核磁氫譜解析步驟和要點(diǎn)
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核磁共振譜儀被公認(rèn)為是一種非常重要的研究和測(cè)試工具, 它的許多功能是其它手段無(wú)法代替的。1945年Bloch和Purcell分別領(lǐng)導(dǎo)兩個(gè)小組同時(shí)獨(dú)立地觀察到核磁共振(NMR),二人因此榮獲1952年諾貝爾物理獎(jiǎng)。歷經(jīng)半個(gè)多世紀(jì),NMR已從最初發(fā)現(xiàn)到最終發(fā)展成為成熟的醫(yī)用的MRI影像學(xué)檢測(cè)手段,期間6次被授予諾貝爾獎(jiǎng)(物理、化學(xué)、生理/醫(yī)學(xué)),堪稱史上獲獎(jiǎng)次數(shù)最多的技術(shù)。
自1953年出現(xiàn)第一臺(tái)核磁共振商品儀器以來(lái),核磁共振在儀器、實(shí)驗(yàn)方法、理論和應(yīng)用等方面有著飛躍的進(jìn)步。譜儀頻率已從30MHz發(fā)展到1100MHz。譜圖已從一維譜到二維譜、三維譜甚至更高維譜。所應(yīng)用的學(xué)科已從化學(xué)、物理擴(kuò)展到生物、醫(yī)學(xué)等多個(gè)學(xué)科??偠灾?,核磁共振已成為最重要的儀器分析手段之一。

核磁共振技術(shù)發(fā)展較早,20世紀(jì)70年代以前,主要是核磁共振氫譜的研究和應(yīng)用。70年代以后,隨著傅里葉變換波譜儀的誕生,13C—NMR的研究迅速開(kāi)展。由于1H—NMR的靈敏度高,而且積累的研究資料豐富,因此在結(jié)構(gòu)解析方面1H—NMR的重要性仍強(qiáng)于13C—NMR。
解析圖譜的步驟
1.先觀察圖譜是否符合要求;①四甲基硅烷的信號(hào)是否正常;②雜音大不大;③基線是否平;④積分曲線中沒(méi)有吸收信號(hào)的地方是否平整。如果有問(wèn)題,解析時(shí)要引起注意,最好重新測(cè)試圖譜。
2.區(qū)分雜質(zhì)峰、溶劑峰、旋轉(zhuǎn)邊峰(spinning side bands)、13C衛(wèi)星峰(13C satellite peaks)
(1)雜質(zhì)峰:雜質(zhì)含量相對(duì)樣品比例很小,因此雜質(zhì)峰的峰面積很小,且雜質(zhì)峰與樣品峰之間沒(méi)有簡(jiǎn)單整數(shù)比的關(guān)系,容易區(qū)別。
(2)溶劑峰:氘代試劑不可能達(dá)到100%的同位素純度(大部分試劑的氘代率為99-99.8%),因此譜圖中往往呈現(xiàn)相應(yīng)的溶劑峰,如CDCL3中的溶劑峰的δ值約為7.27 ppm處。
(3)旋轉(zhuǎn)邊峰:在測(cè)試樣品時(shí),樣品管在1H-NMR儀中快速旋轉(zhuǎn),當(dāng)儀器調(diào)節(jié)未達(dá)到良好工作狀態(tài)時(shí),會(huì)出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)邊帶,即以強(qiáng)譜線為中心,呈現(xiàn)出一對(duì)對(duì)稱的弱峰,稱為旋轉(zhuǎn)邊峰。
(4)13C衛(wèi)星峰:13C具有磁距,可以與1H偶合產(chǎn)生裂分,稱之為13C衛(wèi)星峰,但由13C的天然豐度只為1.1%,只有氫的強(qiáng)峰才能觀察到,一般不會(huì)對(duì)氫的譜圖造成干擾。
3.根據(jù)積分曲線,觀察各信號(hào)的相對(duì)高度,計(jì)算樣品化合物分子式中的氫原子數(shù)目??衫每煽康募谆盘?hào)或孤立的次甲基信號(hào)為標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算各信號(hào)峰的質(zhì)子數(shù)目。
4.先解析圖中CH3O、CH3N、 、CH3C=O、CH3C=C、CH3-C等孤立的甲基質(zhì)子信號(hào),然后再解析偶合的甲基質(zhì)子信號(hào)。
5.解析羧基、醛基、分子內(nèi)氫鍵等低磁場(chǎng)的質(zhì)子信號(hào)。
6.解析芳香核上的質(zhì)子信號(hào)。
7.比較滴加重水前后測(cè)定的圖譜,觀察有無(wú)信號(hào)峰消失的現(xiàn)象,了解分子結(jié)構(gòu)中所連活潑氫官能團(tuán)。
8.根據(jù)圖譜提供信號(hào)峰數(shù)目、化學(xué)位移和偶合常數(shù),解析一級(jí)類型圖譜。
9.解析高級(jí)類型圖譜峰信號(hào),如黃酮類化合物B環(huán)僅4,-位取代時(shí),呈現(xiàn)AA,BB,系統(tǒng)峰信號(hào),二氫黃酮?jiǎng)t呈現(xiàn)ABX系統(tǒng)峰信號(hào)。
10. 如果一維1H-NMR難以解析分子結(jié)構(gòu),可考慮測(cè)試二維核磁共振譜配合解析結(jié)構(gòu)。
11. 組合可能的結(jié)構(gòu)式,根據(jù)圖譜的解析,組合幾種可能的結(jié)構(gòu)式。
12. 對(duì)推出的結(jié)構(gòu)進(jìn)行指認(rèn),即每個(gè)官能團(tuán)上的氫在圖譜中都應(yīng)有相應(yīng)的歸屬信號(hào)。
(注:文章可能無(wú)法全面思考,僅供參考)