Structural studies of poly-crystalline and non-crystalline materials by solid state NMR using partial isotopic enrichment

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In der hochauflösenden Festkörper-NMR sind in den vergangenen Jahren zahlreiche Methoden entwickelt worden, die grundsätzlich modellfreie Strukturbestimmung an pulverförmigen Proben gestatten, basierend auf der Ausnutzung direkter dipolarer Kopplungen. Die Mehrzahl der bisher berichteten Anwendungen derartiger Methoden zur Strukturaufklärung ist im Bereich der biochemischen Fragestellungen angesiedelt und benutzt vollständig 13C und/oder 13C,15N angereicherte Proben. Für diese Strategie lassen sich vorteilhaft biochemische Synthesemethoden zur Probenpräparation nutzen, allerdings ist es dann häufig nicht möglich die Spindynamik der zu Grunde liegenden, ausgedehnten 13C Spinsysteme modell- und zweifelsfrei zu analysieren. Andererseits wäre die Synthese selektiv 13C angereicherter biochemischer Proben meist unrealistisch aufwändig. Das Anliegen dieses Vorhabens ist es daher, experimentelle Festkörper-NMR Strategien zu entwickeln, die dieses Dilemma beheben sollen. Wir erwarten, dass Festkörper-NMR Experimente an Proben mit geringer, statistisch verteilter 13C Markierung praktikable biochemische Synthesemethoden erfordern - und gleichzeitig experimentelle NMR Daten liefern können, die vollständig und zweifelsfrei zu analysieren sind. Unsere Strategie soll Alternativen und verbesserte Protokolle für die modellfreie Strukturbestimmung mittels NMR an pulverförmigen Proben bereitstellen, unter besonderer Berücksichtigung biochemisch relevanter Strukturfragen. In diesem Zusammenhang wichtig sind insbesondere die Möglichkeit der Unterscheidung inter- und intramolekularer Kontakte, sowie ggfs. das Erkennen und die genauere Charakterisierung von dynamischen Fehlordnungen. Diese beiden Aspekte erschweren (oder verhindern) üblicherweise die vollständige Analyse experimenteller NMR-Daten, die an vollständig 13C angereicherten Proben erhalten wurden.