二维相关谱图
全二维气相色谱
全二维气相色谱
汇报(huìbào)人:long未来加油
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1.发展 历程 (fāzhǎn) 2.方法原理 3.方法特点 4.全二维气相色谱的调制器 5.影响因素及条件的选择 6.最新进展及应用
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(2)柱系统(xìtǒng)
柱系统的选择(xuǎnzé)对GC×GC分离影响
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(3)柱参数(cānshù)
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为了实现(shíxiàn)二维的正交分离,在选择合 适的柱系统并且柱温采用程序升温方式时, 还应选择恰当的初始柱温。初始柱温过高会 影响正交分离,特别对先流出的同系物成员 影响较大。程升速率增加,同系物组分的流 出温度同步长增加,不同的程序升温速率对 正交分离影响不大。对于未知样品的全分析 ,增加柱长不是改善二维分离的最好办法。
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同时总的分析时间最短。1DGC柱温智 能最佳化是围绕最难分离物质对及其交叉 点的预测展开。全二维气相色谱需综合考 虑两维的分离能力。组分(zǔfèn)的总分离效能 指标包括第一维的总分效能指标和第二维 的总分离效能指标。
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程序(chéngxù)升温速率对GCGC分离影
响
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程序(chéngxù)升温对GC×GC分离速n)
全二维气相色谱技术(jìshù)发展历史
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2.方法原理 全二维气相色谱是把分离机理不同且互相独
立的两根色谱柱以串联方式结合成的二维气相色 谱,两根色谱柱由调制器连接,调制器起捕集、 聚焦、再传送的作用(zuòyòng)。经第一根色谱柱分离后 的每一个色谱峰,都经调制器调再以脉冲方式送
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
二维相关谱图(课堂PPT)
Applied Spectroscopy, vol. 54, no. 7, July, 2000. (Special issue on generalized 2D correlation spectroscopy)
2020/4/27
Y. Ozaki and I. Noda, Eds. Two-Dimensional Correlation Spectroscopy, AIP Conference proceedings 503, AIP: Melville, 2000.
readily observable in conventional 1D spectra ▪ Sign of cross peaks to determine relative direction of intensity changes and
sequential order of events ▪ Comparison of different spectral data via hetero-correlation
2020/4/27
3
Generalized 2D Correlation Spectroscopy
Perturbation-based 2D correlation spectroscopy
I. Noda, Appl. Spectrosc., 47, 1329 (1993).
2020/4/27
4
Reference Literature
1
F(n1,n2 ) m 1
m j 1
~y j (n1) ~y j (n2 )
1
Y(n1,n2 ) m 1
m j 1
~y j (n1) ~z j (n2 )
二维谱COSY
结束
