核磁共振波谱二维谱专家讲座.pptx

化工与环境学院;4.4.1二维核磁共振谱基础知识

4.4.2二维核磁共振谱分类

4.4.3常见二维核磁共振谱原理及解析

4.4.4核磁共振谱综合解析

;一维NMR试验过程;4;有机波谱解析|核磁共振波谱|氢谱|;二维核磁共振谱：是两个独立频率变量信号函数,记为S(ω1,ω2)。采取不一样脉冲序列技术，得到图谱中一个坐标表示化学位移，另一个坐标表示偶合常数，或另一个坐标表示同核或异核化学位移，这类核磁图谱称作二维核磁共振谱。;引入二维后,降低了谱线拥挤和重合,提升了核之间相互关系新信息.因而增加了结构信息,有利于复杂谱图解析.尤其是应用于复杂天然产物和生物大分子结构判定,2DNMR是当前适合用于研究溶液中生物大分子构象唯一技术.;8;9;□即使2D-NMR有各种形式，但二维核磁共振试验脉冲序列依据其时间轴可分为3或4个时期：预备期、演化期(混合期)和检测期;11;试验过程：用固定时间增量⊿t1依次递增t1进行系列试验，重复叠加，因t2时间检测信号S(t2)振幅或相位受到s(t1)调制，则接收信号不但与t2相关，还与t1相关。每改变一个t1，统计S(t2),所以得到分别以时间变量t1,t2为行列排列数据矩阵，即在检测期取得一组FID信号，组成二维时间信号S(t1,t2)。因t1,t2是两个独立时间变量，能够分别对它们进行傅立叶变换，一次对t2,一次对t1,两次傅立叶变换结果，能够得到两个频率变量函数S(ω1,ω2)。;13;14;15;16;17;18;19;20;COSY谱从左下至右上有一条对角线，将谱图分为对称两部分。对角线上峰为对角峰(diagonalpeak)，对角线外峰为交叉峰(crosspeak)或相关峰(correlatedpeak)，每个交叉峰反应两组峰间偶合关系。

COSY谱解析方法很简单：从任一交叉峰出发做垂线，与某对角峰及其上方氢谱中峰组相交，即表明它们是组成该交叉峰一个峰组；经过该交叉峰做水平线，与另一对角峰相交后，再经过此对角线峰做垂线，会与另一组峰相交，表明两组信号之间有偶合关系。所以，在COSY谱中从任一交叉峰即可确定对应两组峰偶合关系，无须考虑裂分峰形。;对角峰;2-H与4-H和6-H相关

5-H与4-H和6-H相关;化合物C15H22N2O2结构以下，请依据其二维1H-1H-COSY(600MHz,CDCl3)图谱进行信号归属。;①识别溶剂峰：化合物1H??共有12组氢信号峰，其中δ7.26为溶剂CDCl3未被完全氘代质子信号峰。在二维COSY谱中能够看到该溶剂峰不与其它任何质子相关（红色方框标注）。

②识别杂质峰：δ6.30,5.50,4.95,2.35,2.15谱线矮小且与其它谱线峰面积无百分比关系，二维COSY谱中能够看到δ2.49,2.47两处质子信号未见与其它任何质子相关（绿色方框标注），所以可认为这些信号是杂质峰引发。

③化学位移分区：扣除溶剂峰和杂质峰后，剩下7组氢信号峰面积比从低场至高场分别为1：1：2：2：2：2：12。低场部分（δ7.0-8.0）共有三组质子信号峰，应该属于芳环上质子信号。低场区三条谱线较难进行归属，可借助二维1H-1H-COSY进行识别。高场部分（δ2.0-5.0）有四组质子信号峰，应该属于饱和碳上质子信号。其中δ2.25为单峰，含有12个质子，应该是与杂原子相连甲基（CH3)，能够确定为氮原子上两个甲基质子H(7)信号；δ2.45,2.75处谱线均裂分为双重峰，J=18Hz，应该是与杂原子相连亚甲基质子（-X-CH2-)，能够确定为与氮原子相连亚甲基质子H（6）信号。因为亚甲基两个质子为化学不等价，发生同碳质子耦合裂分，故耦合常数较大（J=18Hz），表现出两组dd峰；δ4.50为单峰，含有2个质子，应该是与杂原子相连亚甲基质子（-X-CH2-)，能够确定为与氧原子相连亚甲基质子H（5）信号。;④利用二维1H-1H-COSY归属信号：由前述分析已知低场部分三组质子信号峰，属于芳环上质子信号，从δ7.90处谱线出发，向F2轴做垂线，能够发觉其与δ7.00处多重峰相交，即二者之间有相关。二维1H-1H-COSY谱中能够看出，δ7.00处多重峰实际上是两种质子信号重合在一起形成谱线，所以能够确定δ7.90为H（1）信号，它与相邻H(2)存在邻位耦合；从δ7.45处谱线出发，向F1轴做垂线，能够发觉其与δ7.00中一组质子峰相交，能够确定δ7.45为H（3）信号，它与相邻H(2)存在邻位耦合。H（5）未与其它质子有耦合关系，所以在二维1H-1H-COSY谱中仅有对角线峰。H（6）存在同碳质子耦合关系，所以在二维1H-1H-COSY谱中只存在本身相关峰。

;异核位移相关谱;有机波谱解析