11bNMR基本二维谱操作介绍201411
二维核磁共振谱(精简2)共64页文档
截面图 Section
投影图 Projection
12.08.2021
11
堆积图
把堆积图用平行于F1和F2域的平面进行平 切后所得。
等高线图
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。
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12
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等高线图
➢ 一般反应3J耦合关系，远程耦合较弱， 不产生交叉峰。当3J较小时（如两面角 接近90o）也可能无交叉峰。
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24
1
1
23 56
234
56 7
7 4
3H
1H 4
5
6
7
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2 H C=C-O-CH2-CH2-CH2-CH3
25
Problem 1. The schematic 1H
COSY spectrum of 2hexanone is given below.
31
45
6
Using the COSY spectrum,
assign the 1H NMR
resonances of 2-hexanone, i.e.
establish which resonance
belongs to which specific H
对角峰或 自相关峰
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对角峰或 自相关峰
交叉峰或 相关峰
23
同核位移相关谱
1. 1H-1H COSY 简化多重峰，直观地给出耦合关系。
➢ 最常用的位移相关谱。 1H-1H COSY实验相当于做一系列连
续选择性去耦实验去求得耦合关系，用 以确定质子之间的连接顺序。
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
二维核磁共振
（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。
• 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.远程13C-1H 化学位移相关谱
• long-range 13C-1H COSY谱可以获得包括季碳在内的一键以上 的远程C-H偶合的信息，建立起C-C间的关联，确定分子骨架。 • 这种远程偶合甚至可以越过氧、氮或其它原子的官能团将碳 与相隔两三个键的氢相关联，如－CO－O－CH中的H 与羰 基碳，C－NH2中的C与H相关。 • F1轴仍为H化学位移，F2轴为C的化学位移。无对角峰，交叉 峰除出现nJCH远程相关峰外，也会出现强的1JCH相关峰，因此 能得到季碳的信息。 • 解析时要与13C-1H COSY谱对照，以便扣除13C-1H COSY谱有 的1JCH相关峰，得到远程nJCH偶合的信息。 • 与2D 双量子谱相比，它样品用量少，时间短，灵敏度高。
二维 nmr 谱 c-h 相关
二维NMR是一种通过观察分子中核磁共振现象来分析化合物结构和性质的方法，而C-H相关谱则是其中的重要分支。
通过这种谱图，我们可以更加深入地了解分子内部C-H键之间的相互关系，这对于有机化学和药物研发领域具有极大的意义。
让我们来谈谈二维NMR的基本原理。
二维NMR技术是在传统一维NMR的基础上发展起来的，它利用了两个核磁共振频率之间的耦合效应，能够在频谱上呈现出更为复杂的信息。
在C-H相关谱中，我们通过观察氢核和碳核之间的相互耦合效应，可以清晰地看到不同C-H键之间的联系，这为分析复杂的有机分子结构提供了极大的帮助。
在二维NMR谱图中，我们可以看到各种不同的交叉峰和相关峰，它们代表了不同C-H键之间的关联关系。
通过分析这些峰的位置、强度和形状，我们可以推断出分子内部的空间构型和连接方式，从而揭示分子的结构和构象信息。
这对于有机化学家来说是非常宝贵的信息，可以帮助他们解决很多结构和构象上的难题。
除了结构信息外，C-H相关谱还能提供有关分子动力学和反应机理的重要线索。
通过观察峰的变化和演化规律，我们可以了解分子内部的运动和动态过程，甚至可以揭示出化学反应中的中间态和过渡态。
这对于研究催化剂设计、反应动力学和机理研究具有非常大的意义。
二维NMR谱C-H相关技术是一种非常强大的工具，它为有机化学和药物研发领域提供了丰富的结构和反应信息。
通过深入研究和应用这一技术，我们可以更加全面、深入地了解分子的性质和行为，为新药发现和有机合成提供更为可靠的手段和方法。
结语通过对二维NMR谱C-H相关技术的讨论，我个人深深地感受到了这一技术的重要性和价值。
它不仅拓宽了我们对分子结构和反应的认识，更为有机化学和药物研发领域提供了非常实用和强大的工具。
我相信，在未来的研究和应用中，这一技术一定会发挥出更加广泛和深远的影响。
二维NMR谱C-H相关技术在化学领域中扮演着不可或缺的角色。
它的应用不仅在有机结构的确认中起到了至关重要的作用，同时也为药物研发和医学领域提供了强大的支持。
二维核磁谱解析方法
二维核磁共振二维傅立叶变换核磁共振（2D-FT-NMR）是八十年代发展起来的核磁共振新技术。
