1、二維核磁共振譜,Two dimension nuclear magnetic resonance, 2DNMR,2DNMR,1971年Jeener 首先提出 2DNMR 思想: 具有兩個(gè)時(shí)間變量的nmr 1976年 Ernst小組成功實(shí)現(xiàn)了2DNMR實(shí)驗(yàn)后，確定了二維核磁共振的理論基礎(chǔ) 20世紀(jì)80年代：2DNMR加速發(fā)展 用途： 解析復(fù)雜有機(jī)分子最有力的工具；溶液中分子的三維空間結(jié)構(gòu)的測(cè)定；分子動(dòng)態(tài)過程的研究： 多維NMR技術(shù)：研究生物大分子（蛋白質(zhì)、核酸等）最有效的方法,將化學(xué)位移、偶合常數(shù)等核磁共振參數(shù)展開在二維平面上，這樣在一維譜中重疊在一個(gè)頻率坐標(biāo)軸上的信號(hào)分別在兩個(gè)獨(dú)立的頻率坐標(biāo)軸

2、上展開，減少了譜線的擁擠和重疊，提供了自旋核之間相互作用的新信息,獲得更多的信息,2二維譜實(shí)驗(yàn),A.原則上二維譜可以用概念上不同的三種實(shí)驗(yàn)獲得(1).頻率域?qū)嶒?yàn)(frequency- frequency) (2).混合時(shí)域(frequency-time)實(shí)驗(yàn) (3). 時(shí)域(time-time)實(shí)驗(yàn)， 二維譜的主要方法,以兩個(gè)獨(dú)立的時(shí)間變量進(jìn)行一系列實(shí)驗(yàn),得到S(t1,t2),經(jīng)過兩次傅立葉變換得到二維譜S(1,2). 通常所指的2D-NMR均是時(shí)間域二維實(shí)驗(yàn),2D-NMR 三種獲得方式,B) 二維核磁共振時(shí)間分割,二維譜實(shí)驗(yàn)中，為確定所需的兩個(gè)獨(dú)立的時(shí)間變量，要用特種技術(shù)時(shí)間分割。即把整個(gè)時(shí)

3、間按其物理意義分割成四個(gè)區(qū)間。（如圖所示） （1）預(yù)備期：預(yù)備期在時(shí)間軸上通常是一個(gè)較長的時(shí)期，使核自旋體系回復(fù)到平衡狀態(tài)。 （2）發(fā)展期：在t1開始時(shí)由一個(gè)脈沖或幾個(gè)脈沖使體系激發(fā)，使體系處于非平衡狀態(tài), 發(fā)展期時(shí)間t1是變化的。 （3）混合期：在此時(shí)期, 建立檢測(cè)條件。 4）檢測(cè)期：在此期間檢測(cè)作為t2函數(shù)的各種橫向矢量的FID的變化以及它的初始相及幅度受到t1函數(shù)的調(diào)制。 與t2軸對(duì)應(yīng)的2（軸），通常是頻率軸，與t1軸對(duì)應(yīng)的1是什么，取決于在發(fā)展是何種過程。,二維NMR實(shí)驗(yàn)主要分為基于耦合的相干轉(zhuǎn)移譜與基于動(dòng)力學(xué)過程的極化轉(zhuǎn)移譜。橫向、縱向磁化強(qiáng)度分別與相干、極化轉(zhuǎn)移技術(shù)聯(lián)系。 相干(c

