Способ идентификации химических соединений

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 19) Б 50 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ЧЕСКИХ СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ(54) СПОСОБ ИДЕНТИФИКАЦИИ ХИМИСОЕДИНЕНИЙ(57) Изобретение относится к изметельной технике и позволяет провообнаружение химических соединенийпомощью метода ядерного квадрупол ного резонанса (ЯКР), Сущность изобретения состоит в двухчастотном воздействии на анализируемый твердыйматериал. Для этого вещество облучаютсерией радиочастотных импульсов. Сигнал индукции, появляющийся после каждого импульса, многократно суммируется. Точность обнаружения веществаопределяется по эффекту захватат.епо изменению амплитуды сигналаиндукции при двухчастотном воздействии (воздействии на образец основноймногоимпульсной серии, создающей регистрирующий сигнал ЯКР на даннойчастоте, и насьпцающего импульса надругой частоте, действующего в интервале между первым и вторым импульсами основной серии),1303Изобретение относится к ядерномуквадрупольному резонансу и может бытьиспользовано для анализа материаловс помощью метода ядерного квадрупольного резонанса (ЯКР).5Цель - повышение экспрессностиспособа и возможности однозначногоопределения химического соединенияв многокомпонентном образце,На многоуровневую квадрупольную сис тему многокомпонентного образца воздей-,ствуют одночастотной многоимпульснойсерией импульсов радиочастотного поля сподготовительным импульсом, сдинутымйо фазе на 90 относительно других 15+90 ис- ( - с- ь ), где с- длительность импульса; ь - временной интервал между импульсом в серии о Т(Т - время спин-спиновой релаксации 202системы); и - номер импульса в серии.При совпадении частоты заполнения серии 3, с частотой одного из переходовквадрупольной системы возникают сигналы ЯКР (в данном случае сигнал эхо)25Увеличение отношения сигнал/шум длятаких сигналов эхо производится путем накопления сигналов эхо с шумомпосле каждого импульса. После быстрого обнаружения сигнала ЯКР на частоте 1, из банка данных ЯКР запрашиваются сведения о возможных химических соединениях, в спектре которыхимеется частота 1, . Наличие двух частот ЯКР 1, и 1 , принадлежащих одному 35химическому соединению, позволяет егоидентифицировать. Для уточнения значения 1 на образец воздействуют двухчастотной серией, состоящей из основной многоимпульсной серии одинаковых 40импульсов с подготовительным импульсом, сдЪинутым по фазе на 90 отноосительно других на частоте 1 (с901 Ьтт(о - с - с ) ) и насыщающего имв45пульса на частотена смежном переходе, действующим после первогоподготовительного импульса (длительность этого насыщающего импульса).При совпадении частоты ) с частотойЯКР химического соединения сигналЯКР на частоте 1 изменяется по ин"тенсивности, т.е. наблюдается эффектзахвата1 ф тВ случае спина 1ЯКР азота Мпри действии на частоте ч и ч (где554 и 1 - высокочастотный и низкочастотный квадрупольные переходы)происходит ослабление сигналов. Од 9152ночастотная и двухчастотная серии действуют за время периода (время цикла) йс ( Т, (Т - время спин-решеточных релаксаций), Время между одно- частотной и двухчастотной сериями с = (3-5) Т Время цикла с определяется числом импульсов п в серии, временем между импульсами 2 (Т ).В случае действия многоимпульсной серии происходит переход вектора намагниченности ядерной индукции во вращающуюся систему координат. При этом возникает незатухающий сигнал ЯКР за счет действия радиочастотных импульсов. Действие насьпцающего импульса на смежном переходе приводит к насьпцению перехода, изменению разности населенностей уровней, нарушает фазовую когерентность прецессирующих спинов во вращающейся системе координат, тем самым уменьшая интенсивность сигнала. П р и м е р. При исследовании смеси азотсодержащих веществ наблюдались сигналы ЯКР на частотах= 4,929 МГц, 1 = 3,757 МГц,2,913 МГц,= 2,347 МГц при 7 К. Диапазон частот ЯКР азотсодержащих соединений 05-5 МГц. Полное время поиска сигналов г. приЬГ = 5 кГц и время включения серии через 2 мин составляет 30 ч (ь Г - ширина линии ЯКР) .Данные частоты принадлежат нитриту натрия МаМО и мочевине СО(МН) , Для поиска конкретного вещества, напримерМаМО, подвергаем образец воздействию на частоте 1 = 4,929 МГц. При обнаружении сигнала ЯКР обращаемся к банку данных, Данная частота ЯКР может входить в спектр двух соединений МаМО 9 и С Н МО. Частоты МаМО при 77 К4,929 МГц, 1 = 3,757 МГц. В С Н 1 МО 1+ = 4,930 МГц, 1 = 2,6072. Частоты т этих соединений попадают в полосу пропускания спектрометра ЯКР. Ширина линии ЯКР достигает несколько килогерц. Для точного определения вещества необходимо пройти весь спектр. Это связано с тем, что в случае смеси соединений их частоты в спектре образуют сложную картину и некоторые частоты спектров других соединерий могут попацать на частоту 1 МаМО . Поэтому одночастотное обнаружение сигнала на частоте т = 3,757 МГц не является указанием на обнаружение МаМО . Воздействие двухчастотной серии описанной вьппе при 1, = 1+, 1 =привоФормула и зо бр ет ения Составитель С.ВарламовРедактор А;Долинич Техред А.Кравчук Корректор С, Черни Заказ 1302/44 Тираж 777 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5.Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4. 3дит к резкому ослаблению сигнала ЯКР на частоте 1 (" эффект захвата") . Это позволяет уверенно утверждать, что эти две частоты принадлежат одному соединению. 5Использование двухчастотного способа идентификации химических соединений позволяет производить быстрое однозначное. определение конкретного химического соединения по двум час- Ю тотам ЯКР. В этом случае нет необходимости получения спектра ЯКР во всем диапазоне возможных частот и последующего анализа спектра. Это сокращает время для поиска конкретного хи мического соединения, имеющего в спектре ЯКР данные две частоты. Данный метод может найти применение в химии, химической промышленности, в геологии при анализе многокомпонент ных смесей. Способ идентификации химических 25соединений, включающий поиск одной 4из линий , спектра ЯКР исследуемого образца путем воздействия на него многоимпульсной одночастотной серией Р адиоимпульсов с подготовительным имо пульсом, сдвинутым по фазе на 90 относительно последующих, о т л и ч а - ю щ и й с я тем, что, с целью повышения экспрессности способа и возможности однозначного определения химического соединения в многокомпонентном образце, в банке данных ЯКР выбирают химические соединения, спектры которых содержат компоненту на найденной частотедля каждого из выбранных соединений в банке данных находят вторую частоту 1 , связанную общим энергетическим уровнем с 1 воздействуют на образец высокочастотным полем на частоте 1, в виде серии ра,диоимпульсов и насыщающим импульсом на частоте 1 в интервале между первым и вторым импульсом указанной серии, и по изменению сигнала ЯКР на частоте , судят о наличии в образце химического соединения с резонансными частотами ЯКР 1, и.