二維核磁共振譜1ppt課件

1、v1什么是二維譜什么是二維譜v 二維核磁共振二維核磁共振(2D NMR)方法是有方法是有Jeener 于于1971年年首先提出的首先提出的,是一維譜衍生出來的新實(shí)驗(yàn)方法是一維譜衍生出來的新實(shí)驗(yàn)方法.引入二維后引入二維后,減少了譜線的擁堵和重疊減少了譜線的擁堵和重疊,提高了核之間相互關(guān)系的新信提高了核之間相互關(guān)系的新信息息.因此添加了構(gòu)造信息因此添加了構(gòu)造信息,有利于復(fù)雜譜圖的解析有利于復(fù)雜譜圖的解析.特別是特別是運(yùn)用于復(fù)雜的天然產(chǎn)物和生物大分子的構(gòu)造鑒運(yùn)用于復(fù)雜的天然產(chǎn)物和生物大分子的構(gòu)造鑒定定,2DNMR是目前適用于研討溶液中生物大分子構(gòu)象的是目前適用于研討溶液中生物大分子構(gòu)象的獨(dú)一技術(shù)獨(dú)一

2、技術(shù).一維譜的信號(hào)是一個(gè)頻率的函數(shù)一維譜的信號(hào)是一個(gè)頻率的函數(shù),記為記為S(),共共振峰分別在一條頻率軸上振峰分別在一條頻率軸上.而二維譜是兩個(gè)獨(dú)立頻率變量而二維譜是兩個(gè)獨(dú)立頻率變量的信號(hào)函數(shù)的信號(hào)函數(shù),記為記為S(1,2),共振峰分布在由兩個(gè)頻率軸共振峰分布在由兩個(gè)頻率軸組成的平面上組成的平面上.2D-NMR的的b最大特點(diǎn)是將化學(xué)位移最大特點(diǎn)是將化學(xué)位移,巧合巧合常數(shù)等參數(shù)字二維平面上展開常數(shù)等參數(shù)字二維平面上展開,于是在普通一維譜中重疊于是在普通一維譜中重疊在一個(gè)頻率軸上的信號(hào)在一個(gè)頻率軸上的信號(hào),被分散到兩個(gè)獨(dú)立的頻率軸構(gòu)成被分散到兩個(gè)獨(dú)立的頻率軸構(gòu)成的二維平面上的二維平面上.,同時(shí)檢測(cè)

3、出共振核之間的相互作用同時(shí)檢測(cè)出共振核之間的相互作用.vA.原那么上二維譜可以用概念上不同的三原那么上二維譜可以用概念上不同的三種實(shí)驗(yàn)獲得種實(shí)驗(yàn)獲得,(如圖如圖4.1),(1).頻率域?qū)嶒?yàn)頻率域?qū)嶒?yàn)(frequency- frequency) (2).混合時(shí)域混合時(shí)域(frequency-time)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)(3). 時(shí)域時(shí)域(time-time)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn).它是獲得二維譜的主要方法它是獲得二維譜的主要方法,以兩個(gè)以兩個(gè)獨(dú)立的時(shí)間變量進(jìn)展一系列實(shí)驗(yàn)獨(dú)立的時(shí)間變量進(jìn)展一系列實(shí)驗(yàn),得到得到S(t1,t2),經(jīng)過兩次傅立葉變換得到二維譜經(jīng)過兩次傅立葉變換得到二維譜S(1,2).通常所指的通常所指的2D-

4、NMR均是時(shí)間均是時(shí)間域二維實(shí)驗(yàn)域二維實(shí)驗(yàn) 圖圖4.1 2D-NMR 4.1 2D-NMR 三種獲得方式三種獲得方式B) 二維核磁共振時(shí)間分割v二維譜實(shí)驗(yàn)中，為確定所需的兩個(gè)獨(dú)立的時(shí)間變量，要用特二維譜實(shí)驗(yàn)中，為確定所需的兩個(gè)獨(dú)立的時(shí)間變量，要用特種技術(shù)時(shí)間分割。即把整個(gè)時(shí)間按其物理意義分割成四個(gè)種技術(shù)時(shí)間分割。即把整個(gè)時(shí)間按其物理意義分割成四個(gè)區(qū)間。如下圖區(qū)間。如下圖 v1預(yù)備期：預(yù)備期在時(shí)間軸上通常是一個(gè)較長(zhǎng)的時(shí)期，預(yù)備期：預(yù)備期在時(shí)間軸上通常是一個(gè)較長(zhǎng)的時(shí)期，使核自旋體系回復(fù)對(duì)平衡形狀，在預(yù)備期末加一個(gè)或多個(gè)射使核自旋體系回復(fù)對(duì)平衡形狀，在預(yù)備期末加一個(gè)或多個(gè)射頻脈沖，以產(chǎn)生所需求的單量

