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Issue
J. Chim. Phys.
Volume 95, Number 2, February 1998
Page(s) 366 - 376
DOI http://dx.doi.org/10.1051/jcp:1998146
DOI: 10.1051/jcp:1998146


J. Chim. Phys. Vol. 95, N°2  p. 366-376

Determination of the 17O quadrupolar coupling constant and of the 13C shielding tensor anisotropy in solution for molecules containing a COOH group. NMR relaxation study and theoretical calculations

P. Rubini1, D. Champmartin1 and X. Assfeld2

1  Laboratoire d'Étude des Systèmes Organiques et Colloïdaux, LESOC, UA 406 du CNRS, Université Henri Poincaré-Nancy I, BP. 239, 54506 Vandoeuvre-lès-Nancy, France
2  Laboratoire de Chimie Théorique, UA 510 du CNRS, Université Henri Poincaré-Nancy I, BP. 239, 54506 Vandoeuvre-lès-Nancy, France

Abstract
The shielding anisotropy (SA) of the 13C-nucleus $\Delta \sigma$ in COOH groups of some molecules could be deduced, in solution, from the measurements of the relaxation time T 1 for different values of the magnetic field (contribution of the SA mechanism to the total relaxation rate) and from the determination of the reorientational correlation time of these species. $\Delta \sigma$ was determined in function of the solvent for benzoic acid, in function of pH for glycine and for free and bound (to Mg 2+) ethylene diamine tetraacetate (EDTA) ion. For benzoic acid dissolved in benzene the results were compared to those obtained in an aqueous solution and in the solid state, and in diamine tetraacetate (EDTA) ion. For benzoic acid dissolved in benzene the results were compared to those obtained in an aqueous solution and in the solid state, and in order to try to explain the observed variations, theoretical calculations of $\Delta \sigma$ were performed. 17O NMR allowed us also to obtain the 17O quadrupolar coupling constant.

Résumé
A partir de l'étude de la variation du temps de relaxation T 1 en fonction de la fréquence (contribution, à la relaxation totale, du mécanisme dû à l'anisotropie du tenseur d'écran) et de la connaissance du temps de corrélation de réorientation de ces espèces, nous avons pu atteindre la valeur de l'anisotropie du tenseur d'écran $\Delta \sigma$ du noyau 13C des groupes COOH de quelques molécules, en solution. Nous avons déterminé $\Delta \sigma$ pour une même molécule dans différentes conditions : en fonction du solvant (acide benzoïque ), du pH (glycine) et de la présence ou non d'un cation (éthylène diamine tétraacétate : EDTA). Pour l'acide benzoïque dissous dans le benzène nous avons comparé nos résultats à ceux obtenus en phase aqueuse et à l'état solide. Pour tenter d'expliquer les écarts observés, nous avons effectué des calculs théoriques de $\Delta \sigma$. La RMN de l'oxygène-17 nous a permis également d'obtenir la constante de couplage quadripolaire de ce noyau.


Key words: 13C and 17O NMR -- Shielding anisotropy -- Quadrupolar coupling constant -- Carboxylic group
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© EDP Sciences 1998