rrernstswitzerlandrfreemanukoxford专业资料常见二维核磁的功能11hh11hhcosy22键或33键质子耦合11hh11hhtocsy具有连续的键合联系的质子耦合11hhxxhmqchsqc通过质子观察11键异核耦合11hhxxhmbc通过质子观察22或33键异核耦合多用于13ccxxxxcosy天然丰度大于20的杂核之间的11键耦合xxxxinadequate低天然丰度的杂核之间的11键耦合11hh11hhnoe差谱一维二维noesyroesy空间上接近质子之间的耦合专业资料常见二维核磁的功能专业资料二维核磁原理2dnmrisadomainofftandpulsedspectroscopy1d1d2d2ddetectsignalstwicebeforeaftercouplingsameas1dexperiment90?pulsetransfersbetweencoupledspins专业资料准备期preparation
Correlation Spectroscopy (COSY)--off-diagonal peaks
非对角线峰表明两种质子之间存在耦合。
Correlation Spectroscopy (COSY)--off-diagonal peaks
Correlation Spectroscopy (COSY)--off-diagonal peaks
6b 6a 5b
21b
Phase-Sensitive Spectra
Phase-Sensitive COSY
相敏COSY谱由于在数据处理中消除了通常与回波和反回波 相关的不需要的相扭曲线形和色散成分信号,只给出吸收 型信号,在提高灵敏度的同时,不但能够明显有效地改善 信号密集重叠区交叉峰的分辨率,而且提供了测定重叠区 内各信号化学位移和偶合常数的方法。
2D NMR
δ > δ > δ ( C H )
• 但是实际排列顺序为:
(
C H ) H
(
CH )
δ >δ >δ ( C H ) H
( C H )
( C H )
5.0~ 6.0
1.8~ 3.0
0~ 1.8
上述这些现象显然不能用电负性来解释, 但可以用各向异性效应来解释。所谓各向异 性效应就是当化合物的电子云分布不是球型 对称时(∏电子系统时最为明显),就对邻近质子附 加了一个各向异性的磁场,从而对外磁场起 着增强或减弱的作用。增强外磁场的区域称 为去屏蔽区,用“-”表示,位于该区的质 子共振峰将移向低场;减弱外磁场的区域称 为屏蔽区,用“+”表示,位于该区的质子 共振峰将移向高场。各向异性效应是通过空 间传递的,在氢谱中,这种效应很重要。
简介
• 这种原子核对射频电磁波辐射的吸收就称 为核磁共振波谱。核磁共振波谱又可进一 步分为氢谱(1H-NMR)和碳谱(13CNMR)。所谓氢谱,实际上指的是质子谱 (proton magnetic resonance,简写成 PMR),而碳谱则是指13C谱(carbon magnetic resonance,简写成13CMR)。
0
5.33 7.24
• 如果与质子相连接的原子或原子团的电负 性较强,质子周围的电子云密度就比较小, 即抗磁屏蔽效应比较小,因此质子就在低 场发生共振,化学位移值δ就大。反之,如 与质子相连的原子或原子团是推电子的, 则质子周围的电子云密度就增加,屏蔽效 应亦增大,化学位移δ就向高场移动。
• b:共轭效应
AXz A:原子质量; X:原子种类; z:原子序数
二维核磁共振谱(精简2)
核之间空间距离的关系,而与二者间相距多少根化学键无关。
核之间有耦合关系,而是表示两个氢核之间的空间位置接近。
11:06
27
NOESY
由于 NOESY 实验是由 COSY 实验发展而来为的,因 此在图谱中往往出现 COSY 峰,即 J 偶合交叉峰, 故在解析时需对照它的 1H-1H COSY 谱将 J 偶合交叉
11:06 24
HMBC 谱
HMBC常见的远程相关峰把相隔3根化学键的碳原 子和氢原子关联起来,但是也可能跨越2或4根 化学键的碳原子和氢原子。
需要将HMBC谱与HMQC谱对照,以便扣除1JCH相关 峰得到远程nJCH耦合信息。
11:06
25
HMBC 谱的功能
用COSY谱结合异核直接相关谱可以找到碳原 子之间的连接关系,但是这样的步骤终止于季 碳原子或杂原子,因此上述方法只能得到一个 个结构片段。从HMBC谱找到跨越几根化学键 的碳原子和氢原子的连接关系,从而可以将上 述片段连接起来。
COSY ,COSY是correlated spectroscopy的缩写。
交叉峰或 相关峰 对角峰或 自相关峰
对角峰(diagonal peaks, 自相关 峰):对角线上的峰,它们和氢谱的 峰组一一对应,不提供耦合信息。 交叉峰(cross peaks,相关峰): 对角线外的峰,反映2个峰组间的 耦合关系,主要反映3J偶合关系。