5、子或多量子相關(guān)。頻脈沖，以產(chǎn)生所需求的單量子或多量子相關(guān)。v2開展期：在開展期：在t1開場(chǎng)時(shí)由一個(gè)脈沖或幾個(gè)脈沖使體系激開場(chǎng)時(shí)由一個(gè)脈沖或幾個(gè)脈沖使體系激發(fā)，此時(shí)間系控制磁化強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)，并根據(jù)各種不同的化學(xué)環(huán)發(fā)，此時(shí)間系控制磁化強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)，并根據(jù)各種不同的化學(xué)環(huán)境的不同進(jìn)動(dòng)頻率對(duì)它們的橫向磁化矢量作出標(biāo)識(shí)。境的不同進(jìn)動(dòng)頻率對(duì)它們的橫向磁化矢量作出標(biāo)識(shí)。v3混合期：在此期間經(jīng)過相關(guān)或極化的傳送，建立檢測(cè)混合期：在此期間經(jīng)過相關(guān)或極化的傳送，建立檢測(cè)條件。條件。v 4檢測(cè)期：在此期間檢測(cè)作為檢測(cè)期：在此期間檢測(cè)作為t2函數(shù)的各種橫向矢量函數(shù)的各種橫向矢量的的FID的變化以及它的初始相及幅度遭到的變化以

6、及它的初始相及幅度遭到t1函數(shù)的調(diào)制。函數(shù)的調(diào)制。v v 與與t2軸對(duì)應(yīng)的軸對(duì)應(yīng)的2軸，通常是頻率軸，與軸，通常是頻率軸，與t1軸對(duì)應(yīng)軸對(duì)應(yīng)的的1是什么，取決于在開展是何種過程。是什么，取決于在開展是何種過程。 v相關(guān)(ccherence):是描畫自旋體系形狀的波函數(shù)之間關(guān)系的一種物理量。，它通常沒有簡(jiǎn)單的模型，它是橫向磁化及相位的量。不僅包括m=1, 而且包括m=0, m=2形狀之間關(guān)系)它可以經(jīng)過射頻脈沖的作用傳送。vC .實(shí)驗(yàn)過程：用固定時(shí)間增量t1依次遞增t1進(jìn)展系列實(shí)驗(yàn)，反復(fù)疊加，因t2時(shí)間檢測(cè)的信號(hào)S(t2)的振幅或相位遭到s(t1)的調(diào)制，那么接納的信號(hào)不僅與t2有關(guān)，還與t1有

7、關(guān)，每改動(dòng)一個(gè)t1，記錄S(t2),因此得到分別以時(shí)間變量t1,t2為行列陳列數(shù)據(jù)矩陣，即在檢測(cè)期獲得一組FID信號(hào)，組成二維時(shí)間信號(hào)S(t1,t2)。因t1,t2是兩個(gè)獨(dú)立時(shí)間變量，可以分別對(duì)它們進(jìn)展傅立葉變換，一次對(duì)t2,一次對(duì)t1,兩次傅立葉變換的結(jié)果，可以得到兩個(gè)頻率變量函數(shù)S(1,2)。如圖 1堆積圖堆積圖(stacked plot).堆積圖的優(yōu)點(diǎn)是直觀堆積圖的優(yōu)點(diǎn)是直觀,具有立體感具有立體感.缺陷是難缺陷是難以確定吸收峰的頻率。大峰后面能夠隱以確定吸收峰的頻率。大峰后面能夠隱藏小峰，而且耗時(shí)較長(zhǎng)。藏小峰，而且耗時(shí)較長(zhǎng)。(2)等高線等高線Contour plot 等高線圖類似于等高線

8、地圖，這種圖的優(yōu)等高線圖類似于等高線地圖，這種圖的優(yōu)點(diǎn)是容易獲得頻率定量數(shù)據(jù)，作圖快。點(diǎn)是容易獲得頻率定量數(shù)據(jù)，作圖快。缺陷是低強(qiáng)度的峰能夠漏畫。目前化學(xué)缺陷是低強(qiáng)度的峰能夠漏畫。目前化學(xué)位移相關(guān)譜廣泛采用等高線。位移相關(guān)譜廣泛采用等高線。圖圖4.3 4.3 堆積圖堆積圖 等高線等高線v1交叉峰交叉峰cross peak:出如今出如今12處，即非對(duì)角線上。從峰的處，即非對(duì)角線上。從峰的位置關(guān)系可以判別哪些峰之間有巧合關(guān)位置關(guān)系可以判別哪些峰之間有巧合關(guān)系，從而得到哪些核之間有巧合關(guān)系，系，從而得到哪些核之間有巧合關(guān)系，交叉峰是二維譜中最有用的部分。交叉峰是二維譜中最有用的部分。v2對(duì)角峰對(duì)角峰

9、Auto peak:位于對(duì)角線位于對(duì)角線12上的峰，稱為對(duì)角峰。對(duì)角上的峰，稱為對(duì)角峰。對(duì)角峰在峰在F1和和F2軸的投影。軸的投影。v二維譜可分為三類：二維譜可分為三類：v1J 分辨譜分辨譜 J resolved spectroscopy vJ 分辨譜亦稱分辨譜亦稱J譜或者譜或者J譜。它把化學(xué)位移和自旋巧合譜。它把化學(xué)位移和自旋巧合的作用分辨開來，包括異核和同核的作用分辨開來，包括異核和同核J譜。譜。v2化學(xué)位移相關(guān)譜化學(xué)位移相關(guān)譜(chemical shift correlation spectroscopy)v化學(xué)位移相關(guān)譜也稱化學(xué)位移相關(guān)譜也稱譜，是二維譜的中心，通常所譜，是二維譜的中心

