核磁共振二维谱简介

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二维核磁共振谱综述

1．什么是二维谱二维核磁共振(2D NMR)方法是有Jeener 于1971年首先提出的,是一维谱衍生出来的新实验方法.引入二维后,减少了谱线的拥挤和重叠,提高了核之间相互关系的新信息.因而增加了结构信息, 有利于复杂谱图的解析.特别是应用于复杂的天然产物和生物大分子的结构鉴定,2DNMR是目前适用于研究溶液中生物大分子构象的唯一技术.一维谱的信号是一个频率的函数,记为S(ω),共振峰分别在一条频率轴上.而二维谱是两个独立频率变量的信号函数,记为S(ω1,ω2),共振峰分布在由两个频率轴组成的平面上.2D-NMR 的b最大特点是将化学位移,偶合常数等参数字二维平面上展开,于是在一般一维谱中重叠在一个频率轴上的信号,被分散到两个独立的频率轴构成的二维平面上.,同时检测出共振核之间的相互作用.
3．二维谱的表达方式
（1）堆积图(stacked plot). • 堆积图的优点是直观,具有立体感.缺点是难以确定吸收峰的频率。大峰后面可能隐藏小峰，而且耗时较长。 • (2)等高线（Contour plot）等高线图类似于等高线地图，这种图的优点是容易获得频率定量数据，作图快。缺点是低强度的峰可能漏画。目前化学位移相关谱广泛采用等高线。
4．2 化学位移相关谱（Correlated Spectroscopy ,COSY）
• 二维化学位移相关谱包括 • 同核化学位移相关谱（Homonuclear correlation） • 1）通过化学键：COSY, TOCSY, 2DINADEQUATE。 • 2）通过空间：NOESY, ROESY。 • 异核化学位移相关谱（Heteronuclear correlation） • 强调大的偶合常数：1H-13C –COSY • 强调小的偶合常数，压制大的偶合常数： COLOC(远程1H-13C –COSY)

核磁共振二维谱

二、二维NMR的分类
2D－NMR可以分为三大类： 1、2D-J分解谱：（1）同核二维J分解谱（2）异核二维J分解谱 2、2D-化学位移相关谱：同核化学位移相关谱（1H-1HCOSY) 异核化学位移相关谱 (1H-13CCOSY) 异核远程相关谱 (nJCH correlations等同于 HMBC谱 ) 3、多量子跃迁谱: HSQC 谱 (1H捡出的，异核单量子相干谱） HMQC谱 (1H捡出的，异核多量子相干谱） HMBC谱 (1H捡出的，异核多键相关谱）
190
180
170
160
150
140
130
120
110
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0.53
ppm
9-β-D-阿糖鸟嘌呤( Ara-G) 的HMQC谱
9-β-D-阿糖鸟嘌呤( Ara-G) 的 HMBC谱
9-β-D-阿糖鸟嘌呤( Ara-G) 的13C-NMR图谱归属
OH
1 5 7 .1 9
H2O
9-β-D-阿糖鸟嘌呤( Ara-G) 的1H-NMR
3
DMSO
2 1 0
7.759 6.470 6.013 6.002 5.626 5.612 5.508 5.498 5.082 5.069 5.055 4.064 4.054 4.042 4.028 4.016 4.005 3.752 3.741 3.730 3.720 3.669 3.656 3.640 3.627 3.615 3.602 3.588 3.573 3.560 3.352 2.503 -0.001
9-β-D-阿糖鸟嘌呤( Ara-G) 的结构

第三部分：二维核磁共振谱简介

预备期发展期混合期检出期第二章二维核磁共振谱(三部分)二维核磁共振谱(two-dimensional NMR spectra ，即2D NMR)简称二维谱，可以看成是一维核磁共振谱的自然推广，在引入一个新的维数后必然会大大增加新的信息量，提高解决问题的的新途径。