4、ocherence):是描述自旋體系狀態(tài)的波函數(shù)之間關(guān)系的一種物理量。它通常沒有簡(jiǎn)單的模型，它是橫向磁化及相位的量。（不僅包括m=1, 而且包括m=0, m=2狀態(tài)之間關(guān)系)它可以通過射頻脈沖的作用傳遞。 相干指密度矩陣中非零的非對(duì)角元，極化指密度矩陣中對(duì)角元相聯(lián)系。,C .實(shí)驗(yàn)過程：用固定時(shí)間增量t1依次遞增t1進(jìn)行系列實(shí)驗(yàn)，反復(fù)疊加，因t2時(shí)間檢測(cè)的信號(hào)S(t2)的振幅或相位受到s(t1)的調(diào)制，則接收的信號(hào)不僅與t2有關(guān)，還與t1有關(guān)，每改變一個(gè)t1，記錄S(t2),因此得到分別以時(shí)間變量t1,t2為行列排列數(shù)據(jù)矩陣，即在檢測(cè)期獲得一組FID信號(hào)，組成二維時(shí)間信號(hào)S(t1,t2)。因t1

5、,t2是兩個(gè)獨(dú)立時(shí)間變量，可以分別對(duì)它們進(jìn)行傅立葉變換，一次對(duì)t2,一次對(duì)t1,兩次傅立葉變換的結(jié)果，可以得到兩個(gè)頻率變量函數(shù)S(1,2)。如圖,3二維譜的表達(dá)方式,（1）堆積圖(stacked plot). 優(yōu)點(diǎn): 直觀, 有立體感. 缺點(diǎn): 難確定吸收峰的頻率。大峰后面可能隱藏小峰，而且耗時(shí)較長。 (2)等高線（Contour plot） 優(yōu)點(diǎn): 易獲得頻率定量數(shù)據(jù)，作圖快。 缺點(diǎn): 低強(qiáng)度的峰可能漏畫。 目前化學(xué)位移相關(guān)譜廣泛采用等高線。,圖4.3 堆積圖 等高線,4二維譜峰的命名,（1）交叉峰（cross peak）:出現(xiàn)在12處，（即非對(duì)角線上）?？膳袛喾逯g有無耦合關(guān)系，從而得到核

6、之間有無偶合關(guān)系，交叉峰是二維譜中最有用的部分。 （2）對(duì)角峰（Auto peak）:位于對(duì)角線（12）上的峰，稱為對(duì)角峰。對(duì)角峰在F1和F2軸的投影。,交叉峰或相關(guān)峰,對(duì)角峰或自相關(guān)峰,交叉峰或相關(guān)峰,對(duì)角峰或自相關(guān)峰,5二維譜的分類,分為三類： 1）J 分辨譜（ J resolved spectroscopy ） J 譜, 包括異核和同核J譜。 2）化學(xué)位移相關(guān)譜(chemical shift correlation spectroscopy) 譜，包括同核化學(xué)位移相關(guān)譜，異核化學(xué)位移相關(guān)譜，NOESY和化學(xué)交換。 3）多量子譜（multiple quantum spectroscopy）

7、用脈沖序列可以檢測(cè)出多量子躍遷，得到多量子二維譜 。,J分解譜,1. 同核J分解譜,一維譜中譜峰往往嚴(yán)重重疊，造成譜線裂分不 能清楚分辨， 耦合常數(shù)不易讀出。 在二維 J分解 譜中，只要化學(xué)位移 略有差別，峰組的重疊就有可能避免，從而解決一維譜譜峰重疊的問題。,譜信息: (弱偶合體系) 10時(shí)為弱偶合，一級(jí)圖譜。 w2: 全去偶譜 化學(xué)位移 dH，轉(zhuǎn)動(dòng)前化學(xué)位移與耦合常數(shù)同時(shí)出現(xiàn)。 w1: 譜線多重性 偶合常數(shù) JHH，峰組的峰數(shù)一目了然。 若為強(qiáng)偶合體系，其同核J譜的表現(xiàn)形式將比較復(fù)雜。,同核J分解譜 AX體系,AX體系J譜,AX2體系J譜,同核J分解譜,同核J分辨譜： AX3體系J譜,2,

