魔角自旋(MAS)固体核磁共振是一种多用途的工具,它对药物材料的结构和动力学分析产生了兴趣。ssNMR本身或与其他分析技术互补,可用于表征多晶型、溶剂化物、盐、共晶、化学鉴定、测定晶体中独立分子的数量、分析配方(稳定性、相互作用、混溶性)、定量分析混合物、测定无定形含量,潜在动力等。
13C是用于药物固体的主核,因为相应的CPMAS NMR谱提供了原料药或赋形剂分子结构的指纹。弛豫时间测量(1H或13C的T1、T2、T1r)提供了有关配方中动力学或尺寸域的信息。由于质子之间存在较大的偶极-偶极耦合,导致1H-MAS核磁共振谱上出现非常宽的未分辨峰,因此制药中的1H核长期被忽视。同核去耦(DUMBO、wPMLG等)的发展以及最近超快MAS的可用性(商业上高达111 kHz)允许部分恢复1H分辨率,因此导致重新考虑1H-MAS NMR波谱。特别是,可以通过2D 1H-1H、1H-14、15N,甚至1H-17O获得氢键信息,前提是事先提供17O标记。当需要同位素标记时,使用小直径转子(0.7 mm)允许使用少量标记化合物。
MAS下的动态核极化(DNP-MAS)最近发展成为MAS的一个重要补充,因为它允许检测配方中的次要物种,并打开了在自然丰度(13C,15N)下进行具有挑战性的2D MAS NMR实验的可能性。氘化原料药正在医药市场上兴起。从光谱的角度来看,氘核的引入大大简化了1H NMR谱,并通过2H NMR谱的变温测量获得动力学。
中孔和微孔固体具有永久有序的孔隙率,在催化、分子筛、离子交换、气体分离、药物输送、传感等工业领域有着重要的应用。
介孔氧化铝具有高比表面积和优异的力学性能。因此,这些材料通常用作催化剂和催化剂载体。它们的局部结构通常通过27Al固体核磁共振和红外光谱进行研究。最近,引入了17O-Al2O3作为探测氧化铝活性中心的替代解决方案。
金属有机骨架(MOF)是一种结晶性微孔固体,其特征是由多面体有机连接物相互连接的无机节点组成的独特结构。迄今为止,文献中已经报告了数万个MOF。固体核磁共振波谱可以探索它们的结构、活性中心、动力学和性质。
来自有机部分(13C,15N)的NMR数据给出了合成后连接体的状态、其与金属的连接性、其功能化和动力学(2H)的信息,金属和/或桥氧(17O)的NMR给出了有关金属的配位模式及其与有机部分的连接的信息;,可探测吸附气体的性质,如吸附17CO2、129Xe等的变温NMR。核磁共振(NMR)表征含有低自然丰度金属的MOF时,通常需要进行同位素富集。通常,43Ca、25Mg、67Zn在合成中以金属氧化物或盐的形式引入。