10、，通常所指的二維譜就是化學(xué)位移相關(guān)譜。包括同核化學(xué)位移相指的二維譜就是化學(xué)位移相關(guān)譜。包括同核化學(xué)位移相關(guān)譜，異核化學(xué)位移相關(guān)譜，關(guān)譜，異核化學(xué)位移相關(guān)譜，NOESY和化學(xué)交換。和化學(xué)交換。v3多量子譜多量子譜multiple quantum spectroscopy用脈用脈沖序列可以檢測(cè)出多量子躍遷，得到多量子二維譜沖序列可以檢測(cè)出多量子躍遷，得到多量子二維譜 。v二維化學(xué)位移相關(guān)譜包括v同核化學(xué)位移相關(guān)譜Homonuclear correlationv1經(jīng)過化學(xué)鍵：COSY, TOCSY, 2D-INADEQUATE。v2經(jīng)過空間：NOESY, ROESY。v異核化學(xué)位移相關(guān)譜Hetero

11、nuclear correlationv強(qiáng)調(diào)大的巧合常數(shù)：1H-13C COSYv強(qiáng)調(diào)小的巧合常數(shù)，壓制大的巧合常數(shù)：COLOC(遠(yuǎn)程1H-13C COSY) 一。一。COSY(Correlated spectroscopy) 所謂的所謂的COSY系指同一自旋體系里質(zhì)子之間的系指同一自旋體系里質(zhì)子之間的巧合相關(guān)。巧合相關(guān)。1H-1H-COSY可以可以1H-1H之間經(jīng)之間經(jīng)過成鍵作用的相關(guān)信息，類似于一維譜同核過成鍵作用的相關(guān)信息，類似于一維譜同核去偶，可提供全部去偶，可提供全部1H-1H之間的關(guān)聯(lián)。因此之間的關(guān)聯(lián)。因此1H-1H-COSY是歸屬譜線，推導(dǎo)構(gòu)造及確定是歸屬譜線，推導(dǎo)構(gòu)造及確定構(gòu)造

12、的有力工具。構(gòu)造的有力工具。v1。COSY90。的根本脈沖序列包括兩個(gè)根本脈。的根本脈沖序列包括兩個(gè)根本脈沖在此脈沖作用下，根據(jù)開展期沖在此脈沖作用下，根據(jù)開展期t1的不同，自旋的不同，自旋體系的各個(gè)不同的躍遷之間產(chǎn)生磁化傳送，經(jīng)過體系的各個(gè)不同的躍遷之間產(chǎn)生磁化傳送，經(jīng)過同核巧合建立同種核共振頻率間銜接圖。此圖的同核巧合建立同種核共振頻率間銜接圖。此圖的二個(gè)軸都是二個(gè)軸都是1H的的在在12的對(duì)角線上可以找的對(duì)角線上可以找出一維出一維1H譜相對(duì)應(yīng)譜峰信號(hào)。經(jīng)過交叉峰分別作譜相對(duì)應(yīng)譜峰信號(hào)。經(jīng)過交叉峰分別作垂線及程度線與對(duì)角線相交，即可以找到相應(yīng)巧垂線及程度線與對(duì)角線相交，即可以找到相應(yīng)巧合的氫

13、核。因此從一張同核位移相關(guān)譜可找出一合的氫核。因此從一張同核位移相關(guān)譜可找出一切巧合體系，即等于一整套雙照射實(shí)驗(yàn)的譜圖切巧合體系，即等于一整套雙照射實(shí)驗(yàn)的譜圖 。 COSY of 2丁烯酸乙酯OOBAv根本脈沖：90 。 t1-45 。 -ACQ.v在COSY-90的根底上，將第二脈沖改動(dòng)成45 。許多的天然產(chǎn)物的直接銜接躍遷譜峰在對(duì)角線附近，導(dǎo)致譜線相互重疊，不易解析。采用COSY-45 。由于大大限制了多重峰內(nèi)間接躍遷，重點(diǎn)反映多重峰間的直接躍遷，減少了平行躍遷間的磁化轉(zhuǎn)移強(qiáng)度，即消除了對(duì)角線附近的交叉峰，使對(duì)角線附近明晰。vCOSY譜，由于譜線信號(hào)色散分量作用，相鄰的譜，由于譜線信號(hào)色散