8、3,1,4,5,6,7,應(yīng)用: 拓普霉素 六元環(huán)上的取代基是 平伏鍵或直立鍵 Jaa Jae Jee,1D 1H 譜裂分不清楚 J值不易求出,同核J 分解譜,化學(xué)位移,J偶合,2. 異核J分解譜,譜信息: w2: 全去偶譜 化學(xué)位移 dC w1: 譜線裂分 偶合常數(shù)JCH（直接相連的氫原子耦合裂分產(chǎn)生）,CH3 -四重峰，CH2-三重峰，CH -雙重峰。 由于DEPT等測(cè)定碳原子級(jí)數(shù)的方法能代替異核J 譜，且檢測(cè)速度快，操作方便，因此異核J 譜較少應(yīng)用。,2 D C-H J分解譜,CH3 -四重峰（5-Me，1,1 Me, 10); CH2-三重峰(2,3,4); CH -雙重峰(7,8) 。

9、,52 化學(xué)位移相關(guān)譜（Correlated Spectroscopy ）,二維化學(xué)位移相關(guān)譜包括 同核化學(xué)位移相關(guān)譜（Homonuclear correlation） 1）通過化學(xué)鍵：COSY, TOCSY, 2D-INADEQUATE。 2）通過空間：NOESY, ROESY。 異核化學(xué)位移相關(guān)譜（Heteronuclear correlation） 強(qiáng)調(diào)大的偶合常數(shù)：1H-13C COSY 強(qiáng)調(diào)小的偶合常數(shù)，壓制大的偶合常數(shù)：COLOC(遠(yuǎn)程1H-13C COSY),1. 1H-1H COSY (3J)， COSY-45,2. Relay-COSY (4J),3. TOCSY,4. NO

10、ESY or ROESY,(Nuclear Overhauser Effect SpectroscopY),(TOtal Correlation SpectroscopY),主要的二維核磁共振技術(shù)：同核（1H）位移相關(guān)譜,0.4nm,HETCOR, H,C-COSY (13C, Heronuclear shift CORRrelation spectroscopy),HMQC， HSQC (1H, Heteronuclear Multiple/Single Quantum Correlation),HMBC(H, Heteronuclear Multiple Bond Correlation)

11、,（1）直接相連的13C-1H相關(guān),（2）長程13C-1H相關(guān),主要的二維核磁共振技術(shù)：異核位移相關(guān)譜,COLOC, H,C-COSY (13C, Correlation via LOng-range Couplings),2.1同核化學(xué)位移相關(guān)譜,一。COSY(Correlated spectroscopy) 所謂的COSY系指同一自旋體系里質(zhì)子之間的偶合相關(guān)。1H-1H-COSY可以1H-1H之間通過成鍵作用的相關(guān)信息，類似于一維譜同核去偶，可提供全部1H-1H之間的關(guān)聯(lián)。,1。COSY90?；久}沖序列: 兩個(gè)基本脈沖在此脈沖作用下，根據(jù)發(fā)展期t1的不同，自旋體系的各個(gè)不同的躍遷之間產(chǎn)生

12、磁化傳遞，通過同核偶合建立同種核共振頻率間連接圖。 從一張同核位移相關(guān)譜可找出所有偶合體系，即等于一整套雙照射實(shí)驗(yàn)的譜圖 。 一般反映3J 耦合關(guān)系，也會(huì)出現(xiàn)少數(shù)長程耦合的相關(guān)峰。,6 5 4 3 2 1,3,1,4,5,6,COSY of 2丁烯酸乙酯,1,5,1,2,3,4 5 6 7,4,7,5 6,2 3,1,1,2,3,4,5,6,7,1,2 3,4 7,試歸屬各質(zhì)子信號(hào),1,2,3,4,5,6,對(duì)角線信號(hào)重疊嚴(yán)重, 掩蓋某些信號(hào),2。COSY-45 ,基本脈沖：90 。 t1-45 。 -ACQ. 在COSY-90的基礎(chǔ)上，將第二脈沖改變成45 。 許多的天然產(chǎn)物的直接連接躍遷譜峰

