（優選）核磁共振譜目前一頁\總數三十六頁\編于二十二點目前二頁\總數三十六頁\編于二十二點第四章2D核磁共振譜目前三頁\總數三十六頁\編于二十二點

二維核磁共振譜的基本原理常用的2DNMR實驗方法及用途

結構解析目前四頁\總數三十六頁\編于二十二點4.1二維核磁共振譜的基本原理一維核磁共振：一個脈沖過后，就立即進行數據采集，得到FID(自由感應衰減，FreeInducedDecay)信號只是一個頻率的函數，可表示為S（F）。二維核磁共振：一個脈沖過后，經過一段時間的延遲再進行下一個脈沖，才開始數據采集，這樣會得到自旋核之間一些有用的信息。目前五頁\總數三十六頁\編于二十二點二維NMR實驗的脈沖序列

預備期（preparation）演化期t1（evolution)(

混合期τm)檢測期t2(dataacquisition)目前六頁\總數三十六頁\編于二十二點預備期D1：使自旋體系恢復Boltzmann分布，處于初始熱平衡狀態。理論上應取D1≥5T1（T1為縱向弛豫時間），但為節省時間，實驗中一般取D1=（2～3）T1。演化期t1：在預備期末，施加一個或多個90o脈沖，使系統建立非平衡狀態。演化時間t1是以某固定增量△t1為單位，逐步延遲t1。每增加一個△t1，其對應的核磁信號的相位和幅值不同。混合期tm：由一組固定長度的脈沖和延遲組成。檢測期t2：在檢測期t2期間采集的FID信號是F2域的時間函數

目前七頁\總數三十六頁\編于二十二點二維核磁共振的關鍵是引入了第二個時間變量：演化期t1。通過檢測期可以記錄演化期

t1內核自旋的行為：獲得的信號表示成兩個時間變量t1和t2的函數S（t1，

t2），再經兩次Fourier變換，一次對t1，一次對t2，得到以兩個頻率為函數的二維核磁共振譜S（F1,F2）。

目前八頁\總數三十六頁\編于二十二點4.2二維核磁共振譜的表現形式

堆積圖等高線圖斷面圖投影圖目前九頁\總數三十六頁\編于二十二點CHCL3的H,H-COSY譜

(A)堆積圖

(B)等高線圖

102030405060102030405060目前十頁\總數三十六頁\編于二十二點目前十一頁\總數三十六頁\編于二十二點斷面圖：從二維圖中取出某一個譜峰作垂直截面而表現出的譜圖。這種圖易于準確讀取偶合常數。投影圖：一維譜形式，相當于寬帶質子去偶的氫譜，用來準確讀取化學位移值。

目前十二頁\總數三十六頁\編于二十二點(a)部分1H-NMR譜

(b)堆積圖

(c)投影圖

(d)斷面圖目前十三頁\總數三十六頁\編于二十二點4.32DNMR譜的分類

J分解譜

化學位移相關譜

多量子譜

目前十四頁\總數三十六頁\編于二十二點多量子譜

通常所測定的核磁共振譜為單量子躍遷（△m=±1）。用特定的脈沖序列可以檢測出多量子躍遷，得到多量子躍遷的二維核磁共振譜。

目前十五頁\總數三十六頁\編于二十二點4.3.1二維J分解譜

二維J分解譜一般不提供比一維NMR譜更多的信息，只是將譜峰的化學位移和偶合常數分別在兩個不同的坐標軸上展開，便于解析復雜譜峰的偶合常數。同核二維J分解氫譜

異核二維J分解碳譜

目前十六頁\總數三十六頁\編于二十二點紫草素的部分1H-NMR譜和二維J分解氫譜

斷面圖

（1）

同核二維J分解氫譜

目前十七頁\總數三十六頁\編于二十二點用二維J分解氫譜有一個前提條件，即譜圖必須屬于一級譜，才能清楚地顯示各峰形

某ABX體系的二維J分解氫譜(a)200MHz(b)600MHz

目前十八頁\總數三十六頁\編于二十二點（2）

異核二維J分解碳譜

薄荷醇的異核二維J分解碳譜

目前十九頁\總數三十六頁\編于二十二點4.3.2二維相關譜

2DCOSY

二維化學位移相關譜是二維核磁共振譜的核心，它表明核磁共振信號的相關性。

氫－氫化學位移相關譜(H,H-COSY)氫－碳化學位移相關譜(H,C-COSY)二維接力相關譜2DRELAYED總相關譜(TOCSY譜)

目前二十頁\總數三十六頁\編于二十二點(1)

氫-氫相關譜H,H-COSY（同核相關）目前二十一頁\總數三十六頁\編于二十二點AX自旋體系的H,HCOSY示意圖

交叉峰對角峰δδ目前二十二頁\總數三十六頁\編于二十二點谷氨酸的H,

H-COSY譜（500MHZ）

目前二十三頁\總數三十六頁\編于二十二點目前二十四頁\總數三十六頁\編于二十二點目前二十五頁\總數三十六頁\編于二十二點(2)碳-氫化學位移相關（C,H-COSY,異核相關）(A)HSQC——獲得C-H直接相連信息薄荷醇的HMQC譜

目前二十六頁\總數三十六頁\編于二十二點—C1

—C2—C3—C4—H1H2H3H4（B）HMQC（1H檢測的異核單量子相干實驗）

HSQC與HMQC的譜圖相同，都是顯示1H核和與其直接相連的13C核的相關峰，

目前二十七頁\總數三十六頁\編于二十二點HSQC與HMQC的比較HSQC譜的F1域的分辨率比HMQC的高

HSQC譜的不足之處是脈沖序列比HMQC復雜

目前二十八頁\總數三十六頁\編于二十二點AQ用于季碳或自旋系統之間連接點的歸屬，對應于COLOC譜，間接建立C-C間的關聯（C）HMBC(1H檢測的異核多鍵相干實驗）

目前二十九頁\總數三十六頁\編于二十二點目前三十頁\總數三十六頁\編于二十二點目前三十一頁\總數三十六頁\編于二十二點GradientHMBC123514325678CDCl3CDCl3目前三十二頁\總數三十六頁\編于二十二點HMBC與HMQC的區別HMQC是通過異核多量子相干實驗把1H核和與其直接相連的13C核關聯起來。HMBC則是通過異核多量子相干實驗把1H核和遠程偶合的13C核關聯了起來，其作用類似于COLOC譜

—C1

—C2—C3—C4—H1H2H3H4目前三十三頁\總數三十六頁\編于