11bNMR基本二维谱操作介绍201411
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二维NMR是一种通过观察分子中核磁共振现象来分析化合物结构和性质的方法,而C-H相关谱则是其中的重要分支。
通过这种谱图,我们可以更加深入地了解分子内部C-H键之间的相互关系,这对于有机化学和药物研发领域具有极大的意义。
让我们来谈谈二维NMR的基本原理。
二维NMR技术是在传统一维NMR的基础上发展起来的,它利用了两个核磁共振频率之间的耦合效应,能够在频谱上呈现出更为复杂的信息。
在C-H相关谱中,我们通过观察氢核和碳核之间的相互耦合效应,可以清晰地看到不同C-H键之间的联系,这为分析复杂的有机分子结构提供了极大的帮助。
在二维NMR谱图中,我们可以看到各种不同的交叉峰和相关峰,它们代表了不同C-H键之间的关联关系。
通过分析这些峰的位置、强度和形状,我们可以推断出分子内部的空间构型和连接方式,从而揭示分子的结构和构象信息。
这对于有机化学家来说是非常宝贵的信息,可以帮助他们解决很多结构和构象上的难题。
除了结构信息外,C-H相关谱还能提供有关分子动力学和反应机理的重要线索。
通过观察峰的变化和演化规律,我们可以了解分子内部的运动和动态过程,甚至可以揭示出化学反应中的中间态和过渡态。
这对于研究催化剂设计、反应动力学和机理研究具有非常大的意义。
二维NMR谱C-H相关技术是一种非常强大的工具,它为有机化学和药物研发领域提供了丰富的结构和反应信息。
通过深入研究和应用这一技术,我们可以更加全面、深入地了解分子的性质和行为,为新药发现和有机合成提供更为可靠的手段和方法。
结语通过对二维NMR谱C-H相关技术的讨论,我个人深深地感受到了这一技术的重要性和价值。
它不仅拓宽了我们对分子结构和反应的认识,更为有机化学和药物研发领域提供了非常实用和强大的工具。
我相信,在未来的研究和应用中,这一技术一定会发挥出更加广泛和深远的影响。
二维NMR谱C-H相关技术在化学领域中扮演着不可或缺的角色。
它的应用不仅在有机结构的确认中起到了至关重要的作用,同时也为药物研发和医学领域提供了强大的支持。
二维核磁共振二维傅立叶变换核磁共振(2D-FT-NMR)是八十年代发展起来的核磁共振新技术。
二维谱是将NMR提供的信息,如化学位移和偶合常数,氢化学位移和碳化学位移等在二维平面上展开绘制成的图谱。
二维谱可分为同核化学位移相关谱和异核化学位移相关谱前者如1H-1H COSY谱,13C-13C COSY谱,后者则为各种13C-1H COSY谱等。
一、1H-1H COSY谱氢-氢相关谱(1H-1H COSY谱)是二维谱中最常用的。
在氢-氢相关谱上的横轴和纵轴均设定成为氢的化学位移,两个坐标轴上则画有通常的一维谱。
(1)对角峰与相关峰下面是乙酸乙酯的1H-1H COSY谱•在相关谱中,位于对角线的峰叫做对角峰如图中信号3•因相邻两原子间或有远程偶合关系的原子间的偶合而引起的,出现在对角线两侧对称的位置上的峰叫做相关峰。
如图中a和a’(2)偶合关系的确定偶合关系的确定有四种方式:▪A方式:从信号2向下引一条垂线和相关峰a相遇,再从a向左划一水平线和信号1相遇,则可确定信号1和2之间存在着偶合关系。
▪B方式:先从信号2向下划一垂线和a相遇,再从a向右划一水平线至对角峰[1],再由[1]向上引一垂线至信号1,即可确定偶合关系。
▪C方式:按照与B方式相反方向进行。
▪D方式:从1H-1H COSY谱的高磁场侧解析时,除C方式外,也常常采用D 方式。
即从1向下引一条垂线,通过对角峰[1]至a’,再从a’向左划一条水平线,即和1的偶合对象(2)的对角峰[2]相遇,从[2]向上划一垂线至信号2即可确定。
应用1H-1H COSY谱解析化合物的结构就是基于分子中相互偶合的氢之间在谱中会出现相关峰,出现相关峰的质子之间可以是间隔3个键的邻偶,也可以是间隔4个键以上的远程偶合,特别是偶合常数较小的远程偶合,在一维氢谱中有时很难观察到,因而成为1H-1H COSY谱的一个优势。
N H HO O COOH12345678H8H7H5H3在该化合物的二维1H-1H COSY谱中,H-7和H-8的相关峰最强,H-5和H-7的相关峰强度次之,H-5和H-8的相关峰最弱,这也说明两个质子之间的偶合常数越大,相关峰越强,两个原子之间的偶合常数越小,相关峰越弱,这也是1H-1H COSY谱的普通规律。
Bruker核磁共振操作规程样品准备:1.1送样人员填写送样单,通过沟通获取信息,确定溶剂和实验类型1.2配制样品1.2.1 样品毒性、腐蚀性、熔沸点和溶解度等分析根据样品的情况,采取相应程度的防护措施1.2.2样品溶解根据送样单要求,在样品管中加入适量样品,注入合适氘代溶剂使之完全溶解,用吹风机适当加热,去除溶液中气泡仪器工作环境确认2.1 UPS正常2.2 启动压缩机气泵2.3 检查实验室温度和温度是否正常(空调和除湿机是否工作正常)仪器准备3.1系统登陆输入合法的授权用户和密码,登陆windows系统3.2 工作界面双击桌面上Xwin-nmr进入谱仪工作软件界面3.3 仪器正常检查检查机柜、前放和磁体是否运行正常,探头是否符合当前测试要求。
