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1、LOGO核磁共振波谱核磁共振波谱 NMRNuclear Magnetic Resonance Spectroscopy学术汇报学术汇报汇报人：吴育汇报人：吴育南京中医药大学Nanjing University of Traditional Chinese Medicine核磁共振波谱核磁共振波谱 NMR核磁共振波谱核磁共振波谱 NMR的现代应用的现代应用NMR发展简史、发展简史、核磁共振理论基础、核磁共振波谱仪核磁共振理论基础、核磁共振波谱仪自旋自旋-自旋耦合自旋耦合spin-spin coupling、化学位移与化学结构、化学位移与化学结构的关系、影响因素、解析方法的关系、影响因素、解析方法
2、去偶差光谱去偶差光谱DDS、NOE差光谱、差光谱、INEPT谱、谱、DEPT谱、二谱、二维维NMR谱（谱（2D分解谱、分解谱、2D相关谱、相关谱、2D-INADEQUATE谱、谱、HMQC谱及谱及TOCSY谱谱核磁共振氢谱核磁共振氢谱核磁共振氢谱核磁共振氢谱1 1H NMRH NMR核磁共振原理及仪器简介核磁共振原理及仪器简介核磁共振波谱核磁共振波谱 NMRNuclear Magnetic Resonance Spectroscopy核磁共振原理及仪器简介核磁共振原理及仪器简介19241952195319912002NMR发展简史发展简史p1924年年Pauli W.假假设设特定的特定的原子核
3、具有原子核具有自旋和磁矩，自旋和磁矩，放入磁场中放入磁场中会产生能级会产生能级分裂分裂p 1952年年Standford大大学的学的Bloch和和Harvard大学的大学的Purcell独立证独立证实了上述假设。获实了上述假设。获Nobel Prize。1953年，年，第一台第一台NMR仪器仪器FT-NMRp1991,Ernst 对对高分辨核磁共振高分辨核磁共振方法发展（获方法发展（获Nobel Prize）2002年年（生物大分（生物大分子的核磁分子的核磁分析）析）美、日、美、日、瑞科学家同瑞科学家同时获得二项时获得二项诺贝尔奖。诺贝尔奖。核磁共振原理及仪器简介核磁共振原理及仪器简介NMR利
4、用磁场中的磁性原子核吸收电磁波时产利用磁场中的磁性原子核吸收电磁波时产生的能级分裂与共振现象。生的能级分裂与共振现象。原子核是带正电荷的粒子，其自旋将产生磁原子核是带正电荷的粒子，其自旋将产生磁场。形成的这一小磁体称为磁偶极子。场。形成的这一小磁体称为磁偶极子。核磁共振理论基础核磁共振理论基础NSNSSNNS自旋量子数自旋量子数I与原子核组成与原子核组成(质子数质子数p与中子与中子数数n)的经验规律的经验规律核磁共振的产生的条件核磁共振的产生的条件核磁共振原理及仪器简介核磁共振原理及仪器简介 I 0的核为磁性核，可以产生的核为磁性核，可以产生NMR信号信号I=0的核为非磁性核，无的核为非磁性核
5、，无NMR信号。信号。I=1/2的原子核，其电荷均匀分布于原子核表面，这样的原子核的原子核，其电荷均匀分布于原子核表面，这样的原子核不具有四极矩，其核磁共振的谱线窄，最宜于核磁共振检测。不具有四极矩，其核磁共振的谱线窄，最宜于核磁共振检测。核磁共振原理及仪器简介核磁共振原理及仪器简介一个自旋磁场方向与外加磁场（一个自旋磁场方向与外加磁场（H0）方向一致，处于低能态，）方向一致，处于低能态，m+1/2，其能量，其能量E+1/2=HH0 （自旋磁矩（自旋磁矩外加磁场外加磁场强度）强度）另一个自旋磁场方向（磁矩）与外加磁场方向相反，处于高能态，另一个自旋磁场方向（磁矩）与外加磁场方向相反，处于高能态