14、分量作用，相鄰的峰容易相互部分重疊，交叉峰的精細(xì)構(gòu)造看不清峰容易相互部分重疊，交叉峰的精細(xì)構(gòu)造看不清楚，不便讀出巧合常數(shù)。楚，不便讀出巧合常數(shù)。v相敏相敏COSY譜的相位很復(fù)雜，相位調(diào)理的質(zhì)量直譜的相位很復(fù)雜，相位調(diào)理的質(zhì)量直接影響巧合常數(shù)的檢測(cè)即信號(hào)靈敏度。在接影響巧合常數(shù)的檢測(cè)即信號(hào)靈敏度。在COSY譜中對(duì)角線與交叉峰相位總是相差譜中對(duì)角線與交叉峰相位總是相差90。相敏。相敏COSY譜中，磁化轉(zhuǎn)移地結(jié)果產(chǎn)生一對(duì)交叉峰相譜中，磁化轉(zhuǎn)移地結(jié)果產(chǎn)生一對(duì)交叉峰相位相差位相差180。以。以AX體系為例。其交叉峰為純吸收體系為例。其交叉峰為純吸收線形，對(duì)角線為色散型。譜圖黃色圓圈為正峰，線形，對(duì)角線為

15、色散型。譜圖黃色圓圈為正峰，紅色為負(fù)峰。紅色為負(fù)峰。v譜圖正負(fù)峰以不同的顏色表示以下圖藍(lán)色圓圈譜圖正負(fù)峰以不同的顏色表示以下圖藍(lán)色圓圈為正峰，紅色為負(fù)峰。也可以用實(shí)心表示正峰，為正峰，紅色為負(fù)峰。也可以用實(shí)心表示正峰，空心表示負(fù)峰。空心表示負(fù)峰。v其交叉峰為純吸收線形，對(duì)角線為色散型其交叉峰為純吸收線形，對(duì)角線為色散型v從相敏從相敏COSY可以直接讀出可以直接讀出J值。這里需求識(shí)別值。這里需求識(shí)別自動(dòng)巧合和被動(dòng)巧合。所謂的自動(dòng)巧合就是相關(guān)自動(dòng)巧合和被動(dòng)巧合。所謂的自動(dòng)巧合就是相關(guān)交叉峰直接的巧合。其他為被動(dòng)巧合。自動(dòng)巧合交叉峰直接的巧合。其他為被動(dòng)巧合。自動(dòng)巧合的每一對(duì)峰總是一正一負(fù)。被動(dòng)巧合

16、的交叉峰是的每一對(duì)峰總是一正一負(fù)。被動(dòng)巧合的交叉峰是相位一樣同為正或同為負(fù)相位一樣同為正或同為負(fù)AMXv與與COSY有關(guān)的實(shí)驗(yàn)自旋回波有關(guān)的實(shí)驗(yàn)自旋回波COSY(SECSY),雙量子相關(guān)譜雙量子相關(guān)譜DQC-COSY,同核接力相關(guān)譜同核接力相關(guān)譜RCT.有興趣有興趣的同窗，可以閱讀有關(guān)的書籍。的同窗，可以閱讀有關(guān)的書籍。這是二維碳骨架直接測(cè)定法，是確定碳原子銜接順序的實(shí)驗(yàn)，一種雙量子相關(guān)技術(shù)。是一種13C-13C化學(xué)位移相關(guān)譜。在質(zhì)子去偶的13C譜中，除了13C信號(hào)外，還有比它弱200倍的13C-13C巧合衛(wèi)星峰，13C-13C巧合含有豐富的分子構(gòu)造和構(gòu)型的信息。由于碳是組成分子骨架，它更能直

17、接反映化學(xué)鍵的特征與取代情況。 v但是由于但是由于13C天然豐度僅僅為天然豐度僅僅為1.1%，出現(xiàn)，出現(xiàn)13C-13C巧合的幾率為巧合的幾率為0。01，13C-13C巧合引起巧合引起的衛(wèi)線通常離的衛(wèi)線通常離13C強(qiáng)峰只需強(qiáng)峰只需20Hz左右，其強(qiáng)度左右，其強(qiáng)度又僅僅是又僅僅是13C強(qiáng)峰的強(qiáng)峰的1/200，這種弱峰往往出如，這種弱峰往往出如今強(qiáng)今強(qiáng)13C峰的腋部，加上旋轉(zhuǎn)邊帶，質(zhì)子去偶不峰的腋部，加上旋轉(zhuǎn)邊帶，質(zhì)子去偶不完全，微量雜質(zhì)的影響等要素，使完全，微量雜質(zhì)的影響等要素，使1JC-C測(cè)試非測(cè)試非常困難。利用雙量子躍遷的相位特性可以壓住常困難。利用雙量子躍遷的相位特性可以壓住強(qiáng)線，突出衛(wèi)線求

18、出強(qiáng)線，突出衛(wèi)線求出JC-C,并根據(jù)并根據(jù)Jc-c確定其相確定其相鄰的碳。一個(gè)碳原子最多可以有四個(gè)碳與之相鄰的碳。一個(gè)碳原子最多可以有四個(gè)碳與之相連，利用雙量子躍遷二維技術(shù)丈量巧合碳的雙連，利用雙量子躍遷二維技術(shù)丈量巧合碳的雙量子躍遷的頻率。量子躍遷的頻率。13C-13C同核巧合構(gòu)成二核同核巧合構(gòu)成二核體系體系A(chǔ)X,AB兩個(gè)巧合的兩個(gè)巧合的13C核能產(chǎn)生雙量核能產(chǎn)生雙量子躍遷，孤立的碳那么不能。子躍遷，孤立的碳那么不能。abcdefkabafibchfhfecdciedmhkhmabfOHHCdiehmkOHv它只需一個(gè)雙量子躍遷，其頻率正比于兩個(gè)巧它只需一個(gè)雙量子躍遷，其頻率正比于兩個(gè)巧合的