4.1 概述4.1.1 二维核磁共振谱的形成二维谱是两个独立频率变量的信号函数S （ω1 ω2)，如果一个自变量是频率，另一个自变量是时间、温度或浓度等其他物理化学参数就不属于我们所指的2D NMR 谱。

实际上我们所指的2D NMR 谱首先是由2个独立的时间变量（FID 信号是时域函数）进行一系列的实验，得到信号S （t 1 t 2）。

经两次傅立叶变换得到两个独立频率变量的信号函数S （ω1 ω2)。

通常，第一个时间变量(t 1)是脉冲序列中变化的时间间隔，第二个时间变量(t 2)是采样时间。

t 1与t 2 是两个不相关的独立变量。

4.1.2 二维核磁共振时间轴示意方快图预备期——使体系恢复到玻耳兹蔓平衡态（在时间轴上通常是相对较长的时期）。

发展期(t 1)——由一个或多个脉冲使体系激发态。

发展期的时间(t 1)是变化的。

混合期——建立信号检出的条件(并不是必不可少的，根据二维谱的种类而定)。

检出期(t 2)——以通常方式检出FID 信号。

4.2二维核磁共振谱的分类J分解谱（J resolved spectroscopy）：又称J谱或δ-J谱。

用于把化学位移与自旋偶合的作用分辨开来。

包括：同核J谱和异核J谱。

化学位移相关谱(chemical shift spetroscosy):又称δ-δ相关。

它能表证核磁共振信号的相关特性，是二维谱的核心。

包括：同核相关谱、异核相关谱、NOE相关谱。

多量子谱(multiple quantum spectroscopy):跃迁时Δm为大于1 的整数(常规NMR谱为单量子跃迁，Δm＝±1)。

二维核磁简介

以该质子为起点，通过确定各个质子之间的耦合关系，指定分子中全部或大部分质子的归属（“从头开始”法）。
7
异核位移相关谱 (HMQC,HSQC)
Ha Hb Ha C C …
Ha Hb HMQC和HSQC的横坐标(F2) 方向上的投影为该化合物的氢谱，纵坐标(F1)方向上
的投影为该化合物的碳谱。
HMQC谱和HSQC谱一般反应的是碳和氢的1J 耦合信息，可以直接归属相连的碳氢之间的关系。
12
10
NOESY 和ROSY 谱
Ha Hb
NOE效应：当两个质子Ha和Hb在立体空间中的位置相近时（小于 5Å），若照射Ha 使其饱和，则Hb的强度增加，这种现象称为NOE。
NOE主要用来确定两种质子在分子立体空间结构中是否距离相近。
做NOE差谱：先测一个常规的氢谱，把后面测得的氢谱减去原来的 (常规)氢谱，面积有变化的地方就会出峰。
2
二维核磁谱的分类：
COSY(同核) : 1H-1H, 19F-19F
通过化学键的原子核耦合 (用于解未知化合物分子结构，或HSQC(异核) : 1H-13C 直接键连的 HMBC(长程异核) : 1H-13C 非直接键连的
出信号的方式
Ha Hb Hc Ha C C C …
Ha Hb Ha C C OHc
Ha Hb
Hc不参与耦合
Ha, Hb, Hc 化学环境不同
3个Ha, 2个Hb, 1个Hc 自身磁等价
Hc参与耦合
5
同核位移相关谱 (COSY)
Ha Hb Ha C C …
H, H-COSY的横坐标(F2)纵坐标(F1)方向上的投影均为该化合物的氢谱
Ha Hb
COSY谱一般反应的是3J 的耦合信息，在1H谱重叠或较为复杂(对峰的归属不清晰) 时，可使用COSY二维谱。