6、，m1/2，其能量，其能量E-1/2=+HH0 ；核磁共振原理及仪器简介核磁共振原理及仪器简介核磁共振的条件核磁共振的条件:二个频率相等（二个频率相等（电磁波的频率与该核的回旋频率电磁波的频率与该核的回旋频率相等相等）质子跃迁时需要的能量：质子跃迁时需要的能量：E=2HH0电磁波的能量：电磁波的能量：E=h发生核磁共振时发生核磁共振时：E=E 所以所以 h=2HH0 H：自旋磁矩（：自旋磁矩（2.79核磁子，核磁子，1.4110-23尔格尔格/高斯）高斯）H0：外加磁场强度 h：普朗克常数(6.625610-27尔格/秒）：电磁波频率核磁共振原理及仪器简介核磁共振原理及仪器简介数据处理及记录数
7、据处理及记录探头探头高频电磁波发生高频电磁波发生器及接受器器及接受器外加磁场外加磁场核磁共振波谱仪 nuclear magnetic resonance spectrometer核磁共振原理及仪器简介核磁共振原理及仪器简介超导磁铁超导磁铁 superconductive magnet200MHz以上高频谱仪采用超导磁体利用铌钛合以上高频谱仪采用超导磁体利用铌钛合金在液氦中金在液氦中(温度温度4K)的超导性质。只要不破坏超的超导性质。只要不破坏超导状态，及时补充液氦，则磁场强度不变。导状态，及时补充液氦，则磁场强度不变。超导核磁共振波谱仪：超导核磁共振波谱仪：200-400HMz；可 高达600
8、-700HMz探头探头产生固产生固定频率定频率的探头的探头作用作用双核探头：双核探头：1H，13C四核探头：四核探头：1H，31P，13C，15N发射脉冲发射脉冲电磁波电磁波圆柱形，圆柱形，在磁体中心，放样品管。在磁体中心，放样品管。样品管外样品管外径径5mm的玻璃管的玻璃管,测量过程中旋转测量过程中旋转,磁场作用均匀。磁场作用均匀。检测核磁检测核磁共振信号共振信号连续波连续波连续波连续波NMRNMR仪器仪器仪器仪器(CW-NMR)(CW-NMR)脉冲脉冲脉冲脉冲FT-NMR FT-NMR 样品样品利用利用率低率低灵敏灵敏度低度低分辨分辨率低率低高频电磁波发生器高频电磁波发生器任一瞬间只有一任
9、一瞬间只有一种原子核处于共种原子核处于共振状态，其它核振状态，其它核处于等待状态处于等待状态样品样品利用利用率高率高灵敏灵敏度高度高分辨分辨率高率高在脉冲作用下，在脉冲作用下，该同位素的所有该同位素的所有核同时共振核同时共振一般一般1H-NMR测量测量累加累加10-20次，需时次，需时1分左右；分左右；13C-NMR测量需时数分测量需时数分。测定时测定时间短间短样品的制备样品的制备标样浓度标样浓度溶剂溶剂试样浓度试样浓度5-10%；需要纯；需要纯样品样品15-30 mg；傅立叶变换核傅立叶变换核磁共振波谱仪需磁共振波谱仪需要纯样品要纯样品1 mg氘代溶剂氘代溶剂（四甲基硅（四甲基硅烷烷 TMS