接线是否合理。
放样4.1 使用量规,将样品管插入合适高度,保证样品在线圈中处于中心位置4.2开启控制板,按lift,待进样口有明显气流出来,保持转子和样品管垂直,放入出气口4.3 再次按lift按钮,将样品送入探头合适位置建立新实验文件5.1在命令行中输入edc, 给出实验名称(Name)、实验号( Expno)以及处理号(procno),并确定5.2 产生新的空白实验文档根据实验要求选择合适的脉冲序列(pulprog)以及实验参数。
注意:实验中的d1, p[数字], pl[数字]的选择,确保实验所用脉冲功率和宽度在仪器允许范围,避免对仪器造成不可恢复的损坏。
锁场和匀场6.1锁场输入lock,选择合适的溶剂并确保已经锁定6.2 匀场调整控制板上各个方向的按钮,确保锁水平最高;按standby结束匀场调谐7.1在命令行中输入wobb, 输入a进入采样窗口状态7.2 根据工作界面下显示的原子类型,在探头下找到相应的旋钮,调节tune和match使V 形线的最低处处于共振频率上(虚线位置)(也可关注前放即前放中无红灯出现)7.3 结束调谐输入stop,结束调谐开始采样8.1 参数检查输入ased,重新检查5.2中所产生的文件中的各个参数,确保脉冲序列,脉冲强度和宽度等参数合适无误。
预备 期发 展 期混 合 期检 出 期第二章 二维核磁共振谱(三部分)二维核磁共振谱(two-dimensional NMR spectra ,即2D NMR)简称二维谱,可以看成是一维核磁共振谱的自然推广,在引入一个新的维数后必然会大大增加新的信息量,提高解决问题的的新途径。
4.1 概述4.1.1 二维核磁共振谱的形成二维谱是两个独立频率变量的信号函数S (ω1 ω2),如果一个自变量是频率,另一个自变量是时间、温度或浓度等其他物理化学参数就不属于我们所指的2D NMR 谱。
实际上我们所指的2D NMR 谱首先是由2个独立的时间变量(FID 信号是时域函数)进行一系列的实验,得到信号S (t 1 t 2)。
经两次傅立叶变换得到两个独立频率变量的信号函数S (ω1 ω2)。
通常,第一个时间变量(t 1)是脉冲序列中变化的时间间隔,第二个时间变量(t 2)是采样时间。
t 1与t 2 是两个不相关的独立变量。
4.1.2 二维核磁共振时间轴示意方快图预备期——使体系恢复到玻耳兹蔓平衡态(在时间轴上通常是相对较长的时期)。
发展期(t 1)——由一个或多个脉冲使体系激发态。
发展期的时间(t 1)是变化的。
混合期——建立信号检出的条件(并不是必不可少的,根据二维谱的种类而定)。
检出期(t 2)——以通常方式检出FID 信号。
4.2二维核磁共振谱的分类J分解谱(J resolved spectroscopy):又称J谱或δ-J谱。
用于把化学位移与自旋偶合的作用分辨开来。
包括:同核J谱和异核J谱。
化学位移相关谱(chemical shift spetroscosy):又称δ-δ相关。
它能表证核磁共振信号的相关特性,是二维谱的核心。
包括:同核相关谱、异核相关谱、NOE相关谱。
多量子谱(multiple quantum spectroscopy):跃迁时Δm为大于1 的整数(常规NMR谱为单量子跃迁,Δm=±1)。
第一章T1/T2实验数据处理1.1 前言样品:T1/T2实验使用样品为变压器油,溶剂为CCl4,氘代标准样品为TMS,幅度对比样品为1,4-Dioxane(C4H8O2)。
1.2 数据格式转换1. 点击主菜单File/Open2. 找到原始NMR数据3.设置新数据文件名,实验序列号,主目录,及用户名4. 保存File/Save全点击1.3 处理1.选择FID注意:步骤1 仅仅用来描述T2 实验为衰减函数。
2.选择ProcPars3.点击显示处理参数4.做出如下改变SI(F1) = 16PH_mod(F1) = noPH_mod(F2) = pk5.键入xf26.键入abs27.键入setdiffparm8.选择Spectrum3.1.5 计算T2弛豫系数注意:如果采样如下步骤,将会弹出具有重要介绍的信息窗口。
请细细阅23读介绍内容。
1.点击主菜单的Analysis2.选择T1/T2 Relaxation3.点击提取部分FID4.点击5.键入16.点击7. 调相位8. 调基线7.点击定义范围8.点击9.点击定义区域10.利用鼠标左键和光标定义区域11.点击12.点击15.在指南窗口中,点击弛豫窗口17.在指南窗口中,点击拟合函数18.点击19.在Fitting Function 部分,选择uxnmrt2 和vdlist 20.点击21.在指南窗口中,点击开始计算22.点击23.在数据窗口中,点击计算所有数据点的拟合参数。
注意:所有计算值显示在数据窗口的简介中。
24.在指南窗口中,点击显示报告。