二维核磁共振谱

3. 确定未知物中季碳原子的连接关系
季碳原子上不直接连氢，因此COSY上没有与其对应的交叉峰。要把季碳原子和别的耦合体系连接起来需要COLOC或HMBC。
4. 确定未知物中的杂原子，并完成它们的连接从碳谱、氢谱有可能确定杂原子的存在形式，如―C≡N，
―C=N―，―OH，―OCH3等。从δc，δH的数值，可判断碳氢官能团与杂原子的连接关系。从碳-氢长程相关谱可确定杂原子与碳氢官能团之间的连接，因
在这样的二维谱中，横座标刻度（ω2）为碳谱化学位移，在该谱上方有常规碳谱。纵座标为双量子频率ω1，在2D INADEQUATE谱中有一条 ω1＝2ω2的准对角线。所有耦合的（相邻的）一对碳-13核会在同一水平线上（ω1相同），左右对称地处于准对角线的两侧，且ω2分别等于它们的δ值处有相关峰。据此可以找出相邻的两碳原子，进而可以连出整个分子的碳原子骨架。
OH
HO
O
OH
O
HO
OH O
例4：从茛科铁破锣属(Beesia)植物中分离到一新化合物gbc-26，为白色无定形粉末，mp.274-276℃(CHCl3-MeOH，c，[α]D20十2.6；MeOH， c，0.12)，Liebermann-Burchard反应阳性，Molish反应阳性、薄层水解检识有木糖。 FAB-MS显示 m/z683[M+H]+，结合1H和13CNMR谱数据推测其分子式为C37H62O11，不饱和度为7。 IR谱在3600-3100及1040，1090出现强吸收；在1720，1260cm-1显示强吸收带。
6.56(dd,H-7),
5.99(d,H-8), 2.20
(s,H-10), 1.51(s,5-
Me), 0.87(s,1-Me), 0.78(s,1’-Me)。

二维核磁共振

图5-15 AX体系的1H，1H COSY谱示意图
• 总结：
•
1H-1H
• •
•
•
COSY：是可以确定质子化学位移以及质子之间偶合关系和连接顺序的相关谱。图上有两种峰，对角峰（diagonal peak）和交叉峰(cross peak)，也叫相关峰,显示了具有相同偶合常数的不同核之间的偶合。在实际解析中首先选择一个归属明确的峰开始，从这个峰出发，画与F1、F2轴平行的直线。若这两个方向的直线分别与距这个峰等距离的地方与两个峰相遇，则应该在对角线上找到与这个峰偶合的另一组峰。可由在对角线的左上方或右下方，由一组交叉峰与两组对角峰组成相应的直角三角形，来判断偶合关系的存在。应注意1H-1H COSY谱主要反映的是3J偶合关系，但有时也出现远程偶合关系的相关峰，而当3J小时，也可能看不到相应的交叉峰。

2D
NMR的实验过程：
• 在一个2D NMR实验中，整个时间轴按其物理意义分割成四个区间： • 预备期(td) → 发展期(t1) → 混合期(tm) →检测期(t2)。 • 预备期(td) ：预备期通常是一个较长的时期，它是为了使实验体系回到平衡状态。 • 发展期(t1)：发展期的初期用一个或几个脉冲，使体系激发，使之处于非平衡状态。发展期时间t1是变化的。 • 混合期(tm) ：在此期间建立信号检测的条件。混合期不是必不可少，有可能不存在。 • 检测期(t2)：在此期间检测作为 t2函数的各种FID信号，它的初始相及振幅都受到 t1 函数的调制。
1H-1H
•
•
• •
•
COSY是同一个偶合体系中质子之间的偶合相关谱，是可以确定质子化学位移以及质子之间偶合关系和连接顺序的相关谱。图上有两种峰，对角峰（diagonal peak）和交叉峰(cross peak)。对角峰处在坐标F1=F2的对角线上，对角峰在F1或F2上的投影得到常规的偶合谱或去偶谱。交叉峰不在对角线上，即坐标F1≠F2。交叉峰显示了具有相同偶合常数的不同核之间的偶合。交叉峰又分为两类： – 一类交叉峰紧靠对角线，是对角峰中同种核的组成部分； – 另一类远离对角线，是具有相同偶合常数的不同核的相关峰。交叉峰有两组，分别出现在对角线两侧，并以对角线对称。这两组对角峰和交叉峰可以组成一个正方形，并且由此来推测这两组核之间有偶合关系。所以也叫相关峰，显示了具有相同偶合常数的不同核之间的偶合。如图5-15所示。

