關(guān)于磁共振波譜儀幾個(gè)疑難問題的解答
磁共振波譜儀來源于原子核能級(jí)間的躍遷。只有置于強(qiáng)磁場中的某些原子核才會(huì)發(fā)生能級(jí)分裂,當(dāng)吸收的輻射能量與核能級(jí)差相等時(shí),就發(fā)生能級(jí)躍遷而產(chǎn)生核磁共振信號(hào)。
用一定頻率的電磁波對(duì)樣品進(jìn)行照射,可使特定化學(xué)結(jié)構(gòu)環(huán)境中的原子核實(shí)現(xiàn)共振躍遷,在照射掃描中記錄發(fā)生共振時(shí)的信號(hào)位置和強(qiáng)度,就得到核磁共振譜。核磁共振譜上的共振信號(hào)位置反映樣品分子的局部結(jié)構(gòu),信號(hào)強(qiáng)度則往往與有關(guān)原子核在樣品中存在的量有關(guān)。
磁共振波譜儀是一個(gè)非常有用的結(jié)構(gòu)解析工具,化學(xué)位移提供原子核環(huán)境信息,譜峰多重性提供相鄰基團(tuán)情況以及立體化學(xué)信息,偶合常數(shù)值大小可用于確定基團(tuán)的取代情況,譜峰強(qiáng)度可確定基團(tuán)中質(zhì)子的個(gè)數(shù)等。一些特定技術(shù),如雙共振實(shí)驗(yàn)、化學(xué)交換、使用位移試劑、各種二維譜等,可用于簡化復(fù)雜圖譜、確定特征基團(tuán)以及確定偶合關(guān)系等。
對(duì)于結(jié)構(gòu)簡單的樣品可直接通過氫譜的化學(xué)位移值、偶合情況及每組信號(hào)的質(zhì)子數(shù)來確定,或通過與文獻(xiàn)值比較確定樣品的結(jié)構(gòu),以及是否存在雜質(zhì)等。與文獻(xiàn)值比較時(shí),需要注意一些重要的實(shí)驗(yàn)條件,如溶劑種類、樣品濃度、化學(xué)位移參照物、測定溫度等的影響。對(duì)于結(jié)構(gòu)復(fù)雜或結(jié)構(gòu)未知的樣品,通常需要結(jié)合其他分析手段,如質(zhì)譜等方能確定其結(jié)構(gòu)。
疑難解答
1.元素周期表中所有元素都可以測出磁共振波譜儀嗎?
不是。首先,被測的原子核的自旋量子數(shù)要不為零;其次,自旋量子數(shù)好為1/2;第三,被測的元素(或其同位素)的自然豐度比較高。
2.配制樣品為什么要用氘代試劑?怎樣選擇氘代試劑?
因?yàn)闇y試時(shí)溶劑中的氫也會(huì)出峰,溶劑的量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于樣品的量,溶劑峰會(huì)掩蓋樣品峰,所以用氘取代溶劑中的氫,氘的共振峰頻率和氫差別很大,氫譜中不會(huì)出現(xiàn)氘的峰,減少了溶劑的干擾。在譜圖中出現(xiàn)的溶劑峰是氘的取代不*的殘留氫的峰。
另外,在測試時(shí)需要用氘峰進(jìn)行鎖場。由于氘代溶劑的品種不是很多,要根據(jù)樣品的極性選擇極性相似的溶劑,氘代溶劑的極性從小到大是這樣排列的:丙酮、二甲亞砜、吡啶、甲醇、水。還要注意溶劑峰的化學(xué)位移,不要遮擋樣品峰。
3.解析合成化合物的譜、植物中提取化合物的譜和未知化合物的譜,思路有什么不同?
合成化合物的結(jié)果是已知的,只要用譜和結(jié)構(gòu)對(duì)照就可以知道化合物和預(yù)定的結(jié)構(gòu)是否一致。對(duì)于植物中提取化合物的譜,首先應(yīng)看是哪一類化合物,然后用已知的文獻(xiàn)數(shù)據(jù)對(duì)照,看是否為已知物,如果文獻(xiàn)中沒有這個(gè)數(shù)據(jù)則繼續(xù)測DEPT譜和二維譜,推出結(jié)構(gòu)。對(duì)于一個(gè)全未知的化合物,除測核磁共振外,還要結(jié)合質(zhì)譜、紅外、紫外和元素分析,一步步推測結(jié)構(gòu)。