Development of resolution-enhanced NMR techniques for improved small-molecules structural analysis

Abstract

La presente tesis doctoral se centra en el estudio de técnicas de mejora de resolución de la espectroscopía por Resonancia Magnética Nuclear (RMN) para una más simple y precisa elucidación estructural de moléculas pequeñas. El trabajo se ha presentado como un compendio de siete publicaciones escritas para diversas prestigiosas revistas científicas. Las publicaciones desarrollan en profundidad la aplicación de las mejoras de resolución para i) una medida precisa y eficiente de las constantes de acoplamiento tanto homo- como heteronucleares e ii) la optimización de las medidas de parámetros anisotrópicos a través de medios débilmente alineados. Estos dos tópicos se desarrollan mediante:

1. La aplicación de modernas técnicas de RMN para la mejora de laresolución, tanto digital como de señal, en experimentos 2D sin comprometer el tiempo experimental. 2. El diseño de nuevas secuencias de pulsos para la medida de conectividades de largo alcance heteronuclear. 3. La implementación de secuencias de pulsos ya existentes y el diseño de nuevas para el estudio de muestra en medio aniostrópicos. 4. El estudio de nuevos métodos en RMN para la discriminación mediante parámetros anisotrópicos. 5. La aplicación de protocolos para la automatización y simplificación de las medidas de contantes de acomplamientos en medio isotrópicos y anisotrópicos.

The present doctoral thesis is focused on the study of resolution-enhanced techniques for Nuclear Magnetic Resonance (NMR) spectroscopy in order to achieve a simpler and more precise structural elucidation of small molecules. The work has been presented as a compendium of seven publications written in several prestigious scientific journals. The publications develop in depth the application of resolution improvements for i) a precise and efficient measurement of homo- and heteronuclear coupling constants and ii) an optimization of anisotropic parameter measurements through weakly aligned means. These two topics are developed by:

1. The practical implementation of modern NMR techniques to improve the digital and signal resolution of 2D experiments without compromising the experimental time. 2. The design of improved pulse sequences to achieve the measurement of longer- range heteronuclear connectivities. 3. Implementation of novel NMR approaches to study samples in anisotropic environments, as well as the design of new pulse sequences adapted to the experimental measurement of NMR parameters in these media. 4. Evaluation of new NMR strategies for efficient structure discrimination using anisotropic NMR parameters. 5. Application of protocols for the easy automatization and measurement of coupling constants in isotropic and anisotropic media.