二维NMR谱基本知识及解析

在BRUKER 仪器上, 原子核的频率是通过参数BFn (MHz)设臵. 如BF1 代表第一通道. 更精细的频率调节可用参数On来完成. On 叫频率偏差频率或偏臵频,所以总频率为 SFOn: SFO1=BF1+O1
2011年12月16日
3
核磁共振 : 简介
B0
B0
M
RF 脉冲
M 接收器 Receiver
JAB=JAC
Hb C
Hc
B,C
A
A
B
A
C
Ha C
JAC=10 Hz
C
JAB=4 Hz
Hb C JBC=7 Hz
Hc B
A
B,C是磁不等价的核
JAB JAC
A
*C
*CH
*CH2
*CH3 H3
H2
H1
H1
H2 H1
C
C
C
C
由于一些核的自然丰度并非100%.顾此谱图中可能出现偶合分裂的峰和无偶合的峰.氯仿中的氢谱是一个典型的例子.
核磁共振氢谱--各类1H的化学位移
0
核磁共振氢谱--各类1H的化学位移
核磁共振氢谱--耦合作用的一般规则
核的等价性 • 化学等价：化学位移等价。 • 磁等价核：δ值相同，而且组内任一核对组外某一
磁性核的偶合常数也相同。 • 磁不等价核：化学等价，但对组外磁性核的偶合常
数不同。
核磁共振氢谱解析
核磁共振 : 简介
Larmor 频率
nucleus
symbol
proton (hydrogen) 1H
deuterium
2H
phosphorous
31P
carbon

第五讲：二维核磁共振谱介绍

1H-13C HMQC实验检测的就是1H谱中的13C的卫星峰当样品为天然丰度时，与12C或14N相连的1H主峰需要在实验
中用合适的方法滤去在4脉冲HMQC实验中，滤去1H主峰是通过相位循环完成的，
一般效率很高当样品浓度极低时，需要借助BIRD序列增强滤波功能
HMQC脉冲序列
双线性旋转去耦（bilinear rotation decoupling, BIRD）
与HMQC实验相比，HMBC实验的信噪比要低很多，沿F1走向的t1噪声峰特别强（可通过数学的方法消除）
HMBC谱中一个氢峰可以和多个碳峰相关，主要用于解决四级碳信号的问题
HMBC的脉冲序列
HSQC（异核单量子相关谱）实验
在外形上与HMQC完全相同各项参数要求颇高，当参数不是很完美时，
பைடு நூலகம்
相干转移谱和极化转移谱
基于耦合的相干转移谱：核自旋间的J耦合（通过原子核间化学键电子的间接作用而发生的耦合，又称间接耦合），与横向磁化强度相联系
基于动力学过程的极化转移谱：D耦合（不需要经过介质的空间相互作用，又称直接耦合或偶极偶极耦合），与纵向磁化强度相联系
二维核磁共振实验
一维谱：一个脉冲频率（一个频率）的函数，一个变量，二维谱：两个独立的变量，nmr信号受这两个变量的影响
TOCSY可以将每一个耦合网络用一个方格网连接起来
脉冲序列为一个90o脉冲加上一串自旋锁定功能的组合脉冲： 90o-t1- 自旋锁定-t2
旋转坐标系实验（有自旋锁定过程，如 TOCSY和ROESY）和实验室坐标系实验（无自旋锁定过程，如COSY、DQF-COSY 和NOESY）
NOESY实验
第五讲：二维核磁共振谱介绍 Introduction of 2D NMR Spectroscopy

