Resonancia magnética nuclear de líquidos de protón y carbono 13 con experimentos bidimensionales

Fundamento

Los núcleos con espín, como el protón y el carbono 13, colocados en un campo magnético intenso, absorben energía de radiofrecuencia a una frecuencia que depende del entorno electrónico de cada átomo: el desplazamiento químico. Un pulso excita todos los núcleos a la vez y la señal que decae se transforma por Fourier en el espectro. En el espectro de protón, cada señal informa el entorno por su desplazamiento, la cantidad de núcleos por el área integrada y los vecinos por el patrón de acoplamiento y sus constantes; en el de carbono 13, desacoplado de protón, cada carbono da una señal. Los experimentos bidimensionales resuelven la conectividad: el COSY correlaciona protones acoplados entre sí, el HSQC vincula cada protón con el carbono al que está unido, el HMBC muestra correlaciones a dos y tres enlaces y arma el esqueleto, y el NOESY informa qué núcleos están cerca en el espacio, con lo que se define la estereoquímica. La resonancia cuantitativa se hace con tiempos de repetición largos, para que todos los núcleos relajen por completo, y con un patrón interno certificado: como la señal es proporcional al número de núcleos y no depende de la respuesta de un detector frente a cada compuesto, se cuantifica un analito contra un patrón que no tiene nada que ver con él, y por eso es un método primario de relación.

Analito (qué se mide)

Estructura y pureza de compuestos orgánicos: desplazamientos químicos, constantes de acoplamiento y correlaciones

Matriz (en qué muestra)

Compuestos orgánicos puros; extractos de plantas; principios activos y sus impurezas; polímeros; productos de síntesis; metabolitos

Equipamiento necesario¿Dónde lo compro?

Espectrómetro de resonancia magnética nuclear de 300 a 600 MHz con imán superconductor, sonda de detección directa o inversa y unidad de temperatura variable; sistema de llenado de nitrógeno y helio líquidos; estación de procesamiento con software de análisis y de simulación de espectros.

Reactivos¿Dónde lo compro?

Solventes deuterados (cloroformo, dimetilsulfóxido, metanol, agua deuterada) con tetrametilsilano como referencia; patrones internos certificados para cuantificación (maleato de dimetilo, ácido benzoico, maleimida).

Material de laboratorio¿Dónde lo compro?

Tubos de resonancia de 5 mm de pared uniforme; filtros y pipetas Pasteur; balanza analítica de cinco o seis decimales.

Consumibles¿Dónde lo compro?

Solventes deuterados; tubos; nitrógeno y helio líquidos.

Unidad

1 · ppm de desplazamiento químico · Hz de constante de acoplamiento · % de pureza en la modalidad cuantitativa

Rango de referencia

Protones entre 0 y 12 ppm y carbonos entre 0 y 220 ppm; la modalidad cuantitativa alcanza exactitudes del 0,5 al 2 % en pureza; los experimentos bidimensionales de rutina llevan de minutos a horas

Norma que lo exige

La Farmacopea Argentina y las farmacopeas internacionales, que aceptan la resonancia magnética nuclear para identificación y para valoración; las guías ICH Q6A y Q3A para la caracterización de principios activos e impurezas; los proyectos de investigación de la Agencia I+D+i y del CONICET; las revistas científicas, que exigen los espectros como prueba de la estructura de un compuesto nuevoargentina e internacional

Norma que describe la técnica

USP <761> para la resonancia magnética nuclear y <1761> para sus aplicaciones; Farmacopea Europea 2.2.33; las recomendaciones de la IUPAC sobre presentación de datos de resonancia magnética nuclear; las guías del consorcio de metrología química sobre resonancia cuantitativa como método primario de relaciónargentina e internacional

Edición y vigencia de la norma

USP <761>, USP-NF 2024; Farmacopea Europea 2.2.33, 11.ª edición

Volumen de muestra

5 a 20 mg de muestra para protón y 30 a 100 mg para carbono 13 en 0,6 mL de solvente deuterado; con criosonda alcanza menos de 1 mg

Conservación y transporte

La muestra tiene que estar bien seca y completamente disuelta, y filtrada de cualquier partícula: un sólido en suspensión o una traza de agua ensanchan las señales y arruinan la resolución. Los solventes deuterados absorben humedad y se guardan en ampollas o con tamiz molecular. El tubo tiene que ser de pared uniforme y estar limpio por fuera. Se registran siempre el solvente, la frecuencia del equipo y la referencia usada, porque los desplazamientos dependen de ellos.

Límite de detección típico

Del orden de 0,1 a 1 % molar de una impureza en protón; menor con criosonda y con acumulación prolongada

Incertidumbre típica

±0,5 a 2 % relativo en la resonancia cuantitativa con patrón interno certificado

Área

Química analítica; Farmacéutico; Materiales/industrial

Fecha de última actualización: 9/9/2026