二维谱是将NMR提供的信息，如化学位移和偶合常数，氢化学位移和碳化学位移等在二维平面上展开绘制成的图谱。
二维谱可分为同核化学位移相关谱和异核化学位移相关谱前者如1H-1H COSY谱，13C-13C COSY谱，后者则为各种13C-1H COSY谱等。
一、1H-1H COSY谱氢-氢相关谱（1H-1H COSY谱）是二维谱中最常用的。
在氢-氢相关谱上的横轴和纵轴均设定成为氢的化学位移，两个坐标轴上则画有通常的一维谱。
（1）对角峰与相关峰下面是乙酸乙酯的1H-1H COSY谱•在相关谱中，位于对角线的峰叫做对角峰如图中信号3•因相邻两原子间或有远程偶合关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。
应用1H-1H COSY谱解析化合物的结构就是基于分子中相互偶合的氢之间在谱中会出现相关峰，出现相关峰的质子之间可以是间隔3个键的邻偶，也可以是间隔4个键以上的远程偶合，特别是偶合常数较小的远程偶合，在一维氢谱中有时很难观察到，因而成为1H-1H COSY谱的一个优势。
N H HO O COOH12345678H8H7H5H3在该化合物的二维1H-1H COSY谱中，H-7和H-8的相关峰最强，H-5和H-7的相关峰强度次之，H-5和H-8的相关峰最弱，这也说明两个质子之间的偶合常数越大，相关峰越强，两个原子之间的偶合常数越小，相关峰越弱，这也是1H-1H COSY谱的普通规律。
NMR基本操作规程
Bruker核磁共振操作规程样品准备：1.1送样人员填写送样单，通过沟通获取信息，确定溶剂和实验类型1.2配制样品1.2.1 样品毒性、腐蚀性、熔沸点和溶解度等分析根据样品的情况，采取相应程度的防护措施1.2.2样品溶解根据送样单要求，在样品管中加入适量样品，注入合适氘代溶剂使之完全溶解，用吹风机适当加热，去除溶液中气泡仪器工作环境确认2.1 UPS正常2.2 启动压缩机气泵2.3 检查实验室温度和温度是否正常(空调和除湿机是否工作正常)仪器准备3.1系统登陆输入合法的授权用户和密码，登陆windows系统3.2 工作界面双击桌面上Xwin-nmr进入谱仪工作软件界面3.3 仪器正常检查检查机柜、前放和磁体是否运行正常，探头是否符合当前测试要求。
接线是否合理。
放样4.1 使用量规，将样品管插入合适高度，保证样品在线圈中处于中心位置4.2开启控制板，按lift，待进样口有明显气流出来，保持转子和样品管垂直，放入出气口4.3 再次按lift按钮，将样品送入探头合适位置建立新实验文件5.1在命令行中输入edc, 给出实验名称（Name）、实验号( Expno)以及处理号(procno)，并确定5.2 产生新的空白实验文档根据实验要求选择合适的脉冲序列（pulprog）以及实验参数。
注意：实验中的d1, p[数字], pl[数字]的选择，确保实验所用脉冲功率和宽度在仪器允许范围，避免对仪器造成不可恢复的损坏。
锁场和匀场6.1锁场输入lock，选择合适的溶剂并确保已经锁定6.2 匀场调整控制板上各个方向的按钮，确保锁水平最高；按standby结束匀场调谐7.1在命令行中输入wobb, 输入a进入采样窗口状态7.2 根据工作界面下显示的原子类型，在探头下找到相应的旋钮，调节tune和match使V 形线的最低处处于共振频率上（虚线位置）（也可关注前放即前放中无红灯出现）7.3 结束调谐输入stop,结束调谐开始采样8.1 参数检查输入ased，重新检查5.2中所产生的文件中的各个参数，确保脉冲序列，脉冲强度和宽度等参数合适无误。
NMR碳谱图谱解析及新技术课件
2.3 影响13C化学位移
绝大多数有机化合物的13C化学位移都落在去屏蔽的羰 基和屏蔽的甲基之间，这个区间的化学位移范围达200。 (影响类似于H谱，定标TMS相同)
1.杂环状态
2.诱导效应
3.立体效应
4.中介效应
5.介质效应
ppt课件
3
为了提高13C信号强度，常采用下述方法： （a）提高仪器灵敏度。
• 极化转移是由偶合着的C－H键完成的．因此季 碳没有极化转移的条件，所以不出现信号，可 对照常规13C宽带质子去偶谱季碳信号加以指认
ppt课件
20
ppt课件
21
ppt课件
22
CH CH
O
CH
C C
O CCH2CH2CH2CH3
CH2
CH2
CH2
CH3
200 180 160 140 120 100 80 60 40 20
种不同的自旋体系上。通过两体
系间极化强度的转移从而提高非
灵敏核的观测灵敏度，基本的技
巧是从高灵敏度的富核处“借”
到了极化强度
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检测 （非灵敏核）
19
• 在具有两种核自旋的系统中，可把高灵敏核 （1H核）的自旋极化传递到低灵敏核(13C)上去。
• 这样由1H核到与之偶合着的13C核的完全极化传 递 (Polarization transfer) 可 将 13C 核 的 α β 态的粒子数差提高4倍
•5）碳原子 值的分区
•6）推出结构单元，组合可能的结构式 •7）对推出的结构进行碳谱指认
ppt课件
27
未知物分子式为C7H9N，核磁共振碳谱如下，推测 其结构
4(d) 5(d) 119.2 129.1
11b. NMR 基本二维谱操作介绍-2014.11
N
N
O CH2CH3
O
N
(0 %)
N
NN
得到两个产物, 产率分别为 75% 与 25%.