第五讲：二维核磁共振谱介绍

观测不灵敏核的化学位移异核实验目前遇到最多的是13C-1H耦合系统，
此外15N-1H，29Si-1H系统也得到了广泛的应用
Байду номын сангаас
常用的3种二维异核实验
HMQC HMBC HSQC
HMQC（异核多量子相关谱）实验
HMQC实验是通过检测1H信号而达到间接检测13C或15N信号的一种方法
是成功率最高的异核相关实验，正逐步取代一维的不灵敏核检测
但是用于自旋锁定的组合脉冲是不相同的，锁定功率和锁定时间也有较大的区别 ROESY也不可避免地受到J耦合的干扰，而且难以用一般的方法予以消除
异核二维NMR谱简介
异核二维NMR谱主要指的是检测1H而同时间接观测13C、15N等核的逆检测二维相关谱
记录不灵敏核FID的HECSY实验已被淘汰直接观测灵敏核的FID，通过核间耦合间接地
检测期（t2）在检测期t2期间采集的FID信号是F2域的时间函数，所对应的轴通常是一维核磁共振谱中的频率轴，即表示化学位移的轴。但检测期t2期间采集的 FID信号都是演化期t1的函数，核进动的磁化矢量具有不同的化学位移和自旋偶合常数，其FID信号是这些因素的相位调制的结果。因此，通过控制时间长度可使某期间仅表现化学位移的相位调制，而某期间又仅表现自旋耦合的相位调制，通过施加不同的调制就产生了各种不同的二维核磁共振谱。
演化期（t1）在预备期末，施加一个或多个90脉冲，使系统建立共振非平衡状态。演化时间t1是以某固定增量t1为单位，逐步延迟t1。每增加一个t1，其对应的核磁信号的相位和幅值不同。因此，由t1逐步延迟增量t1可得到二维实验中的另一维信号，即F1域的时间函数。
混合期（m）由一组固定长度的脉冲和延迟组成。在混合期自旋核间通过相干转移，使t1期间存在的信息直接影响检测期信号的相位和幅值。根据二维实验所提供的信息不同，也可以不设混合期。

二维核磁共振谱

COSY OF PBF
NOESY of PBF
COSY
Codeine的NOESY
6,7
3
5
9
10
12 11
O
COSY of 2－丁烯酸乙酯
A
O
B
2。COSY-45 。
• 基本脉冲：90 。－t1-45 。 -ACQ. 在COSY-90的基础上，将第二脉冲改变成45 。许多的天然产物的直接连接跃迁谱峰在对角线附近，导致谱线相互重叠，不易解析。采用COSY-45 。由于大大限制了多重峰内间接跃迁，重点反映多重峰间的直接跃迁，减少了平行跃迁间的磁化转移强度，即消除了对角线附近的交叉峰，使对角线附近清晰。
第四章二维核磁共振谱 4．1二维核磁共振的概述
2。二维谱实验
• A.原则上二维谱可以用概念上不同的三种实验获得,(如图4.1),(1).频率域实验 (frequency- frequency) (2).混合时域 (frequency-time)实验(3). 时域(time-time) 实验.它是获得二维谱的主要方法,以两个独立的时间变量进行一系列实验,得到S(t1,t2), 经过两次傅立叶变换得到二维谱S(ω1,ω2). 通常所指的2D-NMR均是时间域二维实验
4．2 化学位移相关谱（Correlated Spectroscopy ,COSY）
• 二维化学位移相关谱包括 • 同核化学位移相关谱（Homonuclear correlation） • 1）通过化学键：COSY, TOCSY, 2DINADEQUATE。 • 2）通过空间：NOESY, ROESY。 • 异核化学位移相关谱（Heteronuclear correlation） • 强调大的偶合常数：1H-13C –COSY • 强调小的偶合常数，压制大的偶合常数： COLOC(远程1H-13C –COSY)