11:06 7
3
1
4
5
6
11:06
2-己酮 H-HCOSY
8
1
1 234 56 7
23
56
7
4
3
11:06
H H
2
H 4 5 6 7 C=C-O-CH2-CH2-CH2-CH3
二维相关光谱
二维光谱的优势
①二维光谱因为将光谱信号扩张到第二维上, 因此具有较高的分辨率,可以区分出在一维 光谱上被覆盖的小峰和弱峰;
②通过对同步交叉峰和异步交叉峰的仔细分析, 可以判断出各个基团相对于特定外扰的一个运 动顺序。
第七页,课件共有10页
广义二维相关光谱技术的发展
不仅发展了二维红外( FTIR) 光谱,二维 近红外(NIR) 光谱,二维拉曼光谱,二维荧 光光谱等二维同谱相关技术。还发展出了二 维异谱相关技术,即将两种不同性质的光谱 进行相关分析。
受激发偶极矩取相方向互相垂直,或两
个光谱强度增大与减小趋势不同时,交
叉峰为负
圈是等高线
第五页,课件共有10页
异步二维相关谱
异步光谱代表两个动态IR信号的光谱强度变化顺序。
对
判断两吸收峰相关关系的原则:
角 线
①Φ(ν1,ν2)>0,Ψ(ν1,ν2)>0
反 对 称
对角线左上方(ν1>ν2),光谱 强度变化ν1先于ν2发生
浓度、电压等。光学变量ν可以是任何合适的 光谱量化系数,如拉曼位移、红外或近红外波 数、紫外波长等。
第三页,课件共有10页
试验方法示意图
Perturbation
Probe
System
Dynamic spectra
2D correlation spectra
Correlation analysis
第四页,课件共有10页
另外,广义二维相关光谱的理论也得到 进一步发展,衍生出了两种新的二维相关分 析方法:二维样品-样品相关技术和二维杂 化相关分析技术
第八页,课件共有10页
广义二维相关光谱的应用
• 聚合物、蛋白质二级结构 • 液晶类化合物 • 分子动力学 • 药物分子 • 生物分子的光化学研究
二维谱COSY.
Correlation Spectroscopy (COSY)--off-diagonal peaks
非对角线峰表明两种质子之间存在耦合。
Correlation Spectroscopy (COSY)--off-diagonal peaks
二维核磁原理
二维核磁原理
横轴代表2轴,纵轴代表其它频率1轴。
二维核磁原理
分为三大类:
1.J分辨谱 亦称为J谱,把化学位移和自旋偶合的作用分辨开
来。2. 化学位移相关谱(Chemical shift correlation spectroscopy) 是2DNMR的核心,它表明共振信号的相关性。 有三种位移相关谱:同核,异核,NOE和化学交换等相关 谱。3. 多量子谱(multiple quantum spectroscopy) Δm>1的整
常见二维核磁的功能
1H-1H
1H-1H 1H-X 1H-X
COSY
TOCSY
2键或3键质子耦合
具有连续的键合联系的质子耦合
HMQC,HSQC
HMBC
通过质子观察1键异核耦合
通过质子观察2或3键异核耦合,多用于13C 天然丰度大于20%的杂核之间的1键耦合 低天然丰度的杂核之间的1键耦合 空间上接近质子之间的耦合
二维核磁
超复杂的一维核磁的解读---二维核磁
1H
NMR Spectrum of Ubiquitin
二维核磁原理
Father of 2D NMR: Jeener, Belgium Main Developers: RR Ernst, (Switzerland), R Freeman (UK, Oxford)
何调控,比如来源于自旋核之间的偶合相互作用,以“交叉峰”的形式
二维相关谱图(课堂PPT)
Fourier transform
Y~1( )
~y (n 1 , t )
e i t dt
Y~2*( )
~y(n 2 , t)
eit dt
2D correlation spectra
1
F(n1,n2 ) i Y(n1,n2 ) (Tmax Tmin )
0
Y~1( ) Y~2*( )
Applied Spectroscopy, vol. 54, no. 7, July, 2000. (Special issue on generalized 2D correlation spectroscopy)
2020/4/27
Y. Ozaki and I. Noda, Eds. Two-Dimensional Correlation Spectroscopy, AIP Conference proceedings 503, AIP: Melville, 2000.
