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Abstract zu Diplomarbeit von Martin Schulz-Dobrick
Ziel dieser Arbeit war, Methoden der Festkörper-NMR Spektroskopie zur Strukturaufklärung von supramolekularen Systemen zu entwickeln und zu verbessern. In wasserstoffverbrückten Verbindungen ist die Strukturaufklärung problematisch, da diese Systeme häufig polykristallin vorliegen und durch Röntgenbeugungsmethoden gerade die Wasserstoffpositionen nur schlecht zu bestimmen sind.
Ein Schwerpunkt dieser Arbeit war die Messung von 15N-1H-Abständen in polykristallinen, supramolekularen Festkörpern über rotor-enkodierte dipolare Wiedereinkopplungstechniken (REREDOR, HDOR) unter schnellem MAS. Dazu standen komplexe, vierfach wasserstoffverbrückte Ureido-Pyrimidinon-Derivate zu Verfügung und es konnten Abstände im Bereich von 100 bis 250 pm mit einer Genauigkeit von 1 bis 5 pm gemessen werden.
Weiterhin wurden Techniken entwickelt, mit denen Korrelationsspektren und Abstandsmessungen zwischen Deuteronen (Spin=1) und Spin-1/2-Kernen (15N, 1H, 13C, …) gemessen werden können. Protonen in Wasserstoffbrücken können in der Regel durch einfache Umkristallisation aus deuterierten, protischen Lösungsmitteln selektiv durch Deuterium ausgetauscht werden und können sowohl im Hinblick auf die chemische Verschiebung als auch auf die Dipol-Dipol-Kopplung als Ersatz für 1H verwendet werden.
Zusätzlich wurden 2H-Quadrupolkopplungen an mehrfach deuterierten Verbindungen gemessen.
Ein wichtiger Punkt in dieser Arbeit war auch die Anwendung von quantenchemischen Methoden zur Berechnung von Strukturen und Quadrupolkopplungen in wasserstoffverbrückten Systemen.
The target of this work was the development and improvement of solid state NMR spectroscopy methods for structure determination in supramolecular systems. Hydrogen-bonded compounds often lack crystallinity and diffraction methods are inapplicable. Furthermore, hydrogen positions are in general difficult to measure with x-ray diffraction.
In this work, 15N-1H-distances were measured in polycrystalline, supramolecular solids using rotor-encoded dipolar recoupling techniques (REREDOR, HDOR) under fast MAS. The measurements were performed on complex, quadruply hydrogen-bonded ureido-pyrimidinone derivatives and distances between 100 and 250 pm could be measured with an accuracy of 1 to 5 pm.
Another topic was the development of techniques, with which correlation spectra and distances can be measured between deuterons (spin=1) and spin-1/2-nuclei (15N, 1H, 13C, ...). Protons in hydrogen-bonds can be replaced with deuterons by simple recrystallization from deuterated, protic solvents.
Additionally, 2H quadrupolar coupling constants of multiple deuterated compounds were determined.
An important feature of this work was the application of quantum-chemical methods to calculate structures and quadrupolar coupling constants of the hydrogen-bonded systems.