10、）1%；1H谱谱 四四氯化碳，氯化碳，二硫化碳二硫化碳氯仿，丙酮、氯仿，丙酮、苯、二甲基亚苯、二甲基亚砜的氘代物；砜的氘代物；样品的制备样品的制备在测试样品时，选择在测试样品时，选择合适的溶剂配制样品合适的溶剂配制样品溶液，样品的溶液应溶液，样品的溶液应有较低的粘度，否则有较低的粘度，否则会降低谱峰的分辨率。会降低谱峰的分辨率。若溶液粘度过大，应若溶液粘度过大，应减少样品的用量或升减少样品的用量或升高测试样品的温度高测试样品的温度（通常是在室温下测（通常是在室温下测试）。试）。对碳谱和氢谱，基准物质最常用对碳谱和氢谱，基准物质最常用TMS(四甲基四甲基硅烷硅烷)。对于核磁共振氢谱对于核磁共振氢
11、谱的测量，应采用氘的测量，应采用氘代试剂以便不产生代试剂以便不产生干扰信号。干扰信号。对低、中极性的样对低、中极性的样品，最常采用氘代品，最常采用氘代氯仿作溶剂，极性氯仿作溶剂，极性大的化合物可采用大的化合物可采用氘代丙酮、重水等。氘代丙酮、重水等。为测定化学位移值，为测定化学位移值，需加入一定的基准物需加入一定的基准物质质,即内标。若出于溶即内标。若出于溶解度或化学反应性等解度或化学反应性等的考虑，基准物质不的考虑，基准物质不能加在样品溶液中，能加在样品溶液中，可将液态基准物质可将液态基准物质（或固态基准物质的（或固态基准物质的溶液）封入毛细管再溶液）封入毛细管再插到样品管中，称之插到样品管
12、中，称之为外标。为外标。核磁共振原理及仪器简介核磁共振原理及仪器简介测测 定定 方方 法法 装有试样液的试样管放到磁场强度很装有试样液的试样管放到磁场强度很大的两块电磁铁中间，用射频振荡器高大的两块电磁铁中间，用射频振荡器高度稳定地发出固定频率的电磁波（度稳定地发出固定频率的电磁波（不变）不变），在扫描发生器中，通直流电流，可连，在扫描发生器中，通直流电流，可连续的调节外加磁场的强度进行扫描续的调节外加磁场的强度进行扫描扫扫场。当磁场强度达到一定值场。当磁场强度达到一定值H0时试样中时试样中某一类型质子发生能量跃迁（共振），某一类型质子发生能量跃迁（共振），然后，射频接受器通过射频接受线圈，然
13、后，射频接受器通过射频接受线圈，接受共振信号，信号经过放大在记录器接受共振信号，信号经过放大在记录器上绘出核磁共振谱图。上绘出核磁共振谱图。核磁共振氢谱核磁共振氢谱1H NMR1H-核磁共振谱核磁共振谱 (Nuclear magnetic Resonance)自旋自旋-自旋耦合自旋耦合spin-spin coupling氢核自旋分裂原理示意图氢核自旋分裂原理示意图这种相邻近氢质子之间相互干扰作用称为自旋自旋自旋偶合自旋偶合，简称自旋偶合自旋偶合。偶合是分裂的原偶合是分裂的原因，分裂是偶合因，分裂是偶合的结果的结果。1 偶合常数值的计算偶合常数值的计算 “J”单位单位“Hz”裂分峰之间的距离 ：
14、12=J（Hz）（12）照=J（Hz）2 主要结构与主要结构与“J”的关系的关系（1）直链烷烃）直链烷烃 偕偶：Jgem=1215Hz 邻偶：Jvic=68Hz远程偶合：Jlong=03Hz核磁共振氢谱核磁共振氢谱1H NMR（2）烯烃）烯烃 Jgem=03HzJvic=612Hz 顺式 cis Jvic=1218Hz 反式 trans Jvic=9.1Hz（4）苯环）苯环 核磁共振氢谱核磁共振氢谱1H NMR（3）炔烃）炔烃 （5）环己烷型）环己烷型（6）杂环化合物）杂环化合物 X J2-3 J2-4 J2-5 J3-4 呋喃 O 2.0 0.9 1.5 3.5吡咯 N 2.7 1.5 2.