4
1
N
9
N
N
10 37Biblioteka 8N11 5
O
62 CH2CH3
NN
O
4
1
N
9
N
N
10 7
3
8N O
62
NN
11 CH2CH3
O
5
N
N
N
CH2CH3
O O
N NN
三种可能结构, 经 HMBC 的确定, 答案如上. 右边相关图说明: (上) 观察到 H-5 与 C-8 的相关
进階 2D 操作 特殊谱操作 杂核操作 弛豫操作 变温操作
检测步骤
调出程序
检测谱宽 投影对齐
参数设定 关键/ 选择性参数 检测时间 nt / ni
检测 (go)
二维傅立叶, 对称处理 定标, 定范围
谱图处理 调信号峰圆点大小
打印选择
movesw 后标定
强调提醒 ds / wft 差异
调二维谱, gCOSY 谱图 view 调程序
1. 各 H-C 峰对应良好; C4 和两个 H 相关 (d, e).
2. 确认 C1 为 OEt 的 CH3;C2 为双键碳上的的 CH3 3. 确认 C5, C6 为季碳, 没有 H 相关
gHMBC H-C 远程相关
(gradient Hydrogen Multiple Bond Correlation) pw = 6.4
(中) 没有观察到 5-H 与 C-8 或 C-7 的相关 (下) 若是此结构, 应该会观察到 H-5 与 C-7 的相关, 但没有得到.
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)。
NMR数据处理流程要点
第一章T1/T2实验数据处理1.1 前言样品：T1/T2实验使用样品为变压器油，溶剂为CCl4,氘代标准样品为TMS，幅度对比样品为1,4-Dioxane(C4H8O2)。
1.2 数据格式转换1. 点击主菜单File/Open2. 找到原始NMR数据3.设置新数据文件名，实验序列号，主目录，及用户名4. 保存File/Save全点击1.3 处理1．选择FID注意：步骤1 仅仅用来描述T2 实验为衰减函数。
2．选择ProcPars3．点击显示处理参数4．做出如下改变SI(F1) = 16PH_mod(F1) = noPH_mod(F2) = pk5．键入xf26．键入abs27．键入setdiffparm8．选择Spectrum3.1.5 计算T2弛豫系数注意：如果采样如下步骤，将会弹出具有重要介绍的信息窗口。
请细细阅23读介绍内容。
1．点击主菜单的Analysis2．选择T1/T2 Relaxation3．点击提取部分FID4．点击5．键入16．点击7. 调相位8. 调基线7．点击定义范围8．点击9．点击定义区域10．利用鼠标左键和光标定义区域11．点击12．点击15．在指南窗口中，点击弛豫窗口17．在指南窗口中，点击拟合函数18．点击19．在Fitting Function 部分，选择uxnmrt2 和vdlist 20．点击21．在指南窗口中，点击开始计算22．点击23．在数据窗口中，点击计算所有数据点的拟合参数。
注意：所有计算值显示在数据窗口的简介中。
24．在指南窗口中，点击显示报告。
Dataset :C:\Bruker\TOPSPIN/data/pengsl/nmr/D20_T2/1/pdata/1 INTENSITY fit :I[t]= P*exp(-t/T2)16 points for Peak 1, Peak Point at 7.127 ppmResults Comp. 1P = 9.441e-001T2 = 6.941sSD = 6.171e-002tau ppm integral intensity2.000m 7.127 -1.6399e+006 1.324e+00616.000m 7.127 -1.6347e+006 1.0845e+00680.000m 7.127 -1.7485e+006 1.1653e+006 160.000m 7.127 -1.7617e+006 1.2251e+006 320.000m 7.127 -1.7016e+006 1.2774e+006 480.000m 7.127 -1.2727e+006 1.1777e+006 640.000m 7.127 -1.0013e+006 1.1873e+006 800.000m 7.127 -4.651e+005 1.2293e+006 960.000m 7.127 3.1215e+005 1.1478e+0061.200s 7.127 7.9016e+005 1.0709e+0061.480s 7.127 8.1055e+005 9.7672e+0051.600s 7.127 8.6186e+005 9.0807e+0052.000s 7.127 8.3397e+005 8.3684e+0053.200s 7.127 7.5662e+005 7.71e+0056.400s7.127 6.2275e+005 6.306e+0058.000s 7.127 58941 3.1195e+005 16 points for Peak 2, Peak Point at 1.270 ppm Results Comp. 1P = 1.095e+000T2 = 1.411sSD = 8.582e-002tau ppm integral intensity2.000m 1.269 8.3123e+0073.8776e+00716.000m 1.269 8.1277e+007 3.8207e+00780.000m 1.269 8.6909e+007 3.7916e+007 160.000m 1.269 8.9102e+007 3.7728e+007 320.000m 1.269 9.412e+007 