Intervalos de integración unificados para la caracterización estructural de petróleos, carbones o sus fracciones por RMN 1H Y RMN 13C

Unified integration intervals for the structural characterization of oil, coal or fractions there of by RMN 1H Y RMN 13C

Con base en la revisión de publicaciones, hechas entre 1972 y 2006, se evidenció que hay imprecisiones en los límites de los intervalos de integración que los autores asignan a las señales en resonancia magnética nuclear (RMN) para hacer la caracterización estructural de petróleos, carbones o sus fracciones derivadas, a partir de sus espectros de hidrógeno (RMN ¹H) o de carbono (RMN ¹³C). En consecuencia, se determinaron límites unificados para la integración de los espectros RMN ¹H y RMN ¹³C de tales muestras mediante un tratamiento estadístico aplicado a los límites de los intervalos de integración ya publicados. Con esos límites unificados se elaboraron cartas de correlación en RMN útiles para la asignación de la integral en esos intervalos, y aun en otros de menor extensión definidos en función de la intersección entre asignaciones diferentes. Además se plantearon ecuaciones necesarias para establecer la integral atribuible a fragmentos más específicos en un intento por hacer una caracterización estructural más exacta a partir de los espectros RMN de petróleos, carbones o sus fracciones derivadas.

INTRODUCCIÓN

La resonancia magnética nuclear (RMN), una técnica analítica no destructiva que se fundamenta en la interacción de núcleos activos con un campo magnético intenso, ha sido usada extensivamente para la caracterización estructural de petróleos, carbones o sus fracciones derivadas a partir de sus espectros RMN ¹H y/o RMN ¹³C, desde 1958 (1). Las dificultades experimentadas en la aplicación e interpretación detallada de otras técnicas y la factibilidad de estudiar la funcionalidad del hidrógeno y del carbono en la estructura para la determinación de las propiedades de tales materiales han suscitado el interés general por el uso de la RMN para tal fin (2). Algunas metodologías para la caracterización de tales muestras mediante la cuantificación de fragmentos estructurales por RMN [Williams (1), Knight, Brown y Ladner, Clutter y Petrakis, Rongbao (3, 4), etc.] gozan de reconocimiento y aceptación, aun con las acotaciones que los autores expresamente asumen para sustentarlas y hacerlas coherentes.

La cuantificación a partir de los espectros RMN ¹H o RMN ¹³C implica alguna unificación de criterios para la preparación de las muestras y para la adquisición y el procesamiento de los espectros en el dominio del tiempo (FID). Particularmente imperativo es que la integral que se determine en los espectros de RMN resulte de intervalos de desplazamiento químico bien definidos, atribuibles a asignaciones iguales de las señales y cuyos límites sean únicos y reconocidos por todos los autores.