如何打出漂亮的核磁图谱?这三要素必不可少

2024-01-11 18:46:47 青岛腾龙微波科技有限公司


如何打出漂亮

的谱图

NMR所需样品量

在核磁共振实验中,样品的量控制也是一门学问,有的产品是多步合成的,很宝贵,例如全合成产品。对于氢谱,3到10毫克样品足够。对于分子量较大的样品,有时需要浓度更大的溶液。但浓度太大会因饱和或者粘度增加而降低分辨率。对于碳谱和杂核,样品浓度至少为氢谱的5倍(一般在20-500毫克左右)。

对于二维实验,为了获得较好的信噪比,样品浓度必须够。根据经验,25毫克样品足以完成所有实验,包括氢碳相关HMBC实验。如果样品只有1到5毫克,只能完成均核氢氢相关实验,是与碳相关的实验至少需要过夜。保持样品高度或者体积一致。这将减少换样品后的匀场时间。对于5毫米核磁管,样品体积应为0.6毫升或者样品高度为4厘米。

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样品管的选择

样品管:匀质,清洁,不携带铁磁性物质。不要用洗液洗涤,以免带入很难除去的顺磁杂质。不要在温度太高的烘箱里直立烘太久。

样品管的直径:

5mm 最常用

3mm 用于样品量很少的样品

10mm 用于观测低灵敏度核或溶解度受限制的样品

溶液体积:

5mm probe       0.4-0.6ml

3mm probe       0.1-0.15 ml

样品管处于合适的高度,使样品处于磁场的最强且最均匀的部分。

足够的溶液高度,3.5~5cm。

对于5毫米核磁管,样品体积应为0.5毫升或者样品高度为4~4.5厘米。太低的溶液高度使匀场所需时间大大增加,而且很难得到高质量的谱图。不要为了增加浓度而过分缩小溶液的体积。

谱仪的磁场强度越高,仪器灵敏度也高,对于污染物、样品制备不好和不好的样品管的灵敏度也增加。

选择合适的氘代溶剂

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在选择溶剂时需要考虑以下因素:

1.样品在所选择的氘代试剂中溶解度越大越好。争取在同等体积内溶进最大量的样品,可以增大实验的灵敏度。当样品量很少时,高溶解度就显得非常重要;

2.显然日常的NMR实验有许多样品需要测量,样品成本是必须考虑的因素,首要规则,氘代原子越多,价格越高。选择合适的、性价比高的氘代溶剂;

3.尽量选择黏度低的溶剂以提高仪器的分辨率;

4.对于室温以上或以下的实验,溶剂的凝固点和沸点必须满足需求。另外,样品的溶解度会随温度而改变;

5.对于溶解度不高的样品,尽量使用高氘代度的试剂以降低氘代溶剂残余质子峰的影响;

6.带活泼氢的试样尽量选择不含活泼氢的试剂,避免该峰因氢氘交换而无法在图谱中表现出来;

7.溶剂自身不可避免产生的NMR信号也会出现在频谱区域,这些溶剂峰不应和样品信号重叠。所选氘代溶剂的谱峰应尽量少,不掩盖需要观测的谱峰;

8.氘代溶剂最好与测试样品不发生反应; .

9.适当的芳香氘代溶剂有可能简化图谱;

10.几乎所有的NMR溶剂中都有水的痕迹。由于许多溶剂都有吸湿性(它们从大气中吸收水),储存时间越长,水含量越高。水峰的存在会极大降低NMR谱图的质量。降低水含量有两种有效的方法:使用干燥剂进行过滤、使用分子筛储存溶剂。

氘代溶剂在未使用时,需妥善保存。

①氘代氯仿和四氢呋喃性质活泼,建议在-5-5C避光保存,其中氘代氯仿每半年检测一次以防变质;

②氘代乙腈避光和避湿保存,每年检测- -次以防变质;

③其它氘代试剂在避光和避湿条件下可长期保存。

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准备样品

1. 首要的是保证产物的纯度,杂质峰肯定让你的图不好看。

2. 拿住样品管是要拿住上部。

3. 实验过程中的溶剂残留也是影响图谱质量的很大因素。常见的有石油 醚、乙酸乙酯等溶剂。

4. 对于氢谱,3到10毫克样品足够。对于分子量较大的样品,有时需要浓度更大的溶液。但浓度太大会因饱和或者粘度增加而降低分辨率。

5. 对于碳谱和杂核谱,样品浓度至少为氢谱的5倍(一般在 100 毫克左右)。

6. 对于二维实验,为了获得较好的信噪比,样品浓度必须够。根据经验,25毫克样品足以完成所有实验,包括氢碳相关HMBC实验。如果样品只有1到5毫克,只能完成同核氢氢相关实验,与碳相关的实验至少需要过夜。保持样品高度或者体积一致。这将减少换样品后的匀场时间。对于5毫米核磁管,样品体积应为0.6毫升或者样品高度为4厘米。

7. 保持样品高度或者体积一致。这将减少换样品后的匀场时间。

8.盖上样品管,使用封口膜密封减少蒸发。

综上,选择材料、加工工艺优质的核磁管、选择溶解度良好保存良好的氘代溶剂、得到浓度适当溶液均匀的样品是制备高质量核磁样品得到优质核磁图谱极其重要的三要素。在制样时,同样需要注意溶剂自身的影响以及在分析时核磁温度、频率等相关参数的选择。希望每位科研人员都能够熟练掌握样品制备技巧,得到高分辨核磁图谱。

参考资料

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