15、1 3.7噻吩 S 4.7 1.0 2.9 3.4 J2-3 J3-4 J2-4 J2-5 J2-6 J3-5 吡啶 56 79 13 0.71.1 0.20.5 1.41.9核磁共振氢谱核磁共振氢谱1H NMR核磁共振氢谱核磁共振氢谱1H NMR化学位移与化学结构的关系化学位移与化学结构的关系1H-核磁共振谱核磁共振谱 (Nuclear magnetic Resonance)化学位移与化学结构的关系化学位移与化学结构的关系质子质子 分子类型分子类型 值范围值范围 注注C-H 脂肪族脂肪族 1.80.0 C上只连接上只连接SP3杂化杂化C及及HC-H脂肪族脂肪族 5.01.5 C上连接上连接O
16、、X、N或或SP2、SP杂化杂化CCH 炔类炔类 3.01.8CH 烯类烯类 7.54.5C6H5 芳香族芳香族 9.56.0CHO 醛基醛基 10.09.0OH 醇类醇类 5.50.5 用惰性溶剂稀释时渐渐移向高磁场用惰性溶剂稀释时渐渐移向高磁场酚类酚类 7.74.0 同上同上烯醇烯醇 16.515.0 因强分子内氢键影响，位于很低场因强分子内氢键影响，位于很低场酸类酸类 12.010.5因强分子内氢键影响，位于很低磁场因强分子内氢键影响，位于很低磁场NH 脂肪胺脂肪胺 2.20.3芳香胺芳香胺 5.02.6酰胺酰胺 8.55.0SH 脂肪巯基脂肪巯基 1.61.2核磁共振氢谱核磁共振氢谱1
17、H NMR影响化学影响化学位移因素位移因素共轭效应共轭效应连接推电子基，连接推电子基，p-共轭共轭,电子云密度电子云密度向向高场位移，高场位移，诱导效应诱导效应电负性电负性电子云密度电子云密度向低场位移，向低场位移，Vander WaalsVander Waals效应效应空间两核靠近时空间两核靠近时,带带负电荷的核外电子负电荷的核外电子云就会相互排斥云就会相互排斥,使使核裸露核裸露,质子的质子的 化学键的各向异性化学键的各向异性感生磁场与外场相反，感生磁场与外场相反，削弱了外场屏蔽作用削弱了外场屏蔽作用“+”，变小变小1H-核磁共振谱核磁共振谱 (Nuclear magnetic Resona
18、nce)偶合系统的类型偶合系统的类型(一）等价质子与不等价质子一）等价质子与不等价质子、等价质子、等价质子化学等价质子化学等价质子 凡是化学位移完全相同的氢质子，称为化学位移等价质子。简称化学等价质子。指化学环境相同，在相同的外加磁场强度下发生共振的氢质子。当然它们的值应当是相同的 如 CH3CH2OH磁等价质子磁等价质子 如果一组质子中任何一个质子对组外质子的偶合常数都相等，这组质子则称为磁等价质子。如 Ha与Hb为化学等价，而磁不等价。二者化学环境相同，但Ha对Hc与Hb对Hc的J值不同，因为Ha对Hc是邻偶，而Hb对Hc是对偶。等价质子等价质子如果一组质子即是化学等价又是磁等价，则称这组
19、质子为等价质子，或磁全同质子。即它们的化学位移值相同，同时对组外质子的偶合常数也相同。不等价质子不等价质子 前手性碳原子上的氢质子是不等价的（指与手性前手性碳原子上的氢质子是不等价的（指与手性C紧邻的紧邻的C）即与不对称碳原子即与不对称碳原子C*直接相连的直接相连的C上的氢质子是不等价的，虽然是上的氢质子是不等价的，虽然是单键连接，但不管单键连接，但不管RCH2的旋转速度有多快，的旋转速度有多快，CH2质子还是不等价质子还是不等价旋转很快时，下面三个构象的或然率可能几乎相等，但二个质子的旋转很快时，下面三个构象的或然率可能几乎相等，但二个质子的化学环境还是不相同。化学环境还是不相同。在构象在构