3.691e+007480.000m 1.269 8.0176e+007 3.4291e+007 640.000m 1.269 7.2473e+007 3.3355e+007 800.000m 1.269 6.001e+007 2.9343e+007 960.000m 1.269 3.54e+007 2.1562e+0071.200s 1.269 1.8724e+007 1.5121e+0071.480s 1.269 1.2183e+007 1.1971e+0071.600s 1.269 7.8246e+006 9.5146e+0062.000s 1.2693.9297e+006 6.7795e+0063.200s 1.269 9.0273e+005 3.8742e+0066.400s 1.269 -1.3786e+005 2.2636e+0068.000s 1.269 -4.4636e+005 1.9266e+005 16 points for Peak 3, Peak Point at 0.883 ppm Results Comp. 1P = 1.073e+000T2 = 1.770sSD = 8.594e-002tau ppm integral intensity2.000m 0.883 1.7282e+008 1.8157e+00716.000m 0.883 1.6741e+008 1.8552e+00780.000m 0.883 1.5808e+008 1.8823e+007 160.000m 0.883 1.5379e+008 1.8855e+007 320.000m 0.883 1.348e+008 1.8835e+007 480.000m 0.884 1.2978e+008 1.7552e+007 640.000m 0.884 1.2009e+008 1.7105e+007 800.000m 0.884 1.0185e+008 1.5205e+007 960.000m 0.884 7.1128e+007 1.1613e+0071.200s 0.884 4.685e+007 8.8601e+0061.480s 0.883 3.5891e+007 7.4629e+0061.600s 0.8832.7577e+007 6.3334e+0062.000s 0.883 1.8885e+007 4.9117e+0063.200s 0.883 1.0139e+007 3.174e+0066.400s 0.883 5.6487e+006 2.1229e+0068.000s 0.883 3.7839e+005 3.095e+005第二章二维J-谱实验数据处理1.1 前言样品：T1/T2实验使用样品为变压器油，溶剂为CCl4,氘代标准样品为TMS，幅度对比样品为1,4-Dioxane(C4H8O2)。
有机波谱解析 二维NMRppt课件
归属方法：
(i) 在1H核的信号得到归属情况下，进展13C核信号 的
((iiii)) 在1归3C属核．的信号得到归属情况下，进展1H核信号 的
(iii) 归属．
特征：无对角线峰．只出现1H核和13C相关的交叉 峰．
CA
s
HT (3H) HS(1H)
HR (2H) HQ (1H) HP (1H) OH (1H)
二维核磁共振谱
1. 根底知识
(1) 二维核磁共振谱：COSY (correlation spectroscopy) 又称之为二维相关谱或相关谱．
(2) 测定的目的：获得各种相关核(例如，1H-1H相关 1H-13C相关等)的重要信息．
(3) 二维核磁共振谱的方式
COSY的方式
1H,1H-COSY 1H,13C-COSY 以及在此根底上开展起来的其它各种特殊测定
其衔接方式如下：
CC HS HQ
CC核上所衔接的两个氢原 子为不等同的HS和HQ核
对任何一个13C信号都不出现交叉峰的1H信号，能 够对应着OH或NH那样的1H核．
一些特殊情况
(i) 某个13C信号在３个相应的1H位置出现交叉峰时，能够 存在以下几种能够：
C
HA(1H)
１个非等价CH2的和１个CH 的13C信号重合．
留意
(i) 有时对于较远程的巧合也出现交叉峰．因此，显示 交叉峰的1H核之间不一定就相隔三根键．
HH
H
H
C
C
H
H
CCC
CC
(ii) 巧合常数(J)为零的1H之间不出现交叉峰．因此，不 出现交叉峰的1H核之间也有能够是相邻的．
2. 1H,13C-COSY (异核相 关)
有机波谱解析课件二维NMR
在这个课件中，我们将探讨有机波谱解析中最重要的技术之一——二维NMR。 了解二维NMR的意义和应用，帮助您更好地解析有机化合物的结构。
介绍
波谱解析技术是有机化学中不可或缺的重要工具。在本节中，我们将重点介 绍二维NMR技术的意义和在有机波谱解析中的应用。
基本原理
通过比较一维NMR与二维NMR，我们可以更好地了解二维NMR的优势。同时， 我们还将深入探讨基础的二维NMR实验原理以及如何利用二维NMR解析蛋白 质的结构。
实ห้องสมุดไป่ตู้步骤
掌握二维NMR技术的实验步骤非常重要。本节中，我们将详细讨论样品制备、 操作二维NMR仪器、数据收集和处理，以及如何解析获得的二维NMR数据。
实验应用
二维NMR在有机物质的分子结构鉴定、有机化学反应机理研究和有机生物化 学研究中具有广泛的应用。本节中，我们将详细探讨这些应用领域。
总结
二维NMR技术具有许多优点，同时也有其局限性。在本节中，我们将对二维NMR技术的优点和局限性进行总 结，并展望未来二维NMR技术的发展前景以及对研究的影响。
二维核磁谱解析
第二页，讲稿共二十五页哦
核磁共振二维谱的相关峰说 明了这两个频率的相关性.