d
F(n1, n2) synchronous spectrum Y(n1, n2) asynchronous spectrum
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9
Practical Computational Method
Discrete spectral sampling
~y j
(n
)
y
j
(n
) 0
y(n
• DOP aliphatic chains move asynchronously (independently)
with respect to PS phenyl rings
21
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Remola Model of Plasticization
核磁课件 二维谱
Two-dimentional NMR spectra
1
1971年J. Jeener 首次提出了二维核磁共振的概念;Ernst教 授进行了大量卓有成效的研究,推动了二维核磁共振的发展, 再加上他对脉冲-傅立叶变换核磁共振的贡献,获1991年诺 贝尔化学奖 提供相互偶合的观察核之间的相关关系信息 研究分子与分子之间相互作用 确定复杂分子(如生物分子)的结构,了解生物分子在溶液 状态时的空间结构(X-单晶衍射无法做到)
13
H-H二维谱需进行对称处理,去掉不对称的噪声峰。
H-H COSY二对称处理前后的谱图 H-H COSY, TOCSY ;HMQC, HSQC; HMBC
14
2.1、1H-1H COSY
• H-H COSY (H-H correlated spectroscopy) 同核位移相关谱
15
1H-1H COSY谱中的相关峰表示与该峰相交的两个峰之间有 自旋-自旋偶合(J-Coupling)存在。
9
10
11
二. 化学位移相关谱 (COSY)
Two-Dimesional Chemical Shift Correlation Spectroscopy
COSY作用:给出不同化学位移吸收峰之间的空间相关性。 包括同核COSY(通常为H-H耦合)和异核COSY(通常为H-C耦合)。 给出的信息:可以获得H-H之间的2J和3J耦合信息,甚至长程耦合信
通常在化学结构上,两个峰之间有自旋-自旋偶合表示产生 该峰的两个原子之间相隔的化学键数在三键以下。(当它们 之间有双键或三键存在时,四键或五键之间的原子也会有J偶 合存在)
相关峰的强弱(高低)与偶合常数J 值的大小有关,J 值越大相 关峰越强;当偶合常数(J 值)很小时,一维谱上可能表现 不出峰的偶合裂分,但二维谱上仍可能表现出相关峰。
二维相关红外光谱及其应用解读
二维相关红外光谱及其应用1 引言二维相关光谱是一种实验设计与数据处理相结合的分析技术。
对于每一种样品体系,需要根据研究目的,设计合适的实验方案,通过对样品施加特定的微扰(包括机械拉伸力、温度、压力、浓度、磁场、光照等),诱导光谱信号产生动态变化,对一系列的动态谱图进行相关分析计算,便得到二维相关谱图(图1)。
二维相关谱图反映的是样本中各种组成成份或者微观结构单元相应于外界微扰的变化情况,以及这些变化之间相互的联系。
目前应用最广泛的是以温度为变量的二维相关红外光谱技术。
2 二维相关光谱的特性二维相关光谱可用三维立体图或二维等高线图进行可视化显示,便于直观地对二维信息进行解析。
在二维相关光谱的等高线图中,z坐标轴值用x-y平面中的等高线表示。
同步相关光谱代表两个动态红外信号之间的协同程度,它是关于主对角线对称的。
相关峰在对角线和非对角线区域均会出现。
在对角线上有一组峰,它是动态红外信号自身相关而得到的,所以称为自动峰。
自动峰总是正峰,它的强度代表外扰引起的变化程度。
强的自动峰对应于动态谱中强度变化较大的区域,而保持不变的区域则显示出非常小或没有自动峰,这与微观环境对官能团运动的影响是密切相关的。
在二维相关图中(见图1),以圆圈的个数代表Φ(ν1,ν2)的绝对值。
在坐标(A,A),(B,B),(C,C)和(D,D)处的自动峰分别具有2,1,4和2个圆圈,表明(C,C)处的自动峰最强,而(B,B)处的自动峰最弱。
二维同步相关光谱中位于主对角线以外的峰叫做交叉峰,它显示扰动发生过程中ν1和ν2处的强度变化的相关变化。
为了便于观察自动峰和交叉峰的强度的相关变化,可以构造一个相关正方形,把对角线上的自动峰和两侧的交叉峰连贯起来。
所以A和C,B和D是同步相关的(图1a)。
交叉峰的符号既可为正也可为负。
如果发生在ν1和ν2处的强度变化是同一方向的,那么Φ(ν1,ν2)为正;反之,如果发生在ν1和ν2处的强度变化是沿着相反方向的,那么Φ(ν1,ν2)为负。
二维谱
二维谱
2D-NMR
COSY
• 氢氢相关
H,C-COSY