19、合的13C核的化學(xué)位移之和的平均值。所以假設(shè)核的化學(xué)位移之和的平均值。所以假設(shè)兩個(gè)碳具有一樣的雙量子躍遷頻率，即可以判兩個(gè)碳具有一樣的雙量子躍遷頻率，即可以判別，它們是相鄰。別，它們是相鄰。v在在INADEQUATE譜圖中譜圖中F1與與F2分別代表雙量子分別代表雙量子躍遷頻率和躍遷頻率和13C的衛(wèi)線，依次代表雙量子和單量的衛(wèi)線，依次代表雙量子和單量子躍遷頻率。譜圖中一個(gè)軸是子躍遷頻率。譜圖中一個(gè)軸是13C的化學(xué)位移，的化學(xué)位移，一個(gè)為雙量子躍遷頻率，其頻率正比于兩個(gè)巧一個(gè)為雙量子躍遷頻率，其頻率正比于兩個(gè)巧合的合的13C核的化學(xué)位移之和的平均值。因此譜圖核的化學(xué)位移之和的平均值。因此譜圖中中F

20、1=2F2的斜線兩側(cè)對(duì)稱分布著兩個(gè)相連的的斜線兩側(cè)對(duì)稱分布著兩個(gè)相連的13C原子信號(hào)，表示碳巧合對(duì)的單量子平均頻率原子信號(hào)，表示碳巧合對(duì)的單量子平均頻率與雙量子頻率間的關(guān)系，程度連線闡明一對(duì)巧與雙量子頻率間的關(guān)系，程度連線闡明一對(duì)巧合碳具有一樣的雙量子躍遷頻率，可以判別它合碳具有一樣的雙量子躍遷頻率，可以判別它們是直接相連的碳。依此類推可以找出化合物們是直接相連的碳。依此類推可以找出化合物中一切中一切13C原子銜接順序。原子銜接順序。18 - 11 - 16 - 15 - 17 - 13.三。三。NOESYNOESYNuclear Overhauser Effect Spectroscopy)

21、Nuclear Overhauser Effect Spectroscopy)o核間磁化傳送是經(jīng)過非相關(guān)作用傳送，這種傳送是靠交核間磁化傳送是經(jīng)過非相關(guān)作用傳送，這種傳送是靠交叉馳豫和化學(xué)交換來進(jìn)展。即樣品間偶極偶極傳送的。叉馳豫和化學(xué)交換來進(jìn)展。即樣品間偶極偶極傳送的。它的根本脈沖是：它的根本脈沖是：o/2-t1-/2-tm-/2-ACQoNOESY的根本序列在的根本序列在COSY序列的根底上，加一個(gè)固序列的根底上，加一個(gè)固定延遲和第三脈沖，以檢測(cè)定延遲和第三脈沖，以檢測(cè)NOE和化學(xué)交換的信息?；旌突瘜W(xué)交換的信息。混合時(shí)間合時(shí)間tm是是NOESY實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵參數(shù)，實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵參數(shù)，tm的選擇對(duì)檢

22、的選擇對(duì)檢測(cè)化學(xué)交換或測(cè)化學(xué)交換或NOESY效果有很大影響。選擇適宜的效果有很大影響。選擇適宜的tm,可在最后一個(gè)脈沖，產(chǎn)生最大的交換，或建立最大的可在最后一個(gè)脈沖，產(chǎn)生最大的交換，或建立最大的NOE.oNOESY的譜圖特征類似于的譜圖特征類似于COSY譜，一維譜中出現(xiàn)出譜，一維譜中出現(xiàn)出現(xiàn)現(xiàn)NOE的兩個(gè)核在二維譜顯示交叉峰。的兩個(gè)核在二維譜顯示交叉峰。NOESY可以在可以在一張譜圖上描畫出分子之間的空間關(guān)系。一張譜圖上描畫出分子之間的空間關(guān)系。COSY OF PBFNOESY of PBFCOSYCodeine的的NOESY6,7359101211Codeine在高場(chǎng)放大的在高場(chǎng)放大的NOE

23、SY1313181816171711148 - 7, 127 - 18, 183 - 5, 105 - 11, 16, 189 - 10, 17, 1710 - 1611 - 18, 16, 14, 1818 - 13, 1816 - 14, 1713 - 14, 17, 1713 - 17, 1717 - 17Table of NOEs 相敏相敏NOESY與與COSY類似，類似，NOESY也適用于相敏也適用于相敏方式。在這種相敏譜上，分辨率高，容方式。在這種相敏譜上，分辨率高，容易識(shí)別信號(hào)峰，而且譜線比非相敏方式易識(shí)別信號(hào)峰，而且譜線比非相敏方式的譜線狹窄，從而限制了假峰的產(chǎn)生，的譜線狹窄，

