核磁共振測(cè)試原理及常見問題

核磁共振測(cè)試原理及常見問題

一、核磁共振測(cè)試原理

核磁共振利用的就是核磁矩與外磁場(chǎng)的相互作用，當(dāng)與核自旋相關(guān)的核磁矩置于外部磁場(chǎng)中時(shí)，不同的自旋態(tài)被賦予不同的磁勢(shì)能。在產(chǎn)生少量自旋極化的靜磁場(chǎng)存在下，適當(dāng)頻率的射頻信號(hào)可以引起自旋態(tài)之間的躍遷。這種“自旋翻轉(zhuǎn)”將一些自旋置于更高的能量狀態(tài)。如果隨后關(guān)閉射頻信號(hào)，則自旋弛豫回到較低狀態(tài)會(huì)在與自旋翻轉(zhuǎn)相關(guān)的共振頻率下產(chǎn)生可測(cè)量的RF信號(hào)。這個(gè)過程稱為核磁共振(NMR)。

二、核磁共振測(cè)試常見問題

1．溶劑的用量多少為合適?

在儀器的定深量筒上都繪有相應(yīng)線圈的位置及長(zhǎng)度，一般只要保證樣品的長(zhǎng)度比線圈上下各多出3 mm即可，過少會(huì)影響自動(dòng)勻場(chǎng)效果，過多浪費(fèi)溶劑而且由于稀釋了樣品，減少了處在線圈中的有效樣品量。這種情況下要注意將樣品液柱的中心與定深量筒上的線圈中心對(duì)齊。

2.三氟化硼乙醚溶液近些年被列為毒品級(jí)，不易得到，還有其它溶劑可以用于硼譜檢測(cè)嗎？

用H₃BO₃飽和溶液也可以檢測(cè)，但是報(bào)告化學(xué)位移時(shí)需要交待H₃BO₃溶劑的化學(xué)位移δ19.49，處理數(shù)據(jù)時(shí)可以對(duì)比平移化學(xué)位移。

3.為什么常選擇四甲基硅烷（TMS）作為¹H NMR譜的內(nèi)標(biāo)物？

因?yàn)門MS的12個(gè)H原子處于完全相同的化學(xué)環(huán)境，只產(chǎn)生一個(gè)尖峰；TMS屏蔽強(qiáng)烈，化學(xué)位移最小，于有機(jī)化合物的質(zhì)子峰不重疊；具有化學(xué)惰性，難與樣品反應(yīng)；易溶于有機(jī)溶劑且沸點(diǎn)低，易分離回收樣品。

4.怎樣做重水交換？

測(cè)完樣品的氫譜后，向樣品管中滴加幾滴重水，振搖后測(cè)氫譜檢驗(yàn)，譜中的活潑氫隨即消失。酰胺類的氨基氫交換較慢，需較長(zhǎng)時(shí)間。

5.用哪些氘代溶劑測(cè)出的氫譜上看不到活潑氫的峰？

甲醇、水、三氟醋酸都有重水交換作用，看不到活潑氫的峰。

6.可以使用混合氘代試劑嗎？

可以。但是化合物在混合溶劑中由于溶劑效應(yīng)，峰的化學(xué)位移和一種氘代溶劑的不同。

7.為什么氘代丙酮、氘代DMSO（二甲亞砜）的溶劑峰為五重峰？

溶劑峰的裂分是由于氘對(duì)氫的耦合，根據(jù)2n+1規(guī)律，兩個(gè)氘對(duì)一個(gè)氫耦合裂分成五重峰。

8.位移試劑有什么用途？

當(dāng)樣品峰相互重疊時(shí)，可以用位移試劑把這些峰拉開，便于譜解析。

9.為什么同一碳上的兩個(gè)質(zhì)子會(huì)有不同的化學(xué)位移？

因?yàn)橥忌系倪@兩個(gè)質(zhì)子表現(xiàn)出了磁不等價(jià)。如有些難翻轉(zhuǎn)的環(huán)上的碳位置固定，不能旋轉(zhuǎn)，它上面的兩個(gè)質(zhì)子處于環(huán)的不同位置，受到的磁屏蔽不同，所以化學(xué)位移不同。還有的碳雖然不在環(huán)上，但是連接了兩個(gè)大的集團(tuán)，旋轉(zhuǎn)受阻，兩個(gè)質(zhì)子收到的磁屏蔽不同，化學(xué)位移也不同。

10.偶合常數(shù)可以給出哪些結(jié)構(gòu)信息？

可以從偶合常數(shù)看出基團(tuán)間的關(guān)系，鄰位偶合常數(shù)較大，遠(yuǎn)程偶合常數(shù)較小。還可以利用Kapulus公式計(jì)算鄰位氫的二面角。對(duì)于有雙鍵的化合物，順式的氫之間偶合常數(shù)為6～10 Hz，反式的氫之間偶合常數(shù)為12～16Hz。

11.NOE效應(yīng)與去偶作用有什么不同?

偶合是解決氫基團(tuán)之間相鄰的關(guān)系，它們之間的能量是通過鍵傳遞的。NOE效應(yīng)是解決氫之間的空間相近，它們之間的能量是通過空間磁場(chǎng)傳遞的。

12.質(zhì)子偏共振去偶可以用來(lái)確定碳的類型，為什么現(xiàn)在常用DEPT譜，而不同質(zhì)子偏共振去偶譜？

質(zhì)子偏共振去偶區(qū)分伯、仲、叔、季碳的方法是根據(jù)裂分成四重、三重、二重和單峰，如果峰離得近，會(huì)產(chǎn)生重疊，不容易解析，而DEPT區(qū)分伯、仲、叔、季碳的方法是根據(jù)峰向上或向下，峰不會(huì)重疊，并且質(zhì)子偏共振去偶的靈敏度比DEPT法的靈敏度低得多，所以現(xiàn)在常用DEPT譜區(qū)分碳的類型。

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