spinové systémy 4x -CHCH 2 CH(CH 3 ) 2 2x -CHCH(CH 3 ) 2 2x -NHCHCH 3 1x -NHCHCH 2 CH 3 1x -CHCHCH(CH 3 )CH 2 CH=CHCH 3 1x CH 2 -

60 1 H- 13 C HMBC korelace mezi vodíky a uhlíky přes více vazeb obvykle korelace přes 2-3 vazby vhodné pro spojení spinových systémů a identifikaci kvarterních uhlíků

61 Jak funguje HMBC CH 3 O CH 3 Z NH N X O H 3 C CH 3 Šipky označují korelace mezi vodíky a uhlíky

62

63

64

65

66

67

68

69

70

71

72

73 1 H- 15 N HMBC obdoba 1 H- 13 C HMBC korelace mezi vodíky a dusíky přes více vazeb dovoluje identifikovat i dusíky, které nenesou vodíky

74

75 1 H- 15 N HMBC v cyklosporinu dovolilo identifikovat celkem 11 dusíků C 62 H 110 N 4-13 C NMR + 1 H- 13 C HSQC + 1 H- 15 N HSQC C 62 H 110 N 11 O 11

76 1 H NMR - doplnění signál u cca 3.91 ppm 1 vodík - nemá korelaci ani v 1 H- 13 C HSQC ani v 1 H- 15 N HSQC C 62 H 111 N 11 O 11 nesouhlasí s hmotou z MS

77 NMR + MS NMR C 62 H 111 N 11 O ,8465 MS 1202,8492 [M+H] + rozdíl odpovídá jednomu kyslíku C 62 H 111 N 11 O 12

78 Cyklosporin A

79 Kdy je struktura správně?! odpovídající molekulová hmotnost MS odpovídající fragmentační schéma - MS n odpovídající strukturní fragmenty COSY, TOCSY odpovídající HMBC korelace chemické posuny vyhovující struktuře 1 H NMR, 13 C NMR odpovídající integrální intenzita - 1 H NMR

80 Někdo dneska nestíhal?! Aplikovaná NMR spektroskopie (Marek Kuzma) Hmotnostní spektrometrie (Karel Lemr, já)

81 Cestující do Prahy Smlouva s Katedrou analytické chemie UPOL o úhradě cestovních výdajů (Denisa Vlčková nebo Ing. Petra Táborská)