• HETCOR ,即HETero- nuclear CORrelation spectroscopy • 其相关谱表示该碳与对应的氢直接相连
• -紫罗兰酮的结构为:
10 H Me 7 9 6 2 1 8 O 3 5 4
其C-H COSY为:
• 在实际研究工作中不断积累经验(包括各种结 构的波谱特征),结合各种核磁共振波谱手段 才能逐步具备对未知有机化合物结构解析的能 力;同时,有机波谱也不是万能的,还需要一 些化学反应和半合成(在手性中心的鉴定尤是 如此),还有X-ray单晶衍射方法等。总之, 要尽可能利用多种方法、多种途径多方验证, 这样才能使鉴定的化合物结构正确。
1
4
2
3
5
6
7
F2
6-7
F1
5-6
4-5
2-3
3-4 1-2 HO 2 1 OH
3
4
5
6
7
NOE类二维核磁共振谱
• 检测NOE可以采用一维方式或二维方式。 • 如采用一维方式,需选定某峰组,进行选择性辐照, 然后纪录此时的谱图,由扣去未辐照时的常规氢谱而 得的差谱,得到NOE信息(差谱中某些谱峰的区域呈 正峰或负峰)。由于预先的选择性辐照以使该跃迁达 到饱和,是一种稳定态下的实验,故灵敏度高。
• 13C同位素的天然丰度只有1.1%,两个13C核 相连的几率就只有万分之一了。这也就是说 INADEQUATE实验的灵敏度很低,需要很多 样品(几十乃至上百毫克),且需要很长的实 验时间(有时候需要一周),因此目前的应用 受到了限制。 • 完成INADEQUATE的关键就是抑制掉单个 13C(无13C-13C耦合)的信号。
二维谱
HMQC:归属直接相连的碳氢之间关系。
16
13C-1H直接相关谱是异核相关谱中最
主要的一种。异核相关谱中确定偶合关系 只要顺着碳、氢信号分别向下和水平方向 引直线,其交点处出现的信号峰即为相关 峰,在 13C-1H直接相关谱中相关峰则表示 与此相应的碳氢直接相连。 常规的 13C-1H直接相关谱样品的用量较 大,测定时间较长。HMQC技术很好地克服 了上述缺点,HMQC是通过多量子相干间接 检测低磁旋比核13C的新技术。
NOESY Spectrum NOE:当两个质子Ha和Hb在立体空间中的位 置相近时,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。 NOE差光谱:照射某个氢核(Ha),与其空间相 近的氢核(Hb)产生的NOE效应有时不是特 别明显,或者Hb与其它氢信号有重叠现象, 则可测试NOE差光谱。
系的原子间的偶合而引起的,出 现在对角线两侧对称的位置上的 峰叫做相关峰。 如图中a和a’
(2)偶合关系的确定
偶合关系的确定有四种方式:
A方式:从信号2向下引一条垂线和相关
峰a相遇,再从a向左划一水平线和信号1 相遇,则可确定信号1和2之间存在着偶 合关系。 B方式:先从信号2向下划一垂线和a相遇 ,再从a向右划一水平线至对角峰[1], 再由[1]向上引一垂线至信号1,即可确 定偶合关系。
C方式:按照与B方式相反方向进行。 D方式:从1H-1H COSY谱的高磁场侧
解析时,除C方式外,也常常采用D 方式。即从1向下引一条垂线,通过 对角峰[1]至a’,再从a’向左划一条 水平线,即和1的偶合对象(2)的 对角峰[2]相遇,从[2]向上划一垂 线至信号2即可确定。
核磁二维谱
基本原理
一维核磁谱的信号是一个频率的函数,共振峰分 布在一个频率轴(或磁场)上,可记为S(ω)。
二维谱信号是二个独立频率(或磁场)变量的函 数,记为S(ω1,ω2),共振信号分布在两个频率轴组 成的平面上。也就是说2D NMR将化学位移、偶合常 数等NMR参数在二维平面上展开。
3
二维谱共振峰的名称
对角峰:它们处在坐标F1=F2的对角线上。对角峰在 F1或F2上的投影得到常规的一维偶合谱或去偶谱。
交叉峰:交叉峰也称为 2 1
34
5
相关峰(F1≠F2),在 对角线两侧并对称,和
对角峰可以组成一个正
F1
方形,由此可推测这两
组核存在偶合关系。
O
CH3 CH2
54
CH2 CH2
32
C
CH3
1
F2
4
同核化学位移相关谱
1H检测的异核化学位移相关谱:两个不同核的频率 通过标量偶合建立起来的相关谱。应用最广泛的是1H13C COSY。
11
13C-1H COSY
12
1H检测的异核多量子相关谱(HMQC)
常规的13C检测的异核直接相关谱,灵敏度低,样品的 用量较大,测定时间较长;
HMQC(异核多量子相关谱)技术很好地克服了上述缺 点,HMQC实验是通过多量子相干,检测1H信号而达到间 接检测13C的一种方法;
有机波谱分析
二维核磁谱(2D-NMR)
二维核磁共振波谱法
➢ 二维核磁共振(2D-NMR)是Jeener于1971年提出, 是一维谱衍生出来的新实验方法;
➢ 可将化学位移、偶合常数等参数展开在二维平面 上,减少了谱线的拥挤和重叠;