核磁二维谱

核磁二维谱
核磁二维谱是一种通过核磁共振技术获取的二维谱。

它通过低能电磁波与暴露在磁场中的磁性核相互作用，使其在外磁场中发生能级的共振跃迁而产生吸收信号，获得两个独立频率变量的函数，即S(ωl，ω2)，共振峰分布在两个频率轴组成的平面上。

这种二维谱大大降低了谱线的拥挤和重叠程度，提供了核自旋之间相互关系的新信息，对分析诸如生物大分子等复杂体系特别有用。

核磁二维谱的基本原理是，通过两个独立的时间变量进行一系列实验，得到S(t1，t2)，经过两次傅里叶变换得到二维谱S(ω1，ω2)。

一般所称的2DNMR均指这种时域实验。

核磁一维谱和二维谱

核磁一维谱和二维谱
核磁共振（NMR）谱是一种用于研究分子结构和动态的强大工具。

一维谱和二维谱都是NMR谱的不同类型。

一维NMR谱
一维NMR谱主要提供关于被测物质中氢原子或重氢原子的信息。

这种谱通常用于确定原子种类（如氢、碳、氮等），原子之间的连接关系，以及它们所处的化学环境。

二维NMR谱
二维NMR谱则提供了更丰富的信息，它可以揭示原子之间的相互作用和连接关系。

这种谱通常用于解析复杂分子的结构和动态行为。

在二维NMR谱中，通过调整磁场强度、频率和相位等参数，可以得到关于分子内部结构的详细信息。

例如，通过观察不同原子核之间的耦合和裂分，可以推断出它们之间的距离和相对取向。

这有助于理解分子的三维结构，以及分子在不同环境中的动态行为。

总之，核磁共振谱是一种强大的工具，可以提供关于分子结构和动态行为的详细信息。

一维谱主要关注氢原子或重氢原子的信息，而二维谱则更深入地揭示了原子之间的相互作用和连接关系。

二维核磁共振谱技术及其基本原理

二维核磁共振谱技术及其基本原理二维核磁共振谱技术是核磁共振成像技术的一种重要分支，它通过在两个磁场方向上分别对样品进行核磁共振测量，得到更为丰富的信息，包括化学位移、耦合常数、相互作用等。

二维核磁共振谱技术在化学、生物医学等领域有着广泛的应用，能够提供样品的结构信息，是一种非常有用的分析工具。

本文将对二维核磁共振谱技术的基本原理进行介绍。

核磁共振谱是利用核磁共振现象对样品进行分析的一种方法。

当样品置于外磁场中时，样品中的原子核会受到外磁场的影响，核自旋会在外磁场的作用下产生共振信号。

这些共振信号可以通过调节外磁场的频率来探测，并且能够提供关于样品成分和结构的信息。

一维核磁共振谱是最基本的核磁共振谱技术，它通过在一个磁场方向上进行核磁共振测量来获取样品的信息。

然而，一维核磁共振谱的信息有限，无法提供样品内部的分子间相互作用信息。

为了获取更为丰富的信息，科学家们开发了二维核磁共振谱技术。

二维核磁共振谱技术通过在两个磁场方向上进行核磁共振测量，能够获取关于样品内部原子核之间相互作用的信息。

二维核磁共振谱技术的基本原理可以用二维傅里叶变换来解释。

当样品置于两个垂直的外磁场中时，样品中的原子核会在这两个磁场的作用下产生多重共振信号。

通过调节两个外磁场的频率，可以得到关于样品内部核之间相互作用的二维核磁共振谱数据。

为了更好地理解二维核磁共振谱技术的原理，我们可以将其分为三个步骤：样品制备、谱图获取和数据分析。

在样品制备阶段，需要对待测样品进行溶解、稀释等处理，以便在核磁共振仪中进行测量。

在谱图获取阶段，需要在两个垂直的外磁场中对样品进行核磁共振测量，得到二维核磁共振谱数据。

在数据分析阶段，需要进行傅里叶变换等数学处理，将原始的谱数据转换为易于理解的谱图。

通过对得到的二维核磁共振谱数据进行分析，可以获取关于样品内部结构和相互作用的信息。

二维核磁共振谱技术有着广泛的应用。

在化学领域，二维核磁共振谱技术可以用来对化合物进行结构鉴定和结构澄清。

第4章二维核磁共振波谱(3)