20、象I中，中，Hb在在Y和和X之间时，之间时，R在在X和和Z之间，而在构象之间，而在构象中，中，Ha在在Y和和X之间了，但之间了，但R又落在又落在Y和和Z之间，因此之间，因此Ha和和Hb的化学环境仍然不一样，成为不等价质子。的化学环境仍然不一样，成为不等价质子。分子不具有对称面，Ha与CH3顺式，Hb与Br顺式，二者在空间的化学环境不同，2个H分别用X取代后，得到二个非对映体，为二种化合物，故Ha与Hb为不等价质子，互相之间要发生偶合，出现裂分峰，并对邻近氢质子的偶合作用也不一样。双键同碳质子处于不对称取代时，双键同碳质子处于不对称取代时，CH2质子成为不等价质子成为不等价 2-溴丙烯单键带有双
21、键性时，会产生不等价质子单键带有双键性时，会产生不等价质子如：由于p共轭，使CN键带有双键性（不能旋转），因此NH2上的2个质子是不等价的，产生四重峰。又如：由于CN键的双键性质，使2个CH3不等价，图谱上出现2个单峰。单键不能自由旋转时会产生不等价质子单键不能自由旋转时会产生不等价质子 很多烷烃在室温下单键可自由旋转，但在低温下单键不能自由旋转，造成氢质子的化学环境不同，而产生不等价质子。如如环己烷，室温下，1.43ppm(s)。冷冻 环固定 a-H与e-H 成为不等价质子。如甾体 0.82.5ppm之间有复杂信号苯环上的邻位质子有时是磁不等价的苯环上的邻位质子有时是磁不等价的 虽然a,a化
22、学位移相同，但Ja.bJa,b 对甲氧基硝基苯 最后，当然化学环境不同的氢质子，肯定为不等价质子最后，当然化学环境不同的氢质子，肯定为不等价质子 如 核磁共振氢谱核磁共振氢谱1H NMR一级耦合系统一级耦合系统高级耦合系统高级耦合系统V/J10AnXm系统系统An系统系统AMX系系统统V/J10AB2系系统统AB系系统统ABX系系统统解析解析1H-核磁共振谱核磁共振谱 的过程的过程1H-核磁共振谱核磁共振谱 (Nuclear magnetic Resonance)核磁共振氢谱核磁共振氢谱1H NMRAB系统系统AB谱的解析程序（即求出谱的解析程序（即求出JAB、A、B）：）：由图中读出四条峰的
23、位置：1、2、3、4（频率：HZ 求出JAB,JAB1234 用直角三角形法求出A与B化学位移之差AB。=V/V照以JAB作一直角边把13或2 作斜边，另一直角边就是AB。a接在手性碳原子的亚甲基b烯键氢根据勾股定理：a2+b2C2 AB2 (13)2JAB2 由这组峰的中点往左右各量出1/2AB，即为 A和 B。各峰强度有如下关系：I1I4，I2I3 I2/I1I3/I41423 核磁共振氢核磁共振氢1H NMRAB2系统系统二侧取代基一样二侧取代基一样AB2谱的解析程序谱的解析程序（即求出JAB、A、B）：由图中读出8条峰的位置18（Hz），第9条峰不管 求出JAB，JAB1/3(14)+
24、(68)求出 A，第3条谱线的读数是质子A的化学位移，即：A3 求出 B，第5、7二条谱线的中心点是质子B2 的化学位移，即：B1/2(5+7)核磁共振氢谱核磁共振氢谱1H NMRABX系统系统二侧为不对称取代二侧为不对称取代核磁共振氢谱核磁共振氢谱1H NMR解析程序解析程序:（需要求出（需要求出JAB、JAX、JBX，A、B、X）认出认出AB部分的部分的2个组（根据向心法则）个组（根据向心法则）上图一组为上图一组为1、3、5、6 及及X组组914 另一组为另一组为2、4、7、8由图谱中读出由图谱中读出X部分和部分和AB部分各峰的位置（部分各峰的位置（1 8），（），（10 14）求出求出