24、從而限制了假峰的產(chǎn)生，有效添加了靈敏度。有效添加了靈敏度。NONOphase-sensitive NOESY of strychnine. TOCSY脈沖序列：是一種旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系實(shí)驗(yàn)自旋鎖定實(shí)驗(yàn)，自旋鎖定是把是一種旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系實(shí)驗(yàn)自旋鎖定實(shí)驗(yàn)，自旋鎖定是把COSY序列中的第二脈沖以及序列中的第二脈沖以及NOESY序列中最后兩個(gè)脈沖序列中最后兩個(gè)脈沖包括混合時(shí)間，用一個(gè)長(zhǎng)射頻脈沖取代，把自旋沿著旋轉(zhuǎn)包括混合時(shí)間，用一個(gè)長(zhǎng)射頻脈沖取代，把自旋沿著旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的一個(gè)鎖定，在這種情況下不存在化學(xué)位移差，經(jīng)過發(fā)坐標(biāo)系的一個(gè)鎖定，在這種情況下不存在化學(xué)位移差，經(jīng)過發(fā)生標(biāo)量巧合的磁化轉(zhuǎn)移，導(dǎo)致了全部相關(guān)。生標(biāo)量巧

25、合的磁化轉(zhuǎn)移，導(dǎo)致了全部相關(guān)。TOCSY也有稱之為也有稱之為HOHAHA.可以提供自旋系統(tǒng)中巧合關(guān)聯(lián)信息?？梢蕴峁┳孕到y(tǒng)中巧合關(guān)聯(lián)信息。vHOHAHA是經(jīng)過交叉極化產(chǎn)生Hartmann-Hahn能量轉(zhuǎn)移，從而察看較低旋磁比核一種方法。它是經(jīng)過添加混合時(shí)間，使一個(gè)質(zhì)子的磁化矢量將重新分布到同一巧合網(wǎng)絡(luò)的一切質(zhì)子，得到多次的接力信息。由于添加混合時(shí)間，靈敏度降低，為理處理這一問題，采用高分辨相敏方法，交叉峰和對(duì)角峰都是吸收型，特別適用于具有獨(dú)立自旋體系的大分子，可進(jìn)一步判別證明COSY中因信號(hào)嚴(yán)重重疊而呵斥的不確定結(jié)果。選擇適當(dāng)?shù)膮?shù)可經(jīng)過一次實(shí)驗(yàn)得到獨(dú)立自旋體系一切質(zhì)子相關(guān)信息。2d-HOHA

26、HA的特點(diǎn)是：經(jīng)過改動(dòng)t1測(cè)定，將同核Hartmann-Hahn躍遷信號(hào)沿化學(xué)位移二維展開，并用一個(gè)脈沖序列測(cè)得多重接力COSY。在復(fù)雜巧合體系1H信號(hào)歸屬于解析中，而且在肽類，核苷，蛋白質(zhì)等發(fā)揚(yáng)宏大的作用。質(zhì)子質(zhì)子 a, b, c and d 構(gòu)成構(gòu)成 自旋體系既一個(gè)巧合網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)自旋體系既一個(gè)巧合網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng), CH3CH2構(gòu)成另外一個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，這是兩個(gè)獨(dú)立的自旋體系構(gòu)成另外一個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，這是兩個(gè)獨(dú)立的自旋體系 ， COSY spectrum, CH2 a與與 CH2 b.相關(guān)而在相關(guān)而在 TOCSY spectrum,它不僅顯示與質(zhì)子它不僅顯示與質(zhì)子b相關(guān)，而且也與相關(guān)，而且也與 it wou

27、ld also show correlations to 兩個(gè)兩個(gè)CH2 c and d.相關(guān)。相關(guān)。 TOCSY of codeineCOSYTOCSY391012111816,13,14,13183,163,53,163,953-103,103,5 Table of TOCSY peaks:Table of TOCSY peaks:( indicates the more upfield of geminal CH2 protons)8 - 73 - 5, 9, 10, 165 - 9, 10, b11, 169 - 10, 16, OH, H2O10 - 16, OH, H2O11 -

28、16, 18, 1818 - 16, 1816 - 1813 - 13, 17, 1713 - 17, 1717 - 17v假設(shè)采用一個(gè)弱自旋鎖場(chǎng)，那么在旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)體系中產(chǎn)生交叉馳豫NOE,得到ROESY譜Rotating NOE),即旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中的NOE加強(qiáng)譜。又稱之CAMELSPIN譜。它類似于NOESY，能提供空間間隔相近的核的相關(guān)信息。它的根本序列與TOCSY類似，但采用低功率自旋鎖場(chǎng)，可由延續(xù)波照射或一系列小脈沖角脈沖組成混合脈沖。v根本序列：/2-t1-(CW)X-ACQvROESY 與NOESY區(qū)別：vNOESY在分子量大和小的分子體系中，靈敏度很高。小分子的快速運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生NOE,