对角峰或自相关峰
对角峰或自相关峰
2014-3-5
交叉峰或它相关峰
2.交叉峰交叉峰也称为相关峰，它们不在对角线上，即坐标F1≠F2。交叉峰显示了具有相同偶合常数的不同核之间的偶合。
交叉峰有两组（个），分别出现在对角线两侧，并以对角线对称。这两组对角峰和交叉峰可以组成一个正方形，并且由此来推测这两组核A和X有偶合关系。
2014-3-5
第二节二维J分解谱
二维J分解谱是把重叠在一起的一维谱的化学位移 δ和偶合常数J分解在具有两个坐标的平面上，提供了精确的偶合裂分关系，便于解析。二维J分解谱分为同核和异核J分解谱。一、氢、氢同核二维J分解谱 F2方向反映化学位移，在F2方向的投影为全去耦氢谱，化学位移等价的一种核显示一条峰； F1方向反映了峰的裂分情况，耦合常数值(3JHH 或2JHH)及峰数（三重峰、四重峰）。
2014-3-5
10 7 9 8 1 6 5 4
2
3
O
CH3 ---四重峰（5-Me，1,1’ –Me, 10); CH2---三重峰(2,3,4); CH ---双重峰(7,8) 。
2014-3-5
第三节
同核化学位移相关谱
3 bond H–H coupling
一、氢、氢化学位移相关谱
1H-1H
常用的二维谱图测定方法是：通过两个独立的时
间变量进行一系列实验，得到S(t1,t2), 经过两次傅立
叶变换得到二维谱S(ω1,ω2),这种实验方法称为时域实
验。
2014-3-5
获得二个独立时间变量的方法是把“时间”这个一维连续变量，采用“分割时间轴”方法来实现。因此二维实验中通常把时间轴分成四个区间：

二维核磁共振

1. 13C-1H COSY谱
• • •
13C-1H
• • •
COSY谱也叫HETCOR(heteronuclear chemical shift correlation)。在13C-1H COSY谱中F1（纵轴）是1H 化学位移，F2 （横轴）是13C的化学位移。一个有关1JC-H的信号，在不去偶谱中会出现六个信号。其中 F2轴上的两个信号对解析谱无用，其余四个信号两个强度为正，两个为负，形成一个正方形，边长等于J。当使用不同去偶脉冲后，可以分别使F2轴去偶，只留下F1坐标上一正一负两个信号；也可以使F2、F1都去偶，只留一个正信号。一个CH结构单元在常规13C－1H COSY谱中出现的谱图如图 5-20所示。
• 因为样品薄荷醇分子中的C3与羟基相连，化学位移最大，容易识别，故可以将C3作为解析的切入口。
5.6.4 异核碳氢化学位移相关谱
• 异核化学位移相关谱： • 碳氢相关谱（13C-1H COSY谱）。 • 远程碳氢化学位移相关谱（long-range 13C-1H COSY谱）。 • 异核接力相干转移谱（13C-1H RELAY谱又叫异核 RCT谱）。 • 用的最多的还是13C-1H COSY谱，它把分子中的一键偶合的13C和1H的信号相关联，为结构解析提供了基本数据。
（2）异核碳、氢二维J分解谱
• 异核二维J分解谱是指被测定的核的化学位移为一维，该种核与另一种核之间偶合的多重峰裂分为另一维的分解谱。 • 异核13C，1H 2D J分解核磁共振谱的F2轴为13C化学位移， F1轴为质子与13C的偶合。由于使用的脉冲序列不同，可以得到几种图谱。 • 应用最多的为门控去偶13C，1H J分解2D NMR。 • 此时F2轴为13C的化学位移。F1轴为JCH偶合的多重峰，裂距为1/2JCH。 • 出峰情况是季碳为单峰，CH为二重峰，CH2为三重峰， CH3为四重峰。 • 图5-14为反式丙烯酸乙酯的1H、13C异核二维J分解谱，碳化学位移及碳上的质子与其的偶合皆可看清，由此还可判断碳上质子个数。