25、X X部分部分6条峰（或条峰（或4条峰）的中心点为条峰）的中心点为X质子的化学位移质子的化学位移（同一级偶合系统）（同一级偶合系统）求出求出JAB 上图上图JAB 1 3 5 6=2 4 7 8 （与（与AB系统一样）系统一样）AB部分二组中心点之间的距离为部分二组中心点之间的距离为S，JAXJBX 2S决定决定2D+，2D-分别将分别将AB系统的二组第系统的二组第1峰与第峰与第3峰之间的距离用峰之间的距离用2D+、2D-表示表示利用利用JAB,2D+，2D-作图，求出作图，求出 AB和和JAXJBX 若X部分由6条谱线组成，则以JAB作一直角边，画一线与JAB垂直，以2D+做一斜边，2D-向
26、外作另一斜边，组成二个直角三角形，那么 ab的距离即为：I.1/2(JAXJBX)ABbc的距离即为：II.1/2(JAXJBX)ABac的距离即为：III.JAXJBX核磁共振氢谱核磁共振氢谱1H NMR若X部分由4条谱线组成，则以JAB作一直角边，画一线与JAB垂直。以2D+作一斜边，2D-向内作另一斜边，组成二个直角三角形，那么 ab：I.JAXJBX bc：II.AB1/2(JAXJBX)ac：III.AB1/2(JAXJBX)再由I、II式或II、III作二元一次方程，解出AB和JAXJBX 由以上JAXJBX2S 和 JAXJBX 联立，求出JAX、JBX 由图谱求出二组AB系统的
27、各中心点，这二数值的平均值1/2(A+B)并由求得的ABAB 解此联立方程求得解此联立方程求得 A A、B B核磁共振氢谱核磁共振氢谱1H NMR核磁共振氢谱核磁共振氢谱1H NMR若X部分由4条谱线组成，则以JAB作一直角边，画一线与JAB垂直。以2D+作一斜边，2D-向内作另一斜边，组成二个直角三角形，那么 ab：I.JAXJBX bc：II.AB1/2(JAXJBX)ac：III.AB1/2(JAXJBX)再由I、II式或II、III作二元一次方程，解出AB和JAXJBX 由以上JAXJBX2S 和 JAXJBX 联立，求出JAX、JBX 由图谱求出二组AB系统的各中心点，这二数值的平均
28、值1/2(A+B)并由求得的ABAB 解此联立方程求得解此联立方程求得 A A、B B核磁共振氢谱核磁共振氢谱1H NMR核磁共振波谱核磁共振波谱 NMR的现代应用的现代应用解析结构解析结构同核或异核同核或异核J分解谱分解谱化学位移相关谱、多化学位移相关谱、多量子跃迁谱及化学交量子跃迁谱及化学交换换/NOE二维谱二维谱二维二维J分分解谱解谱二维相二维相关谱关谱二维二维J分解谱是使重叠在一起的分解谱是使重叠在一起的一维谱的化学位移一维谱的化学位移和偶合常数和偶合常数J分解在平面两个坐标上，便于分解在平面两个坐标上，便于解析。二维相关谱是检测核的解析。二维相关谱是检测核的自旋偶合及偶极相互作用等核
29、自旋偶合及偶极相互作用等核自旋间的相互作用的自旋间的相互作用的.二维谱信号是二个独立频率（或磁场）变量的函数，记为二维谱信号是二个独立频率（或磁场）变量的函数，记为S(1,2),共振信共振信号分布在两个频率轴组成的平面上。号分布在两个频率轴组成的平面上。核磁共振波谱核磁共振波谱 NMR的现代应用的现代应用二维核磁共振时间轴二维核磁共振时间轴预备期预备期发展期发展期混合期混合期检出期检出期预备期：预备期在时间轴上通常是一个较长的时期，它使实验前的体系预备期：预备期在时间轴上通常是一个较长的时期，它使实验前的体系 能回复到平衡状态。能回复到平衡状态。发展期（发展期（t1）：）：在在 t1开始时由一