注意：核磁共振二维谱中会 存在假峰. 判断假峰最简单 的办法就是看相关峰的横 坐标或者纵坐标是否不对 应共振频率，如果相关峰 没有对准氢谱或者碳谱的 峰组位移，那么这个相关 峰就是假峰。
该与c,b两个氢有NOE相关信号。
第十七页，讲稿共二十五页哦
通过羰基对苯环的拉电子作用可以区分1，1`和2，2`的化学位移；但通 过3位置氢与1，1`氢有noe，而与2，2`氢没有noe，通过这一点也可 以区分1，1`和2，2`的化学位移
第十八页，讲稿共二十五页哦
从NOESY 谱可以看到如下NOE 效应:
第三页，讲稿共二十五页哦
3. 2 同核位移相关谱
同核位移相关谱COSY( 或写为H,H-COSY )谱，是最常用的核磁共 振二维谱.
COSY 谱图的轮廓外形为矩形或者正方形（取决于横坐标和纵 坐标的比例)，最常见的为矩形. COSY 谱的横坐标（2，F2) 和纵坐 标（1，F1) 方向的投影都是该化合物的氢谱，因此其横坐标和纵坐 际都标注氢谱化学位移. 在COSY 谱的上方（或者再加-个侧面)有对应的 核磁共振氢谱. 氢谱的化学位移数值和COSY 谱的化学位移数值是 一致的. COSY 谱中有-条对角线. 通常的走向是从左下到右上. 对角线 上有若干峰组， 它们和氢谱的峰组完全对应. 对角线上的峰(组)称为 对角线峰或者自动相关峰，它们没有提供相关信息. 在COSY 谱 中还有另外一类峰(组) .它们处于对角线外，称为相关峰或者交叉峰. 每 个相关峰都反应一组耦合信息.
bNMR基本二维谱操作介绍
Ethyl 3-methylpropionate 2010.11.18
4 5
1
3
2
6
CDCl3
gCOSY H-H 近程相关
O
He
ca
(gradient Correlated Spectroscopy)
OCH2CH3
Hd
CH3 b
ed
c
ba
a
b
O
He
ca
OCH2CH3
Hd
CH3 b
c
pw = 6.4 nt = 8 ni = 64
NOESY H-H 空间相关
Vnmr6.1c 处理
gHSQC H-C 近程相关
H
4
O
5
6
31
OCH2CH3
(Single Q uantum Correlation)
H 4
2 CH3 3
21
6
5
a
Ob
He
ca
OCH2CH3
Hd
CH3 b
c
d e
1a 2b
3c 4d 4e
pw = 6.4
J = 130 nt = 8 ni = 64
2000
2008.10.14
1500
ed
CHCl3
c ?