Dataset :C:\Bruker\TOPSPIN/data/pengsl/nmr/D20_T2/1/pdata/1 INTENSITY fit :I[t]= P*exp(-t/T2)16 points for Peak 1, Peak Point at 7.127 ppmResults Comp. 1P = 9.441e-001T2 = 6.941sSD = 6.171e-002tau ppm integral intensity2.000m 7.127 -1.6399e+006 1.324e+00616.000m 7.127 -1.6347e+006 1.0845e+00680.000m 7.127 -1.7485e+006 1.1653e+006 160.000m 7.127 -1.7617e+006 1.2251e+006 320.000m 7.127 -1.7016e+006 1.2774e+006 480.000m 7.127 -1.2727e+006 1.1777e+006 640.000m 7.127 -1.0013e+006 1.1873e+006 800.000m 7.127 -4.651e+005 1.2293e+006 960.000m 7.127 3.1215e+005 1.1478e+0061.200s 7.127 7.9016e+005 1.0709e+0061.480s 7.127 8.1055e+005 9.7672e+0051.600s 7.127 8.6186e+005 9.0807e+0052.000s 7.127 8.3397e+005 8.3684e+0053.200s 7.127 7.5662e+005 7.71e+0056.400s7.127 6.2275e+005 6.306e+0058.000s 7.127 58941 3.1195e+005 16 points for Peak 2, Peak Point at 1.270 ppm Results Comp. 1P = 1.095e+000T2 = 1.411sSD = 8.582e-002tau ppm integral intensity2.000m 1.269 8.3123e+0073.8776e+00716.000m 1.269 8.1277e+007 3.8207e+00780.000m 1.269 8.6909e+007 3.7916e+007 160.000m 1.269 8.9102e+007 3.7728e+007 320.000m 1.269 9.412e+007 3.691e+007480.000m 1.269 8.0176e+007 3.4291e+007 640.000m 1.269 7.2473e+007 3.3355e+007 800.000m 1.269 6.001e+007 2.9343e+007 960.000m 1.269 3.54e+007 2.1562e+0071.200s 1.269 1.8724e+007 1.5121e+0071.480s 1.269 1.2183e+007 1.1971e+0071.600s 1.269 7.8246e+006 9.5146e+0062.000s 1.2693.9297e+006 6.7795e+0063.200s 1.269 9.0273e+005 3.8742e+0066.400s 1.269 -1.3786e+005 2.2636e+0068.000s 1.269 -4.4636e+005 1.9266e+005 16 points for Peak 3, Peak Point at 0.883 ppm Results Comp. 1P = 1.073e+000T2 = 1.770sSD = 8.594e-002tau ppm integral intensity2.000m 0.883 1.7282e+008 1.8157e+00716.000m 0.883 1.6741e+008 1.8552e+00780.000m 0.883 1.5808e+008 1.8823e+007 160.000m 0.883 1.5379e+008 1.8855e+007 320.000m 0.883 1.348e+008 1.8835e+007 480.000m 0.884 1.2978e+008 1.7552e+007 640.000m 0.884 1.2009e+008 1.7105e+007 800.000m 0.884 1.0185e+008 1.5205e+007 960.000m 0.884 7.1128e+007 1.1613e+0071.200s 0.884 4.685e+007 8.8601e+0061.480s 0.883 3.5891e+007 7.4629e+0061.600s 0.8832.7577e+007 6.3334e+0062.000s 0.883 1.8885e+007 4.9117e+0063.200s 0.883 1.0139e+007 3.174e+0066.400s 0.883 5.6487e+006 2.1229e+0068.000s 0.883 3.7839e+005 3.095e+005第二章二维J-谱实验数据处理1.1 前言样品:T1/T2实验使用样品为变压器油,溶剂为CCl4,氘代标准样品为TMS,幅度对比样品为1,4-Dioxane(C4H8O2)。