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实用核磁技术实验部分核磁共振波谱仪HarvardMedicalSchool：BrukerAvance(sgu)900*BrukerAvance(sgu)750BrukerAvance(aqr)600BrukerAvance(sgu)500BrukerAvance(aqr)500VarianUnityInova600VarianUnityInova500VarianUnity+400*VarianMercury200*核磁共振波谱仪北大中科院武汉物理所核磁共振波谱仪核磁共振波谱仪－－－磁体和探头核磁共振波谱仪－－－磁场强度核磁共振波谱仪－－－磁场强度耦合常数的值(Hz)与谱仪频率无关。在不同频率的谱仪下得到的化学位移值(ppm)是相同的。在低频率谱仪上相互交错的多重峰，在高频率的谱仪可能清晰地分开。60MHz300MHz60MHz300MHz核磁共振波谱仪－－－磁场强度NOESYonDNA-sample600MHz700MHz800MHz核磁共振波谱仪－－－探头正向探头更有利于质子以外的核的检测，例如13C，31P反向探头跟有利于质子及通过质子进行检测的二维谱，例如COSY，NOESY等核磁共振波谱仪－－－基本注意事项高磁场：不要将金属质地，尤其是铁质地的物品带入离磁体较近的地带。不要将磁卡一类物品带入离磁体较近的地带。装有心脏起搏器的人不要进入离磁体较近的地带。5gauss300MHz：0.8m400MHZ：1.2m600MHz：1.5m探头：核磁管下部不能有裂纹进入探头的深度要适当一旦样品破碎立即联系管理员样品和样品管样品：纯净，干燥，溶液内无灰尘或沉淀尤其不应含有铁磁性杂质。特殊条件下需要过滤或除氧易分解的金属有机化合物通过氧化铝过滤除氧方法：通氮气/氩气，或冷冻法黏度不要过高（影响驰豫时间），黏度越大，分辨率越差，样品可适度稀释来提高分辨率。溶液内的灰尘会使谱线明显变宽而降低分辨率，再好的匀场也无法解决该问题对于氢谱，3到10毫克样品足够。对于分子量较大的样品，有时需要浓度更大的溶液。但浓度太大会因饱和或者粘度增加而降低分辨率。对于碳谱和杂核，样品浓度至少为氢谱的5倍（一般在20～50毫克）。对于二维实验，为了获得较好的信噪比，样品浓度必须够浓。根据经验，25毫克样品足以完成所有实验，包括氢碳相关HMBC实验。如果样品只有1到5毫克，只能完成均核氢氢相关实验，是与碳相关的实验至少需要过夜。样品的量样品和样品管样品管：匀质，清洁，不携带铁磁性物质不要用洗液洗涤，以免带入很难除去的顺磁杂质不要在温度太高的烘箱里直立烘太久样品管的直径：5mm最常用3mm用于样品量很少的样品，利于高浓度观察10mm用于观测低灵敏度核或溶解度受限制的样品溶液体积：5mmprobe0.4-0.6ml3mmprobe0.1-0.15ml样品和样品管样品管处于合适的高度，使样品处于磁场的最强且最均匀的部分。足够的溶液高度，4.5～5cm。保持样品高度或者体积一致。这将减少换样品后的匀场时间。对于5毫米核磁管，样品体积应为0.6毫升或者样品高度为4～4.5厘米。太低的溶液高度使匀场所需时间大大增加，而且很难得到高质量的谱图。太高的溶液高度使溶液过度被稀释，而达到某一要求的信噪比的时间，与溶液的浓度的平方成反比。不要为了增加浓度而过分缩小溶液的体积。谱仪的磁场强度越高，仪器灵敏度也高，对于污染物、样品制备不好和不好的样品管的灵敏度也增加。样品和样品管样品和样品管氘代溶剂谱议靠氘信号锁场以调节稳定的B0(0.1of300000000Hz)和匀场与样品不发生化学反应。溶解度：越大越好，以增加实验的灵敏度溶剂信号对样品的干扰：越小越好，尽量不与谱峰范围重叠温度可靠性：在实验温度下不会挥发或凝固，溶解度不会受太大影响粘滞性：粘滞性越小，分辨率越好水含量：几乎所有核磁溶剂里都有痕量或更多的水水的存在会降低谱图的质量除水：干燥剂过滤，分子筛储存氘代溶剂一般要求：惰性，低沸点，价格尽量便宜首选溶剂：CDCl3尖锐的单峰，7.26ppm沸点60.8°C100ml￥520其它常见氘代溶剂：CD3COCD3Benzene－d6DMSO－d6在不同的溶剂中化学位移稍有变化。一般在0.1ppm之内。加入氘代苯或氘代吡啶，可能引发较明显的变化。高温：DMSO－d6，toluene－d8低温：CD2Cl2，CD3OD，THF－d4溶剂对化学位移的影响氢键p-p作用构象变化苯、乙腈等分子具有强的磁各向异性。在样品中加入少量此类物质，会对样品分子的不同部位产生不同的屏蔽作用。这种效应称溶剂效应。如在1HNMR测试中，使用CDCl3作溶剂，若有些峰组相互重叠，可滴加几滴氘代苯溶剂，由于C6D6的各向异性，容易接近样品分子的正端而远离负端，使得值相近的峰组有可能分开，从而使谱图简化，便于解析。溶剂对化学位移的影响溶剂对化学位移的影响Changingsolventcanbeusedtoimprovedispersionofchemicalshifts溶剂对化学位移的影响氘代溶剂氘代溶剂氘代溶剂mult.