b
a
1000
500
TMS
0
0.12
3.12 3.00
0.10 2.07
1.08 1.00 0.09
10.0 ppm (t1)
1
1 5.0
2
33
-500 0.0
H
4
H
新标样_碳谱范例
O
NMR中文操作手册(基础培训)
NMR中文操作手册目录第一章软件使用入门1.1节Menu Bar1.2节System Tool Bar and User Tool Bar1.3节Locator1.4节Holding Pen1.5节Graphics Controls Bar1.6节Graphics Canvas1.7节Action Controls1.8节Parameter Panel1.9节Hardware Bar第二章基本1D NMR实验的设定、采样、数据处理及绘图2.1节实验前设定2.2节选择实验2.3节设定实验2.4节采集NMR信号2.5节Data处理2.6节图谱显示2.7节绘图2.8节保存与读取文件第三章基本2D NMR实验的设定、采样、数据处理及绘图3.1节二维实验介绍3.2节二维实验设定3.3节二维实验参数设定3.4节启动实验3.5节实验图谱处理3.6节互动式二维彩色谱图显示控制3.7节二维谱图列印附录A常用指令附录B Walkup使用简介第一章软件使用入门液体NMR VnmrJ 操作界面如下图所示，此界面是一个互动操作区域，本章节将逐步针对不同互动区域进行说明。
1.1节介绍Menu Bar1.2节介绍System tool bar and User tool bar1.3节介绍Locator1.4节介绍Holding Pen1.5节介绍Viewports1.6节介绍Graphics Controls Bar1.7节介绍Advanced Function Bar1.8节介绍Graphics Canvas1.9节介绍Action Control1.10节介绍Parameter Panel1.11节介绍Hardware Bar1.1节Menu BarMenu Bar 位于该操作界面的顶端，它包含多重功能。
以下将针对各选项做介绍：File文件的保存、读取与打印机的设定等功能。
副选单选项有：■New Workspace建立新工作区■Open 读取文件■Save as…文件另存为…■Save Data setup保存数据格式设定■New automation run建立新的自动进样文件目录■Printers 打印机设定该选项将开始如下视窗，在此可选择不同的输出。
二维核磁谱解析
从NOESY 谱可以看到如下NOE 效应:
解析：两个通过氢谱难以辨别此化合物是那个结构，但用过
NOESY可以看到叔丁基只和a一个氢有NOE相关信号，所以 可以确定结构 ，如果是 ，那么叔丁基应
该与c,b两个氢有NOE相关信号。
通过羰基对苯环的拉电子作用可以区分 1，1`和 2，2`的化学 位移；但通过3位置氢与1，1`氢有noe，而与2，2`氢没有noe， 通过这一点也可以区分1，1`和2，2`的化学位移
3. 1 核磁共振二维谱的一般知识 核磁共振二维谱的外观一般为等高线图形 ( 圈越多的地 方表示峰越高) . 二维谱的周边轮廓为矩形. 核磁共振二维谱 的横坐标表示为 2或者F2，纵坐标表示为ω1 或者F1，ω或 者F 都是频率的意思. 核磁共振二维谱是把两种核磁共振谱图关联起来（如异 核位移相关谱），或者揭示峰组之间的关系（如同核位移相 关谱、NOE 类相关谱）。 核磁共振二维谱的横坐标（ ω2或者 F2) 所对应的物种是 测定的物种. 例如：H，C-COSY 谱把氢谱和碳谱关联起来， 横坐标是碳谱，即直接测定的是13C棋. 在H，C-COSY 谱中， 纵坐标是1或者F1， 对应的是氢谱。
注意不是 3J耦合的相关峰 . 某个相关峰所对应的两个氢原子
跨越的化学键数目越多，从NOE 效应的角度来看意义越大.
化古物C3 - 7 的结构如下:
其NOESY 谱和NOESY 谱的局部放 大谱分别如图3.1 9 和图3. 20 所示.
通过NOESY 谱的数据，确定如下NOE 效应，因而也就可以 确定侧链的方向：
COSY 谱主要反映的是3J 的耦合信息. 选取任意一个相 关峰作为出发点，通过它作条垂线，会与某对角线峰组及氢 谱中的某峰组相交， 该峰组即是参与(对应这个相关峰)耦合 的一个峰组. 通过所选定的相关峰作一水平线，会与某对角 线峰相交，再通过该对角线峰作一垂线，会与氢谱中的另外 一个峰组相交，此峰组即是参与〈对应这个相关峰〉耦合的 另外一个峰组. 因此，通过COSY 谱中的任意一个相关峰， 可以直接确定有关的一对峰组的耦合关系.不用分析氢谱中峰 组的峰型(不用分析峰组间的等间距)。 COSY 谱一般反映的是3J的耦合信息. 如果4J的数值不小， 在COSY 谱中也可能出现相关峰，这在芳环体系中常可以看 到. 在芳环体系甚至可能出现5J的耦合相关峰. 另外.如果3J 的 数值小〈如影响3J数值的二面角接近90），可能在COSY 谱 中的相关峰很弱，甚至消失.