29、大分子的或降溫產(chǎn)生負(fù)NOE.而中等分子3001500或特殊外形分子，在NOESY中得不到交叉峰。v而ROESY交叉峰與分子量的大小無關(guān)。v由于ROESY是低的功率實(shí)驗(yàn)，可以檢測(cè)到小的相互作用。v所謂異核化學(xué)位移相關(guān)譜是兩個(gè)不同核所謂異核化學(xué)位移相關(guān)譜是兩個(gè)不同核的頻率經(jīng)過標(biāo)量巧合建立起來的相關(guān)譜的頻率經(jīng)過標(biāo)量巧合建立起來的相關(guān)譜.運(yùn)用最廣泛的是運(yùn)用最廣泛的是1H-13C COSY. v1.1H-13C COSY.v常規(guī)的常規(guī)的1H-13C COSY是指直接相連的是指直接相連的C-H之間的巧合相關(guān)之間的巧合相關(guān)1JCH。該實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是選擇一個(gè)適宜的混合期，以使該實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是選擇一個(gè)適宜的混合期，

30、以使13C核和氫核的信息充核和氫核的信息充分轉(zhuǎn)移，即選擇適宜的分轉(zhuǎn)移，即選擇適宜的12。v1H-13C-COSY譜圖中F2為13C化學(xué)位移，F(xiàn)1為1H化學(xué)位移，沒有對(duì)角峰，其交叉峰闡明C-H巧合的信息。解析時(shí)，可以從一知的氫核信號(hào)，根據(jù)相關(guān)關(guān)系，即可找到與之相連的13C信號(hào)，反之亦然?？梢詮淖V圖中得到1JC-H的構(gòu)造信息。13C-1H COSY2-丁烯酸乙酯OOBAADCBv7.7v8.15v7.4v7.5111.6120.6122.6127和和1H-13C-COSY序列根本一樣，只是在序列根本一樣，只是在COLOC譜中的譜中的1，2對(duì)應(yīng)于遠(yuǎn)程對(duì)應(yīng)于遠(yuǎn)程C-H巧合常數(shù)巧合常數(shù)nJ(2JCH,3

31、JCH),而不是而不是1JCH.得到一鍵得到一鍵以上的以上的CH巧合相關(guān)信息，建立巧合相關(guān)信息，建立C-C之間的關(guān)聯(lián)，可以躍過之間的關(guān)聯(lián)，可以躍過N,O等其等其它官能團(tuán)。成為推導(dǎo)構(gòu)造歸屬信號(hào)，處理由于屏蔽效應(yīng)難以處理的它官能團(tuán)。成為推導(dǎo)構(gòu)造歸屬信號(hào)，處理由于屏蔽效應(yīng)難以處理的季碳?xì)w屬的有力工具。由于該方法可以將季碳和相鄰碳的質(zhì)子相關(guān)，季碳?xì)w屬的有力工具。由于該方法可以將季碳和相鄰碳的質(zhì)子相關(guān)，對(duì)于確定對(duì)于確定C-C銜接非常有效。銜接非常有效。v常規(guī)的1H-13C-COSY沒有季碳和其它質(zhì)子的相關(guān)峰。COLOC 譜圖類似于C-H-COSY,兩個(gè)坐標(biāo)F1,F2)是化學(xué)位移，交叉峰也類似于C-H-C

32、OSY，只是出現(xiàn)了小巧合的相關(guān)峰。COLOC最大的缺陷是相關(guān)峰中包含一切的1JCH信號(hào)。解析譜圖時(shí)一定要對(duì)照C-H-COSY。確定1JCH,分辨出2JCH,3JCH.7.78.157.47.5127122.6120.6111.6ADCB7.78.157.47.57.78.157.47.5111.6120.6122.6127.0O1234567.7(d,1H,J=9.0,H-1),8.15(d,1H,j=8.8Hz,H-4)7.5(dd,1H,J=9.0,0.8Hz,H-3),7.4(dd,1H,8.8,1.2Hz,H-2)111.6(d,C-1),122.6(d,C-2),127.0(d,c-

33、3),120.6(d,c-4)156.2(s,c-5),124.2(s.c-6)v常見的核磁是選擇m=1的單量子躍遷。在偶極相互作用及其影響下，自旋體系的能級(jí)不再由單一態(tài)波函數(shù)，而變成混合態(tài)，能夠出現(xiàn)m=0，2，3。的躍遷，稱之為多量子躍遷。多量子躍遷指的是不滿足選擇m = 1躍遷。其中m表示體系的總磁量子數(shù)，它們按照m 2, 3。v稱為n量子躍遷，而不問詳細(xì)含幾個(gè)躍遷。v產(chǎn)生的多量子躍遷不能直接察看到，要把它變回可察看的單量子躍遷才干進(jìn)展檢測(cè)，得到S(t1,t2)后經(jīng)過傅立葉變換得到頻率譜。常見的多量子躍遷譜有HMQC,HMBC.與1H-13CCOSY,COLOC譜類似。由于多量子相關(guān)轉(zhuǎn)移，

