Comprendre la RMN
James Keeler
Presses polytechniques et universitaires romandes
Préface
v
Préface à la première édition
vi
1 De quoi traite ce livre ?1
1.1 Comment ce livre est-il organisé ?2
1.2 Domaine de portée et limitations3
1.3 Contexte et lectures supplémentaires3
1.4 Ressources en ligne4
1.5 Liste des abréviations et acronymes et éventuelle traduction4
2 Mise en place du décor5
2.1 Les fréquences RMN et les déplacements chimiques5
2.2 Largeurs des raies, formes des pics et intégrales9
2.3 Couplage scalaire10
2.4 L'expérience RMN de base13
2.5 Fréquences, oscillations et rotations16
2.6 Photons20
2.7 Allons de l'avant21
2.8 Lectures complémentaires21
2.9 Exercices22
3. Niveaux d'énergie et spectre RMN23
3.1 Le problème de l'approche des niveaux d'énergie24
3.2 Introduction à la mécanique quantique26
3.3 Le spectre pour un spin32
3.4 Ecrire l'hamiltonien en unité de fréquence34
3.5 Les niveaux d'énergie pour deux spins couplés35
3.6 Le spectre de deux spins couplés39
3.7 Trois spins41
3.8 Résumé45
3.9 Lectures complémentaires45
3.10 Exercices46
4 Le modèle vectoriel49
4.1 L'aimantation globale49
4.2 La fréquence de Larmor52
4.3 Détection53
4.4 Impulsions54
4.5 Impulsions en résonance59
4.6 Détection dans le référentiel tournant62
4.7 L'expérience basique « impulsion-acquisition »62
4.8 Calibration des impulsions63
4.9 L'écho de spin65
4.10 Impulsions de phases différentes68
4.11 Effets hors résonance et impulsions sélectives69
4.12 Aller de lavant73
4.13 Lectures complémentaires73
4.14 Exercices74
5 Transformée de Fourier et traitement des données79
5.1 Comment fonctionne la transformée de Fourier ?80
5.2 Représenter le FID84
5.3 Forme des raies et phase85
5.4 Manipuler le FID et le spectre92
5.5 Zero filling101
5.6 Troncation102
5.7 Lectures complémentaires103
5.8 Exercices104
6 La mécanique quantique pour un spin107
6.1 Introduction107
6.2 Superpositions d'états108
6.3 Quelques outils de mécanique quantique109
6.4 Calcul de l'aimantation globale115
6.5 Résumé120
6.6 Evolution temporelle121
6.7 Impulsion RF126
6.8 Pour progresser plus rapidement : l'opérateur de densité129
6.9 La cohérence136
6.10 Lectures complémentaires138
6.11 Exercices138
7 Les produits d'opérateurs141
7.1 Opérateurs pour un spin141
7.2 Analyse des séquences d'impulsion dans un système à un spin145
7.3 Accélérer les choses148
7.4 Opérateurs pour deux spins151
7.5 Termes en phase et anti-phase155
7.6 L'hamiltonien pour deux spins159
7.7 Notations pour des systèmes de spins hétéronucléaires160
7.8 Echos de spin et modulation-J158
7.9 Transfert de cohérence168
7.10 L'expérience INEPT169
7.11 La COSY sélective173
7.12 Ordre de cohérence et cohérences à quanta multiple176
7.13 Résumé180
7.14 Lectures complémentaires181
7.15 Exercices181
8 La RMN à deux dimensions185
8.1 Schéma général pour une expérience RMN à deux dimensions186
8.2 Modulation et forme de raie189
8.3 COSY193
8.4 DQF COSY202
8.5 Spectroscopie à double quanta205
8.6 Spectres de corrélation hétéronucléaire210
8.7 HSQC211
8.8 HMQC214
8.9 Corrélation longue distance : HMBC217
8.10 HETCOR222
8.11 TOCSY223
8.12 Discrimination de fréquences et de forme de raies227
8.13 Lectures complémentaires239
8.14 Exercices240
9 Relaxation et NOE243
9.1 Les origines de la relaxation244
9.2 Mécanismes de relaxation251
9.3 Description du mouvement aléatoire - le temps de corrélation254
9.4 Populations262
9.5 Comportement de spins isolés face à la relaxation longitudinale266
9.6 Relaxation longitudinale dipolaire de deux spins271
9.7 Le NOE277
9.8 Relaxation transversale289
9.9 Elargissement homogène et inhomogène304
9.10 Relaxation due à l'anisotropie de déplacement chimique (CSA)308
9.11 Corrélation croisée310
9.12 Résumé315
9.13 Lectures complémentaires316
9.14 Exercices317
10 Sujets avancés en RMN bidimensionnelle323
10.1 Les produits d'opérateurs pour trois spins324
10.2 COSY pour trois spins329
10.3 Multiplets simplifiés dans les spectres COSY334
10.4 Opérateurs de polarisation341
10.5 ZCOSY349
10.6 HMBC351
10.7 Expériences à sensibilité augmentée354
10.8 Expériences à temps constant358
10.9 TROSY363
10.10 Spectroscopie à double quanta d'un système de trois spins371
10.11 Lectures complémentaires379
10.12 Exercices380
11 Sélection de cohérence : cycles de phase et impulsions de gradients de champ385
11.1 Ordre de cohérence386
11.2 Chemins de transfert de cohérence391
11.3 Discrimination de fréquence et forme de raie393
11.4 La phase du récepteur396
11.5 Introduction aux cycles de phase399
11.6 Quelques « trucs » pour les cycles de phase401
11.7 Suppression des pics axiaux407
11.8 CYCLOPS408
11.9 Exemples pratiques de cycles de phase409
11.10 Remarques conclusives au sujet des cycles de phase413
11.11 Introduction aux impulsions de gradient de champ414
11.12 Caractéristiques de la sélection basée sur les gradients422
11.13 Exemples utilisant des impulsions de gradient426
11.14 Avantages et désavantages de la sélection de cohérence par les gradients431
11.15 Suppression des cohérences à zéro quantum432
11.16 Excitation sélective grâce aux gradients437
11.17 Lectures complémentaires441
11.18 Exercices441
12 Spins équivalents et analyse de systèmes de spins445
12.1 Couplages forts dans une système de deux spins446
12.2 Equivalences chimique et magnétique450
12.3 Les produits d'opérateurs pour les systèmes de spins AXn (InS)454
12.4 Echos de spins dans les systèmes de spins InS459
12.5 INEPT dans un système de spins InS463
12.6 DEPT466
12.7 Analyse des systèmes de spins472
12.8 Lectures complémentaires482
12.9 Exercices483
13 Le fonctionnement du spectromètre489
13.1 L'aimant489
13.2 La sonde492
13.3 L'émetteur492
13.4 Le récepteur494
13.5 Digitalisation du signal495
13.6 Détection quadratique497
13.7 Le programmateur d'impulsions499
13.8 Lectures complémentaires499
13.9 Exercices500
A Quelques sujets mathématiques501
A.1 Les fonctions exponentielles et logarithmiques501
A.2 Nombres complexes503
A.3 Identités trigonométriques505
A.4 Lectures complémentaires507
Index509