HỘP ĐEN NMR

Nhiều người đến với NMR đơn giản chỉ để tìm câu trả lời cho những câu hỏi đại loại như:

• Chất này là chất gì ?
• Chất này có phải là Vitamin A không ?

Chứ hoàn toàn không muốn đau đầu với những khái niệm như Spin, Fourier, Larmor, CS, J-coupling, COSY, ...

Lại có những người cả đời mới cần đến NMR 1-2 lần. Thật vô lý nếu bắt họ phải đau đầu với những khái niệm rắc rối của NMR.

Với những đối tượng kiểu như trên, mong muốn khát khao cho họ là có một "hộp đen" để thả mẫu hay thả phổ NMR vào một phía và nhận câu trả lời mong muốn ở phía kia của hộp đen, không phải đau đầu với những khái niệm rắc rối của NMR. 

Bài viết này sẽ giới thiệu và tặng một chiếc "hộp đen" như vậy cho những người không muốn đau đầu với những khái niệm rắc rối của NMR. 

Việc duy nhất phải làm là hãy kiên nhẫn đọc cho hết bài này rồi lặng lẽ làm theo hướng dẫn.

NMRHanoi đã tìm hiểu và thử một số "hộp đen NMR", trong đó có ACD (của ACD lab), Mnova (của MestresC Lab) và CMC (của Bruker BioSpin). Các "hộp đen NMR" có thể là miễn phí (free) hoặc miễn phí có điều kiện, nhưng phần lớn là phải mua. Thường thì các dạng "Hộp đen NMR" sẽ bao gồm gói miễn phí với chức năng hạn chế, để "mồi" cho người dùng thử, và gói thương mại (phải mua bản quyền). Đối với phần mềm yêu cầu bản quyền lại chia ra: Bản quyền có thời hạn, bản quyền vĩnh viễn, bản quyền cho cá nhân, bản quyền cho nhóm, cho trường, viện.

Mỗi "Hộp đen NMR" có những cái hay, cái dở nhất định. Việc chọn "hộp đen" nào để khai thác phụ thuộc yêu cầu, kinh nghiệm, khả năng kinh phí của từng người. Dưới đây, NMRHanoi sẽ giới thiệu công cụ CMC-A (Bruker) thông qua một số ví dụ.

Ví dụ 1: Phân tích phổ của chất đã biết (gán phổ) - Đây là bái toán NMR khá phổ biến.
- Chất: Alpha Ionon
- Dữ liệu đầu vào: Phổ 1H NMR thực nghiệm và hình vẽ cấu trúc phân tử
- Thử chức năng: Tự động phân tích phổ 1H NMR thực nghiệm.

Kết quả chính:

Giải thích kết quả:

• Phía trái hình: Bên trên là cấu trúc phân tử. Người dùng tự vẽ ngay trên công cụ vẽ cấu trúc của CMC hoặc lấy về từ các cơ sở dữ liệu cấu trúc phân tử rất sẵn trên internet. Ở phần giữa hình bên trái lần lượt là 4 ô, xếp thành 2 hàng, gồm giá trị CS (ppm) trên phổ, giá trị CS dự đoán, số thứ tự nguyên tử (#) và độ lớn hằng số J. Bên dưới cùng hình phía trái là đánh giá chung về kết quả phân tích: Status: đạt hay không, thể hiện vừa bằng ký hiệu, bằng chữ và bằng màu.
• Phía phải hình: Trên cùng là 8 ô hiện các thông số phân tích, bên dưới là phổ 1H NMR. 
• Để xem kết quả, có thể đặt con trỏ lên tín hiệu phổ ở bên phải để tìm nguyên tử tương ứng trên công thức cấu trúc ở bên trái hoặc ngược lại, đặt con trỏ vào các vị trí nguyên tử trên hình vẽ cấu trúc phân tử để xem tín hiệu phổ tương ứng. Trong cả 2 trường hợp, nguyên tử trên hình cấu trúc phân tử và tín hiệu phổ tương ứng với nguyên tử này sẽ cùng đổi màu (vàng) và các ô tham số phổ sẽ hiển thị giá trị tham số (số thứ tự nguyên tử, giá trị CS, J, vạch bội.
• Trên hình minh họa phía trên, con trỏ được đặt vào tín hiệu vạch bội vùng 6.6ppm của phổ, trên tín hiệu xuất hiện hình elip màu vàng, đồng thời vị trí H tương ứng trên công thức phân tử ở phía trái cũng tự động xuất hiện hình tròn màu vàng đối với vị trí được gán (vị  trí #2) và các tham số gán xuất hiện trên 08 ô tương ứng ở phía trên phổ. 

 

• Trên hình minh họa bên dưới, con trỏ được đặt vào vị trí #2 của công thức cấu trúc, hình tròn màu vàng xuất hiện với vị trí này, đồng thời ở tín hiệu được gán tương ứng trên phổ cũng lập tức xuất hiện hình elip màu vàng và các giá trị gán hiện trên 04 ô ở phía dưới, bên trái hình. 
• Trong ví dị trên hình, kết quả gán được đánh giá là Phù hợp (Status: Consistence), với chữ hiện màu xanh lá cây và dấu tick OK. 

Trong ví dụ này, chúng ta dự đoán hoặc kỳ vọng hoặc biết trước cấu trúc của chất đo phổ NMR, và kết quả chỉ ra là "đúng nó". Nếu vẫn với phổ này, chúng ta dự đoán sai cấu trúc, chọn một cấu trúc sai ít hoặc sai nhiều so với Alpha Ionon, "hộp đen" vẫn có thể gán được, nhưng kết luận Status sẽ là màu đỏ, không phù hợp.

(Xem video tại: https://www.youtube.com/watch?v=QMpLROq8ssE&t=142s)