34、使其靈敏度大大提高。對(duì)于測(cè)定時(shí)間相等的條件下所需的樣品量為：vINADEQUATE 200mg (400mM)v1H-13CCOSY 510mg(20mM)vCOLOC 510mg(20mM)vHMQC 1mg(5mM)vHMBC 23mg(7mM)v因此這兩種方法為分子量大的微量樣品的測(cè)定提供了寬廣的前景。vHMQC是將1H信號(hào)的振幅及相位分別依13C化學(xué)位移及1H間的同核化學(xué)巧合信息調(diào)制，并經(jīng)過直接檢測(cè)調(diào)制后的1H信號(hào)，獲得13C-1H化學(xué)位移相關(guān)數(shù)據(jù)。它所提供的信息及譜圖與1H-13CCOSY完全一樣。及圖上的兩個(gè)坐標(biāo)分別是1H,13C化學(xué)位移，直接相連的13C與1H將在對(duì)應(yīng)的13C化學(xué)

35、位移與1H化學(xué)位移的交點(diǎn)處給出相關(guān)信號(hào)。不能得到季碳的構(gòu)造信息。HMQC of Codeine13CAssignment6.611386.512075.713335.312854.89194.266103.856123.359113.0 & 2.320182.640162.6 & 2.446132.443142.0 & 1.83617v這個(gè)實(shí)驗(yàn)有一個(gè)變化，顯示CH2與CH,CH3有不同的相位。CH2顯示負(fù)的相位，在以下圖中用紅色表示。在Codeine中的三個(gè)CH2很容易識(shí)別。這種技術(shù)稱之為HSQC-DEPT spectrum. HSQC-DEPT of CodeinevHMBC是一種測(cè)定遠(yuǎn)程1

36、H-13C相關(guān)的非常靈敏的方法，它給出遠(yuǎn)程1H-13C相關(guān)信息。特別是適用于檢測(cè)與甲基有遠(yuǎn)程巧合的碳2JCH,3JCH).其根本原理是：經(jīng)過1H檢測(cè)異核多量子相關(guān)調(diào)制，選擇性地添加某些碳信號(hào)的靈敏度，是孤立的自旋體系相關(guān)聯(lián)，而組成一個(gè)整體分子。對(duì)于質(zhì)子相隔兩個(gè)，三個(gè)鍵 2JCH,3JCH的碳，提供了有效的相關(guān)信息，抑制了直接巧合的1JCH信號(hào)強(qiáng)度是譜圖簡(jiǎn)化。該法適用于具有眾多甲基地天然產(chǎn)物，如三萜化合物，甾醇化合物的構(gòu)造鑒定。vHMBC可高靈敏度地檢測(cè)13C-1H遠(yuǎn)程巧合 2JCH,3JCH，因此可得到有關(guān)季碳的構(gòu)造信息及其被雜原子切斷地1H巧合系統(tǒng)之間的構(gòu)造信息。紅線表示芳環(huán) H-8 對(duì) C

37、-1 和C-6 (三鍵 巧合) 和一個(gè)弱巧合 C-2, 二鍵巧合.。H-7, 與C-2 and C-4, 三鍵巧合.在此圖中，顯示的是脂肪氫與芳環(huán)碳的巧合相關(guān)。在左下角顯示甲氧基與C-2的三鍵巧合。闡明芳環(huán)碳上銜接甲氧基。H-18兩個(gè)質(zhì)子與C-7和C-4相關(guān)三鍵巧合，與C-6相關(guān)兩鍵巧合。H-17 to C-4.相關(guān)。 這是脂肪氫與脂肪碳的巧合相關(guān) H-11 to C-14 and/or C-15H-18 to C-16, C-11H-13 to C-17, C-14 and/or C-15, C-11H-14 to C-13 and C-11H-18 to C-11H-17 to C14 a

38、nd/or C-15, C-13H-11 to C-14 and/or C-15H-18 to C-16, C-11H-13 to C-17, C-14 and/or C-15, C-11H-14 to C-13 and C-11H-18 to C-11H-17 to C14 and/or C-15, C-13) 2.27(3H,s,2-CH3), 2.65(3H,s,5-CH3),5.98(1H,d,J=0.6Hz,H-3), 6.61(2H,m ,H-6,8),10.57(1H,s,7-OH10.57169.2(C-2), 116.1(C-3),183.7(C-4),146.9(C-5),

39、 121.9(C-6), 166.3(C-7),105.9(C-8),164.5(C-9),119.6(C-10),24.7(2-CH3),27.8(5-CH3) 解析解析1 1。不飽和度。不飽和度11115 51 17 7，4 4對(duì)對(duì)sp2sp2雜化碳，一個(gè)酮羰基，有兩個(gè)環(huán)構(gòu)造。雜化碳，一個(gè)酮羰基，有兩個(gè)環(huán)構(gòu)造。2 2。分子的對(duì)稱性從。分子的對(duì)稱性從13CNMR13CNMR譜圖看有譜圖看有1111個(gè)信號(hào)，闡明分子沒有對(duì)稱性。個(gè)信號(hào)，闡明分子沒有對(duì)稱性。3 3。根據(jù)。根據(jù)DEPTDEPT確定化合物的碳的原子級(jí)數(shù)確定化合物的碳的原子級(jí)數(shù)有二個(gè)甲基有二個(gè)甲基 C24.7,27.8. C24.7,27.8.三個(gè)三個(gè)sp2sp2雜化烯雜化烯CHCH碳