二维核磁简介

二维NMR图谱的表现形式
1、堆积图
2、等高线图 contour
多量子跃迁谱( HSQC)的原理:
2DNMR是两个独立频率变量的函数,共振吸收分布在由两个频率轴组成的平面上 ,耦合常数在二维平面上展开,构成二位核磁共振平面图. 异核单量子相干谱只检测ΔM=±1的单量子跃迁,通过15N,1H的耦合关系(本文献)找出他们之间的连接关系.
文献所用方法简述
• 1、实验部分： • 实验对照组1：15N,13C标记氧化型和还原型的cVIMP-Cys,分别测NMR。 • 实验对照组2:15N标记的cVIMP-Cys,一组加入做标记的p97N ,另一组不加.这组实验记录IcpIx/Iapo(加p97N组的峰高值与不加p97N 组的峰高值的比值),并计算
二维NMR的分类
2D－NMR可以分为三大类： 1、2D-J分解谱：（1）同核二维J分解谱（2）异核二维J分解谱 2、2D-化学位移相关谱：同核化学位移相关谱（1H-1HCOSY) 异核化学位移相关谱 (1H-13CCOSY) 异核远程相关谱 (nJCH correlations等同于 HMBC谱 ) 3、多量子跃迁谱: HSQC 谱 (1H捡出的，异核单量子相干谱） HMQC谱 (1H捡出的，异核多量子相干谱） HMBC谱 (1H捡出的，异核多键相关谱）
结果与讨论
• 1、NMR Spectroscopy Indicates that cVIMP-Cys Is Partially Disordered（存在无规卷曲部分） • 进一步实验： • 目的：在单个残基水平上研究构象变化和结构特征。对49-71和124-189残基做标记， NMR图如下：
A：用p97N滴定15N 标记的cVIMP-Cys 表明两个蛋白质之间有相互作用。 B：50-71位的残基的峰值显著线性扩展，有些信号消失。 C：局部有化学位移的变化。

二维核磁共振谱概述 ppt课件

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二维谱的表现方式
等高线图中最中心的圆圈表示峰的位置，圆圈的数目表示峰的强度。
等高线图
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化学位移相关谱

同核位移相关谱
异核位移相关谱 NOE

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同核位移相关谱
1H-1H
COSY ，COSY是correlated spectroscopy的缩写。
交叉峰或相关峰对角峰或自相关峰
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3
1
4
5
6
ppt课件 2-己酮 H-HCOSY
8
1
1 234 56 7
23
56
7
4
3 2
H H
H 4 5 6 7 C=C-O-CH2-CH2-CH2-CH3
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异核位移相关谱

C-H COSY 是13C 和1H 核之间的位移相关谱。它反映了13C和1H 核之间的关系。
二维核磁共振谱概述
什么是二维核磁共振谱？
二维核磁共振谱：
是有两个时间变量，经两次傅利叶变换得到的两个独立的频率变量的谱图。一般用第二个时间变量 t2 表示采样时间，第一个时间变量 t1 则是与 t2 无关的独立变量，是脉冲序列中的某一个变化的时间间隔。
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二维谱的分类

J分解谱 J Resolved Spectroscopy, d-J 谱同核 (homonuclear), 异核(heteronuclear) 化学位移相关谱 Chemical Shift Correlation Spectroscopy, d- d 谱同核耦合, 异核耦合, NOE 和化学交换多量子谱 Multiple Quantum Spectroscopy