➢ 提供的HH、CH、CC之间的偶合及空间的相互作用, 确定它们之间的连接关系和空间构型。
二维谱
= I y co s( J IS ) 2 I x S z sin ( J IS )
IS z z I y co s( J IS ) 2 I x S z sin ( J IS ) co s( J IS ) 2 I x S z co s( J IS ) I y sin ( J IS ) sin ( J IS )
M I (t 2 )
iM 2
e
J IS 2
e
i 2
e
J IS 2
e
i J IS t 2
同核J分解谱
脉冲序列:
S(t1) = M0cos( ± Jt1 )
S ( t1 , t 2 ) 1 2 1 2 M 0 ex p ( i Jt1 ) ex p [ i ( J ) t 2 ]
陈林 2011年12月13日
Contents
1 2 3
和
二维谱基本原理 二维J分解谱 二维COSY谱
二维谱概述
2D NMR是近代核磁共振波谱学最重要的里程碑。比利时的J. Jeener在1971年首次提出了二维核磁共振的概念。瑞士的Ernst因
为推动二维核磁共振的发展而荣获1991年诺贝尔化学奖。
J IS t 2 2 I z S z
I y co s( J IS t 2 ) co s( t 2 ) co s( J IS ) I x co s( J IS t 2 ) sin ( t 2 ) co s( J IS 2 ) I y sin ( J IS t 2 ) co s( t 2 ) sin ( J IS 2 ) I x sin ( J IS t 2 ) sin ( t 2 ) sin ( J IS 2 )
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
HMBC谱中有下列相关(C~H): 33.3(t)~ 5.07(d,11.7, 2.5), 3.79(d, br, 9.9); 71.6(d)~ 3.79(d, br, 9.9), 3.65(q, 6.1); 17.7(q)~ 3.65(q, 6.1); 111.4(s)~ 5.07(d,11.7, 2.5); 123.0(s)~ 6.52(s); 183.9(s), 166.5(s)~ 6.52(s); 166.0(s)~ 6.40(s);
O
H
NH
H
H
对化合物A的各峰进行归属
O
1.20 (d, 6H) 19.4 q
174.8 s
2.44 (m, 1H) 35.5 d
6.98 (ddd, 1H)
H
NH
7.75 brs
129.8, d
H 4.39 (d, 1H)
95.2 t
H 4.64 (d, 1H)
例1. 某黄酮苷的核磁共振波谱数据,试推断其化学结构,并将核磁 共振谱数据归属。
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。
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Y~1( )
~y (n 1 , t )
e i t dt
Y~2*( ) ~yBiblioteka n 2 , t)eit dt
2D correlation spectra
1
F(n1,n2 ) i Y(n1,n2 ) (Tmax Tmin )
0
Y~1( ) Y~2*( )
d
F(n1, n2) synchronous spectrum Y(n1, n2) asynchronous spectrum
Temperature, pressure, time, concentration, electromagnetic field ……
2D Correlation Spectra
Acquisition of 2D Correlation Spectra
7
7
2D Correlation Analysis
• DOP aliphatic chains move asynchronously (independently)
with respect to PS phenyl rings
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2020/7/21
Remola Model of Plasticization
rem’o-ra, n. [L., hinderance.] 1. Any of several fishes (gerera Echenecis, Remora, family Echneididae), with a suctional disk on the head by which they cling to other fishes or to ships. 2. A clog; drags; hinderence.