氘代溶剂CDCl3(CD3)2CO(CD3)2SOC6D6CD3CNCD3ODD2OC5D5N残余溶剂峰7.262.052.507.161.943.314.797.207.578.72水峰brs1.562.843.330.402.134.874.794.96CHCl3s7.268.028.326.157.587.90(CH3)2COs2.172.092.091.552.082.152.22(CH3)2SOs2.622.522.541.682.502.652.71C6H6s7.367.367.377.157.377.33CH3CNs2.102.052.071.551.962.032.06CH3OHCH3,sOH,s3.491.093.313.123.164.013.073.282.163.343.34C5H5NCH(2),mCH(3),mCH(4),m8.627.297.688.587.357.768.587.397.798.536.666.988.577.337.738.537.447.858.527.457.878.727.207.57CH3COOC2H5CH3,sCH2,qCH3,t2.054.121.261.974.051.201.994.031.171.653.890.921.974.061.202.014.091.242.074.141.24CH2Cl2s5.305.635.764.275.445.49n-hexaneCH3,tCH2,m0.881.260.881.280.861.250.891.240.891.280.901.29C2H5OHCH3,tCH2,q1.253.721.123.571.063.440.963.341.123.541.193.601.173.65氘代溶剂氘代溶剂CDCl3(CD3)2CO(CD3)2SOC6D6CD3CNCD3ODD2OC5D5N溶剂峰77.16206.2629.8439.52128.061.32118.2649.00-123.44135.43149.84CHCl377.3679.1979.1677.7979.1779.44(CH3)2CO207.0730.92205.8730.60206.3130.56204.4330.14207.4330.91209.6730.67215.9430.89(CH3)2SO40.7641.2340.4540.0341.3140.4539.39C6H6128.37129.15128.30128.62129.32129.34CH3CN116.431.89117.601.12117.911.03116.020.20118.261.79118.060.85119.681.47CH3OH50.4149.7748.5949.9749.9049.8649.50C5H5N149.90123.75135.96150.67124.57136.56149.58123.84136.05150.27123.58135.28150.76127.76136.89150.07125.53138.35149.18125.12138.27CH3COOC2H521.04171.3660.4914.1920.83170.9660.5614.5020.68170.3159.7414.4020.56170.4460.2114.1921.16171.6860.9814.5420.88172.8961.5014.4921.15175.2662.3213.92CH2Cl253.5254.9554.8453.4655.3254.78n-hexane14.1422.7031.6414.3423.2832.3013.8822.0530.9514.3223.0431.9614.4323.4032.3614.4523.6832.73C2H5OH18.4158.2818.8957.7218.5156.0718.7257.8618.8057.9618.4058.2617.4758.05化学位移内标一般要求：惰性，低沸点，有尖锐的峰，尽量与大部分化合物的出峰位置不重叠无论内标还是外标，实际化学位移值随温度变化而变化，而标准物本身就受温度的影响。如温度每改变30K，TMS质子共振信号将变化0.1ppm。因此，如果做变温试验，最好标明详细的实验过程。H3CSiCH3CH3CH3OOTMSDDDDNaDSA1H，13C：TMSbp：26－28oC12质子，尖锐的单峰，屏蔽高于绝大多数质子水溶液中：TSP－d4化学位移内标化学位移内标1HTMSTSP-d4(aq.)13CTMS1,4-dioxan(67.5ppm),TSP-d4(aq.)14N15NCH3NO2NH3(liq.),NH4NO2(aq.)17OH2O19FCFCl329SiTMS31PH3PO4(85%)10B,11BBF3·Et2OH2BO3(aq.)6Li，7LiLiCl(0.1or1M)使用位移试剂能使样品的质子信号发生位移的试剂叫做位移试剂。镧系元素的络合物能与有机化合物中某些功能团相互作用，从而影响外围电子对质子的屏蔽效应，选择性地增加了各氢的化学位移。使用位移试剂某些镧系金属的可以与含氧或氮的化合物形成配合物，由于镧系金属离子的顺磁性，距离金属离子较近的原子核被更多地去屏蔽，因而有较高的化学位移，而距离金属离子较远的原子核受到的影响很小，从而是原本叠加的峰分开。谱仪的调试及参数的设定目的：获得最高的灵敏度和分辨率保障实验的可重复性一般通用实验过程：进样调出标准参数样品的平衡过程探头的调谐锁场匀场（优化磁场的均匀程度）收集信号探头的调谐和匹配每个探头对不同频率的信号的灵敏度不同调谐：调整探头电路（可调电容）以获得相应发射频率最大的灵敏度匹配：调节探头的线路阻抗以使能量最大限度地被传递到线圈中调谐和匹配的结果与探头，溶剂和样品体积相关进行杂核或二维谱测定时，需要调节探头的调谐和匹配探头的调谐和匹配badmatchingandtuningbadmatching,goodtuninggoodmatching,badtuninggoodmatchingandtuningTuningandmatchingaffecteachother.探头的调谐和匹配锁场（locking）这个超导磁体的范围很大，而所有观察的磁场只是其中的一小部分，所以要用某种物质的信号做为标准，锁定欲观察的频率范围。氘代溶剂里的D信号。BrukerVarian锁场（locking）Locklevel的最佳范围在80～100％之间。建议相应提高lockgain而使用较低的lockpower。Lockpower太高时，会导致对样品产生影响的能量在驰豫过程中无法被完全消散掉，进而导致溶液的过热及谱图质量的下降，称为saturation。调节lockpower使锁场信号的强度大约为最高值的～80％。匀场（Shimming）2