Çoklu-kuantum ÇMR spektroskopisinde 1- ve 2-boyutlu bazı deneylerin çarpım işlemci kuramı ile tanımlanmaları ve bilgisayar benzetişimleri

Abstract

IV ÖZET (ÇOKLU-KUANTUM ÇMR SPEKTROSKOPİSİNDE 1- VE 2-BOYUTLU BAZI DENEYLERİN ÇARPIM İŞLEMCİ KURAMI İLE TANIMLANMALARI VE BİLGİSAYAR BENZETİŞİMLERİ) Bilindiği üzere son 20 yılda, büyük spin sistemlerine uygulanan bir- ve iki-boyutlu ÇMR çok-pulslu deneylerinin tam bir çözümlenmesi için kuantum mekaniksel bir yöntem olan çarpım işlemci kuramı kullanılmaktadır. Bu çerçevede çalışmamız, başlıca iki grupta sınıflandırılabilir, tik grupta, zayıf çiftlenimli ISn (1=1/2, S=l/2, 1 ve 3/2; n=l, 2, 3) spin sistemleri için çarpım işlemci kuramı kullanılarak bazı bir-boyutlu (IB) ve iki-boyutlu (2B) ÇMR deneylerinin analitik tanımlanmaları yer almaktadır. İkinci grupta, hesaplanan sonuçlar göz önüne alınarak Maple programı, ÇMR benzetişim spektrumlarını elde etmek için kullanılmıştır. Bu amaçla, bu çalışmanın ilk kısmında Ix, Iy, IXSZ ve IySz çarpım işlemcileri üzerinde radyofrekans, kimyasal kayma ve spin-spin çiftlenim Hamiltoniyenlerinin etkilerinin hesaplamaları sunulmuştur. Çalışmamızın ikinci ve üçüncü kısımlarında, çarpım işlemci kuramı kullanılarak, zayıf çiftlenimli IS` (1=1/2, S=l/2; n=l, 2, 3) spin sistemi için 1B-PENDANT (Polarization Enhancement Nurtured During Attached Nucleus Testing) ÇMR deneyinin analitik tanımlanması yapılmış ve estrone-3-metil ether molekülünde Maple programı çerçevesinde geliştirdiğimiz ana programla benzetişim spektrumları elde edilmiştir. Zayıf çiftlenimli IS` (1=1/2, S=3/2; n=l, 2, 3) spin sistemleri için 1B-DEPTQ (Distortionless Enhancement by Polarization Transfer Including the Detection of Quaternary Nuclei) ÇMR deneyi analitik olarak tanımlanmış ve halometan bileşiklerinin ÇMR benzetişim spektrumları verilmiştir. Ayrıca, 2B-INEPT (Insensitive Nuclei Enhanced by Polarization Transfer) ÇMR deneyi, zayıf çiftlenimli IS` (1=1/2, S=3/2; n=l, 2, 3) spin sistemleri için analitik olaraktanımlanmıştır ve [(CH3)3SnCl] (IS), [(CH3)2 SnCl2] (IS2) ve [CH3SnCl3)] (IS3) molekülleri için ÇMR benzetişim spektrumları verilmektedir. Öte yandan, literatürde çarpım işlemci kuramı kullanılarak elde edilen analitik tanımlanmaları ve deneysel çalışmaları var olan zayıf çiftlenimli ISn (1=1/2, S=î; n=l, 2, 3) spin sistemleri için 2B-J-Çözümlü ÇMR deneyinin benzetişim spektrumları yapılmıştır. Deneysel spektrumlarla, benzetişim spektrumları uyuşum içindedir. Böylece, geliştirdiğimiz ana programın doğruluğu kanıtlanmıştır. Son olarak, 2B-SEMUT (Subspectral Editing with a Multiple Quantum Trap)-J- Çözümîü denilen puis dizisinin, zayıf çiftlenimli IS` (1=1/2, S=3/2; n=î, 2, 3) spin sistemleri için çarpım işlemci kuramı kullanılarak analitik tanımları yapılmıştır ve C[B(Me)2]3C[B(Me)2]2C[(BMe)2]3 bileşiği için ÇMR spektrumlarının benzetişimleri gerçekleştirilmiştir. ANAHTAR KELİMELER: Çarpım işlemci kuramı, IB-PENDANT, 1B-DEPTQ, 2B-INEPT, 2B-J-Çözümlü ve 2B-SEMUT-J-Çözümlü ÇMR puls dizileri.

VI ABSTRACT (SIMULATIONS AND DESCRIPTIONS OF SOME 1- AND 2- DIMENSIONAL EXPERIMENTS IN MULTIPLE-QUANTUM NMR SPECTROSCOPY BY USING PRODUCT OPERATOR THEORY) It is well-known that in the last two decades the product operator theory which is a quantum mechanical method has been used for a full analysis of one- and two- dimensional NMR multiple-pulse experiments applied to large spin systems. In this framework, our work can be mainly classified in two groups. In first group, the descriptions analytically of one-dimensional (ID) and two dimensional (2D)- NMR experiments for weakly coupled ISn (1=1/2, S=l/2, 1 and 3/2; n=l, 2, 3) spin systems by using product operator theory have been taken part. In second group, Maple program has been used to obtain the simulated NMR spectra by considering the results calculated. For this purpose, in the first part of this work the calculations of the effects of radiofrequency, chemical shift and spin-spin Hamiltonians on the product operators Ix, Iy5 Ix$zand IySz have been presented. In the second and third parts of our work the ID- PENDANT (Polarization Enhancement Nurtured During Attached Nucleus Testing) NMR experiment for weakly coupled ISn (1=1/2, S=l/2; n=l, 2, 3) spin systems has been analytically described by using the product operator theory and the simulated spectra have been obtained in the molecule estrone-3 -methyl ether by using the main program which we developed in the framework of the Maple program. For weakly coupled ISn (1=1/2, S=3/2; n=l, 2, 3) spin systems the 1D-DEPTQ (Distortionless Enhancement by Polarization Transfer Including the Detection of Quaternary Nuclei) NMR experiment has been analytically described and the simulated NMR spectra of halomethane compound have been given. Furthermore, the 2D- INEPT (Insensitive Nuclei Enhanced by Polarization Transfer) NMR experiment has been analytically described for weakly coupled (1=1/2, S=3/2; n-1, 2, 3) spin systems by using product operator theory and the simulated NMR spectravıı have been given for the molecules [(CH3)3SnCl] (IS), [(CH3)2 SnCi2] (IS2) and [CH3SnCl3)] (IS3). On the other hand, the simulated spectra of 2D-J-Resolved NMR experiment for weakly coupled ISn (1=1/2, S=l; n=l, 2, 3) spin systems that their analytical descriptions obtained by using product operator theory and experimental works existed in literature have been performed. The simulated spectra are in a very good agreement with the experimental spectra. Thus, the justification of the main program which we developed has been proved. Finally, the pulse sequence called 2D- SEMUT (Subspectral Editing with a Multiple Quantum Trap)-J-Resolved for weakly coupled ISn (1=1/2, S=3/2; n=l, 2, 3) spin systems has been described analytically by using product operator theory and the simulations of NMR spectra have been performed for the compound C[B(Me)2]3C[B(Me)2]2C[(BMe)2]3. KEY WORDS: Product operator theory, ID-PENDANT, 1D-DEPTQ, 2D-INEPT, 2D-J-Resolved and 2D-SEMUT-J-Resolved NMR pulse sequences.