▪ The sign of a cross peak is positive if the intensity change at n1 occurs before n2.
▪ The sign of a cross peak is negative if the intensity change at n1 occurs after n2.
9
Practical Computational Method
Discrete spectral sampling
~y j
(n
)
y
j
(n
) 0
y(n
)
for 1 j m otherwise
Discrete Hilbert transform
y(n ) 1
m
m
y j (n )
j 1
m
~z j (n2 ) N jk ~yk (n2 )
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Human Hair Keratin
Assignments (cm-1) a-helix 1661, 1649
b-like extended chains and turns 1679, 1669, 1645 1641, 1620
Disordered structures 1656
2008年中国科大
Two-Dimensional (2D) Correlation Spectroscopy
武培怡
复旦大学高分子科学系
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2020/7/21
Two-Dimensional (2D) Spectroscopy
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Generalized 2D Correlation Spectroscopy
B. Alpha methyl A. Ester methyl
C. Methylene
S.K. Dirlikov and J.L. Koenig Appl. Spectrosc. 33, 555 (1979).
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2020/7/21
Atactic PMMA
• Ester methyl peaks are in the synchronous spectrum almost exclusively • Alpha methyl and methylene found in the asynchronous spectrum
14
2020/7/21
Selectively Deuterated Polystyrene
–(CH2CH)n–
–(CD2CD)n–
vs.
15
2020/7/21
Atactic Poly(methyl methacrylate)
16
2020/7/21
Pure Group Frequency Spectra of PMMA
Applied Spectroscopy, vol. 54, no. 7, July, 2000. (Special issue on generalized 2D correlation spectroscopy)
Y. Ozaki and I. Noda, Eds. Two-Dimensional Correlation Spectroscopy, AIP Conference proceedings 503, AIP: Melville, 2000.
▪ The above sign rules are reversed if F(n1, n2)<0.
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Polystyrene/Polyethylene Blend
Polystyrene
–(CH2CH)n–
Polyethylene
–(CH2CH2)n–
• PS and PE are immiscible (phase separated) • No molecular level interactions
(n1,n2) ~y(n1,t) ~y(n2,t')
= F(n1,n2) + i Y(n1,n2)
Synchronous spectrum F(n1,n2) = Similarity of signal dependence on t
Asynchronous spectrum Y(n1,n2) = Dissimilarity of signal dependence on t
5
Book
6
Generalized Two-Dimensional Correlation Spectroscopy
Electromagnetic Probe IR, NIR, laser ……
Chemical System
Dynamic Spectra
External Perturbation
▪ Cross peaks represent simultaneous changes of spectral signals at two different wavenumbers, suggesting a coupled or related origin of intensity variations
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Polystyrene/DOP Blend
Dioctyl phthalate (DOP)
Perdeuterated polystyrene
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Plasticized Polystyrene
• Motions of aromatic groups of PS and DOP are synchronized
Perturbation
S(t)
Input
I(n)
System
Output
~y (n1,t)
~y(n 2,t) ...
~y (n n ,t)
Comparison of two signals
measured at different n along t
Cross-correlation function
readily observable in conventional 1D spectra ▪ Sign of cross peaks to determine relative direction of intensity changes and
sequential order of events ▪ Comparison of different spectral data via hetero-correlation
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Synchronous correlation spectrum: F(n1, n2)
▪ Autopeaks at diagonal positions represent the extent of perturbation-induced dynamic fluctuations of spectral signals
▪ If the sign of a cross peak is positive, the intensities at corresponding wavenumbers are increasing (or decreasing) together. If the sign is negative, one is increasing, while the other is decreasing.