11bnmr化学位移
11bnmr化学位移11bnmr是一种核磁共振技术，它在化学领域具有重要的应用价值。
本文将介绍11bnmr的原理和应用，并阐述其在化学研究中的重要性。
我们来了解一下11bnmr的原理。
11bnmr是指对硼-11同位素进行核磁共振分析，通过测量不同化学环境下硼-11核自旋共振频率的差异来获得化合物的结构信息。
硼-11是一种自然存在的同位素，其核自旋量子数为3/2，因此具有核磁共振的性质。
当硼-11核在外加磁场的作用下发生共振时，可以通过测量共振频率和强度来获取化合物的结构和性质信息。
11bnmr在化学研究中有广泛的应用。
首先，它可以用于确定化合物的结构。
不同化合物中硼原子所处的化学环境不同，其核自旋共振频率也会有所不同。
通过测量11bnmr谱图，可以得到各个化学环境下的共振信号，从而确定化合物的结构。
这对于有机化学和无机化学的研究都具有重要意义。
11bnmr还可以用于研究化合物的动态过程。
有机化合物在化学反应中常常会发生构象变化或者分子内部的转动，这些过程可以通过11bnmr来研究。
通过测量11bnmr谱图的峰位移和峰强度的变化，可以获得化合物的动态过程的信息。
这对于研究化学反应的机理和动力学过程非常重要。
11bnmr还可以用于分析化合物的纯度。
通过测量11bnmr谱图的峰形和峰强度，可以判断化合物是否存在杂质或者不纯物质。
这对于化合物的制备和分离纯化过程中的质量控制非常重要。
11bnmr是一种重要的核磁共振技术，在化学研究中具有广泛的应用价值。
它可以用于确定化合物的结构、研究化合物的动态过程以及分析化合物的纯度。
通过11bnmr技术，可以获得化合物的结构和性质信息，为化学研究提供重要的实验手段和理论依据。
未来，随着科学技术的不断发展，11bnmr技术将进一步完善和应用，为化学研究的进展做出更大的贡献。
NMR进展和二维NMR
Y’
x’
x’
z
H
z M0
C
Y’
x’
x’
z
z M0
CH 2
Y’
x’
x’
z
z M0
CH3
Y’
x’
x’
τ=1/4 J τ=2/4 J
τ=3/4 J
τ=4/4 J
Y’
Y’
Y’
Y’
Y’
x’
x’
x’
x’
Y’
Y’
Y’
Y’
Y’
x’
x’
x’
x’
Y’
Y’
Y’
Y’
Y’
x’
x’
x’
x’
Y’
Y’
Y’
Y’
Y’
x’
x’
x’
x’
APT法原理
80
70
60
50
40
30
20
10
0
1H去偶的INEPT谱
(c) DEPT(Distortionless Enhancement by Polarization Transfer)
DEPT的优点：对 J 的依赖较小
不同类型化学键的偶合常数变化较大，DEPT谱图的畸 变小。 DEPT谱图与去偶的INEPT谱图类似
饱和 n+=n-
弛豫
Z
Z
B0
B0
M 0 T1
M
MZ
T2
M^
(6) 自旋-晶格弛豫及T1的测定
1/T1 表示弛豫速率。反转恢复法测T1
(180o
t
90o
Aq)
dM z - M - M z
dt
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O
O
He
ca OCH2CH3
H
4
5
6
31
OCH2CH3
Hd
CH3 b
H
2 CH3
J = 130 mix = 6 nt = 8 ni = 64
6
54
a b
c d e
3
21
6d O
H
5b
1c
6 b OCH2CH3
4b 5d
6c
H 2e
CH3
3a
2d
(1).复杂化合物的 NMR 谱鉴定
H
OCH2CH3
OCH2CH3
Ethyl 3-methylpropionate 2010.11.18
4 5
1
3
2
6
CDCl3
gCOSY H-H 近程相关
O
He
ca
(gradient Correlated Spectroscopy)
OCH2CH3Hd来自CH3 bed
c
ba
a
b
O
He
ca
OCH2CH3
Hd
CH3 b
c
pw = 6.4 nt = 8 ni = 64
Mestrc 谱图处理
3500
6.102 5.548 4.242 4.218 4.194 4.171 1.949 1.946 1.328 1.305 1.281
O
3000
He
ca
OCH2CH3 2500
Hd
CH3 b
Ethyl 2-methylpropionate
d, e 归属不确定. 需要 noe 确认!