30、个脉冲或几个脉冲使体系激发，使之处开始时由一个脉冲或几个脉冲使体系激发，使之处 于非平衡状态。发展期的时间于非平衡状态。发展期的时间 t1是变化的。是变化的。混合期（混合期（tm）：）：在这个时期建立信号检出的条件。混合期有可能不存在这个时期建立信号检出的条件。混合期有可能不存 在，它不是必不可少的（视二维谱的种类而定）。在，它不是必不可少的（视二维谱的种类而定）。检出期（检出期（t2）：）：在检出期内以通常方式检出在检出期内以通常方式检出 FID 信号。信号。核磁共振波谱核磁共振波谱 NMR的现代应用的现代应用Before mixingAfter mixingCoupled spins2D
31、NMR:Coupling is the Key去偶差光谱去偶差光谱DDSNOENOE差光谱差光谱INEPTINEPT谱谱二维二维NMRNMR谱（谱（2D2D分解谱、分解谱、2D2D相关谱、相关谱、）DEPTDEPT谱谱Modern application 核磁共振波谱核磁共振波谱 NMR的现代应用的现代应用2D-INADEQUATE谱、谱、HMQC谱谱及及TOCSY谱谱化学位移相关谱化学位移相关谱1H检测的异核检测的异核多量子相干实多量子相干实验验1H检测的异核单检测的异核单量子相干实验量子相干实验1H检测的异核检测的异核多键相干实验多键相干实验通过异核多量子相干实验把通过异核多量子相干实验把
32、1 1H H核和远程偶合的核和远程偶合的1313C C核相关联起核相关联起来来都显示都显示1 1H H核和核和与其直接相连与其直接相连的的1313C C核的相关核的相关峰，其作用相峰，其作用相当于当于C C，H-H-CosYCosY谱谱远程远程13C,1H-CosYNOESY谱谱 空间相近的空间相近的1H核关系核关系NOENOE差光谱差光谱NOESY谱观察到整个分子中质子间在观察到整个分子中质子间在立体空间中的相互联系，推立体空间中的相互联系，推定分子结构，特别是分子的定分子结构，特别是分子的立体结构。立体结构。当当HaHa与与HbHb空间靠近，通过照空间靠近，通过照射射HaHa使其饱和，使其
33、饱和，HbHb强度增加强度增加NOENOE效应效应多量子多量子2D-NMR谱谱2D INADEQUATE实验实验2D INEPT-INADEQUATE实验实验多量子多量子2D-NMR谱谱直接测定直接测定13C-13C间连接关系，横轴为间连接关系，横轴为13C化学位移，化学位移，纵轴为双量子相干频率，相互偶合的两个碳原子作纵轴为双量子相干频率，相互偶合的两个碳原子作为一对双键排列在同一水平线上。为一对双键排列在同一水平线上。极化转移增益法极化转移增益法用来克服偏共振实验中用来克服偏共振实验中共振谱线发生重叠和指共振谱线发生重叠和指配复杂分子的谱时的一配复杂分子的谱时的一些困难，可以准确指配些困难
34、，可以准确指配CH、CH2、CH3和季碳测和季碳测量时间比偏共振短量时间比偏共振短无畸变极化转无畸变极化转移增益法移增益法INEINEPTPT谱谱谱谱DEDEPTPT谱谱谱谱低灵敏核的极低灵敏核的极化转移增益法化转移增益法把高灵敏核把高灵敏核1H的自旋极的自旋极化传递到低化传递到低灵敏核灵敏核13C上上去去DEPT实验克服了实验克服了INEPT实验中某实验中某些缺点，如些缺点，如INEPT实验中强实验中强度比和相位畸变度比和相位畸变等问题。等问题。各种碳的信号强度与各种碳的信号强度与的关系为：的关系为：CH：I=IoSin(2JCH)CH2:I=IoSin(4JCH)CH3:I=0.75IoS