NMR 操作 view
基本 H/C 操作 基本 2D 操作: cosy/ noesy/ hsqc/ hmbc 进階 2D 操作: tocsy, roesy, J-Resolve, Inadequate 特殊谱操作: DEPT, APT, 一维 noe, 压溶剂峰 杂核操作: F, B, Li, D, Si, O, N 弛豫操作: T1, T2 变温操作: 高温, 低温
管理员提供服务: 标准匀场/标准锁场/标准谱图/参数
各种标准管
NMR 应用
NMR 在化学中的应用
NMR 维修 NMR 论坛
各种经验: 探头/ 旋转/ 气路/ 液氮液氦/ 调谐/ 打印 内容分类 在线交流 在线会议
Whole view
内容
NMR 原理 NMR 概况
NMR 操作 NMR 解谱 NMR 开放管理 NMR 应用 NMR 维修 NMR 论坛
检测 (go)
二维傅立叶, 对称处理 定标, 定范围
谱图处理 调信号峰圆点大小 自动处理： VnmrJ， MestreNova
打印选择
movesw 后标定
强调提醒 ds / wft 差异
调二维谱基, 本调2D程vie序w
2D general_excel-1
gHSQC excel_3
新标样_氢谱范例
H
O
O
O
O
H
H
NH
NH
O
O
OCH3
H O
O H
NH
O
H
OCH3 O
O H
NH
O
CN
CN
H
H
CN
CN CN
CN
CN
CN
H H
O SS
N2
OCH2CH3 O
S OS
N2
OCH2CH3 O
N
N
N
N
N
N
N NN
O CH2CH3
O
(75 %)
NH NN
O
ClCH2
O CH2CH3
N
N
N
(25 %)
N NN
O CH2CH3
2000
2008.10.14
1500
ed
CHCl3
c ?
b
a
1000
500
TMS
0
0.12
3.12 3.00
0.10 2.07
1.08 1.00 0.09
10.0 ppm (t1)
1
1 5.0
2
33
-500 0.0
H
4
H
新标样_碳谱范例
O
5
31
6 OCH2CH3
2 CH3
C1 ,C2 不确定 C4 ,C5 难判断 需 DEPT 1D-NOE 与 HSQC 辅助辨认
d e
相关峰:
a-c; b-d
d-e (allylic
H),
b-e
(allylic
H)
1D-NOE (1D Nuclear Overhauser Difference Spectoroscopy)
O
He
ca
OCH2CH3
Hd
CH3 b
pw = 6.4 mix = 0.7 选择照射甲基 b
ed b
照射 b, 发现主要 d 增强 (0.51 %), 表示 b-d 较接近 确认: d, e 的化学位移归属
NOESY H-H 空间相关
Vnmr6.1c 处理
gHSQC H-C 近程相关
H
4
O
5
6
31
OCH2CH3
(Single Q uantum Correlation)
H 4
2 CH3 3
21
6
5
a
Ob
He
ca
OCH2CH3
Hd
CH3 b
c
d e
1a 2b
3c 4d 4e
pw = 6.4
J = 130 nt = 8 ni = 64
O
N
N
O CH2CH3
O
N
(0 %)
N
NN
得到两个产物, 产率分别为 75% 与 25%.
4
1
N
9
N
N
10 3
7
8
N
11 5
O
62 CH2CH3
NN
O
4
1
N
9
N
N
10 7
3
8N O
62
NN
11 CH2CH3
O
5
N
N
N
CH2CH3
O O
N NN
三种可能结构, 经 HMBC 的确定, 答案如上. 右边相关图说明: (上) 观察到 H-5 与 C-8 的相关
1. 各 H-C 峰对应良好; C4 和两个 H 相关 (d, e).
2. 确认 C1 为 OEt 的 CH3;C2 为双键碳上的的 CH3 3. 确认 C5, C6 为季碳, 没有 H 相关
gHMBC H-C 远程相关
(gradient Hydrogen Multiple Bond Correlation) pw = 6.4
简介
gCOSY NOESY
界面 Vnmr6.1C
gHSQC
VnmrJ2.2c
基本 H/C 操作 基本 2D 操作
gHMBC
Topspin3.0
化学位移归属确定
检测意义
同分异构物立体结构辩明
进階 2D 操作 特殊谱操作 杂核操作 弛豫操作 变温操作
检测步骤
调出程序
检测谱宽 投影对齐
参数设定 关键/ 选择性参数 检测时间 nt / ni
中仪标化
核磁共振培训
NMR 基本二维谱 操作介绍
林崇熙 2014.11
北京大学化学学院
内容
NMR 原理 NMR 概况 NMR 操作 NMR 解谱 NMR 开放管理
硬件/ 软件
NMR 谱仪厂家 液体核磁/固体核磁
参数含义
NMR 结构: 磁体/探头/气路/console/电脑
北大 NMR 情况, 搬迁 NMR 相关期刊
配样
灵敏度/分辨率, 卫星峰/旋转边带
检测: 基本 H/C 操作 dept/ apt/ 定量 C 基本 2D 操作 (cosy,noesy,hsqc,hmbc) 进阶操作: 杂核/变温/特殊 2D/T1/其它 正确的解谱步骤
有特色谱图介绍
实验室规定: 门禁/收费 培训: 各种操作/参数
谱图处理: 谱仪软件 商用软件 (Mestrec/Nuts/Delta)