35、in(2JCH)+Sin(6JCH 信号强度仅与信号强度仅与脉冲倾倒角有关脉冲倾倒角有关 CH:I=IoSinCH2:I=IoSin2CH3:I=0.75Io(Sin+Sin3)季碳的信季碳的信号不出现号不出现核磁共振波谱核磁共振波谱 NMR的现代应用的现代应用xanthatin 苍耳亭苍耳亭 Irving Ramirez-erosa【】【】指出苍耳指出苍耳亭是抗癌活性成分。亭是抗癌活性成分。核磁共振波谱核磁共振波谱 NMR的现代应用的现代应用H-H 相关谱相关谱王国玺王国玺1 1 用一维和二维用一维和二维NMRNMR归属了人参皂谱归属了人参皂谱Rb1Rb1的质子化学位移，测定了的质子化学位移
36、，测定了质子偶合常数，并用自编和改进的分子结构计算程序计算出人参皂普质子偶合常数，并用自编和改进的分子结构计算程序计算出人参皂普RblRbl在溶液中的三维空间结构在溶液中的三维空间结构.核磁共振波谱核磁共振波谱 NMR的现代应用的现代应用Rb1Rb1中葡萄糖基连中葡萄糖基连接位置的确定用接位置的确定用NOESYNOESY谱进行。从谱进行。从图中可以看到图中可以看到:4.89ppm:4.89ppm处的质子与处的质子与H(3)H(3)和和H(29)H(29)质子的交叉质子的交叉峰证明葡萄糖峰证明葡萄糖b b中中1 1位质子的化学位移位质子的化学位移为为4.89ppm.4.89ppm.H(3)H(3
37、)、H(29)H(29)确定确定H(29)H(29)斜画垂直线斜画垂直线的的H H为为(B1).(B1).NOESY谱解决构型问题谱解决构型问题核磁共振波谱核磁共振波谱 NMR的现代应用的现代应用13C DEPT 谱谱DEPT谱谱=45 CH3、CH2、CH均出正峰。均出正峰。=90CH为正峰；为正峰；=135CH3、CH为正峰，为正峰，CH2为负峰。为负峰。林亲雄林亲雄【】【】利用核磁共振技术揭利用核磁共振技术揭示了海洋放线菌示了海洋放线菌N331发酵液中分发酵液中分离的一种广谱抗菌的无色晶体化离的一种广谱抗菌的无色晶体化合物合物SR-B，确定为灰绿霉素确定为灰绿霉素 (griseoviri
38、din)，该物质为首次从，该物质为首次从海洋放线菌中分离得到。海洋放线菌中分离得到。DEPT谱，显示谱，显示SR-B有有1个甲基碳个甲基碳信号；信号；5个亚甲个亚甲 基信号基信号;10个次甲个次甲基信号基信号;6个季碳信号。个季碳信号。核磁共振波谱核磁共振波谱 NMR的现代应用的现代应用 2D 1H,1H-TOCSY谱谱(同核同核)Frederik Blank【3】借助借助2D-NMR技术研究降冰片烯技术研究降冰片烯的合成的合成图中矩形处是在同一吡图中矩形处是在同一吡唑环处同核质子耦合唑环处同核质子耦合核磁共振波谱核磁共振波谱 NMR的现代应用的现代应用13C,1H-HMBC（碳氢远程相关）（碳氢远程相关）1J2J3J4J核磁共振波谱核磁共振波谱 NMR的现代应用的现代应用200020042008Text in hereText in here异核单量子相干谱异核单量子相干谱(HSQC)异核单量子相干谱异核单量子相干谱(HSQC)李林李林【】【】利用基于核磁共振氢利用基于核磁共振氢谱的组学分析方法研究气虚血谱的组学分析方法研究气虚血瘀证大鼠瘀证大鼠.碳氢直接相关谱，提高灵敏度。碳氢直接相关谱，提高灵敏度。Text in hereText in here200020042008