13、在對(duì)角線附近，導(dǎo)致譜線相互重疊，不易解析。采用COSY-45 。由于大大限制了多重峰內(nèi)間接躍遷，重點(diǎn)反映多重峰間的直接躍遷，減少了平行躍遷間的磁化轉(zhuǎn)移強(qiáng)度，即消除了對(duì)角線附近的交叉峰，使對(duì)角線附近清晰。,對(duì)角線峰沿對(duì)角線的寬度降低， 有利于發(fā)現(xiàn)強(qiáng)耦合體系之間相關(guān)峰 從COSY-45可判別耦合常數(shù)的符號(hào)。,譜中任意一個(gè)交叉峰含兩個(gè)緊靠的矩形 （它們共同形成一個(gè)交叉峰）， 通過稍下的矩形中心往稍上的矩形中心連線， 可得到一傾斜的箭頭。箭頭指向左上為正(通過偶數(shù)鍵偶合)，箭頭指向右上為負(fù)(奇數(shù)鍵偶合)。,化合物A的COSY45o譜，對(duì)角線峰顯著簡(jiǎn)化，譜峰清晰。由交叉峰所顯示的傾斜度識(shí)別出只有1、2位

14、存在同碳?xì)漶詈希溆酁猷徧細(xì)漶詈稀?4-甲氧羰基金剛烷-2,6-雙酮,3-10,7-10,1-8, 1-9,7-10,12,14,13,7,6,5,11,8,相鄰峰相互重疊,交叉峰的精細(xì)結(jié)構(gòu)看不清楚,N-乙酰-5-甲氧基色胺,3.相敏COSY譜,COSY譜，由于譜線信號(hào)色散分量作用，相鄰的峰容易相互部分重疊，交叉峰的精細(xì)結(jié)構(gòu)看不清楚，不便讀出偶合常數(shù)。 相敏COSY譜的相位很復(fù)雜，相位調(diào)節(jié)的質(zhì)量直接影響偶合常數(shù)的檢測(cè)即信號(hào)靈敏度。在COSY譜中對(duì)角線與交叉峰相位總是相差90。相敏COSY譜中，磁化轉(zhuǎn)移地結(jié)果產(chǎn)生一對(duì)交叉峰相位相差180。以AX體系為例。,其交叉峰為純吸收線形，對(duì)角線為色散型。

15、譜圖黃色圓圈為正吸收峰，橙色為負(fù)吸收峰。,注：橫向M在旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系xy平面上的取向決定信號(hào)類型。Y和-y軸上分別為正負(fù)吸收信號(hào)；x和-x軸則為正負(fù)色散信號(hào)。,譜圖正負(fù)峰以不同的顏色表示（下圖藍(lán)色圓圈為正峰，紅色為負(fù)峰）。也可以用實(shí)心表示正峰，空心表示負(fù)峰。 其交叉峰為純吸收線形，對(duì)角線為色散型 從相敏COSY可以直接讀出J值。這里需要辨認(rèn)主動(dòng)偶合和被動(dòng)偶合。所謂的主動(dòng)偶合就是交叉峰相應(yīng)兩個(gè)核組之間的偶合。其余為被動(dòng)偶合。主動(dòng)偶合的每一對(duì)峰總是一正一負(fù)。被動(dòng)偶合的交叉峰是相位相同（同為正或同為負(fù)）,A,M,X,主動(dòng)偶合的每一對(duì)峰總是一正一負(fù)。 被動(dòng)偶合的交叉峰是相位相同（同為正或同為負(fù)）,二.天然

16、豐度的雙量子13C譜 INADEQUATE (13C-13C-COSY),碳骨架直接測(cè)定法，是確定碳原子連接順序的實(shí)驗(yàn)，一種雙量子相干技術(shù)。是一種13C-13C化學(xué)位移相關(guān)譜。在質(zhì)子去偶的13C譜中，除了13C信號(hào)外，還有比它弱200倍的13C-13C偶合衛(wèi)星峰，13C-13C偶合含有豐富的分子結(jié)構(gòu)和構(gòu)型的信息。由于碳是組成分子骨架，它更能直接反映化學(xué)鍵的特征與取代情況。,由于13C天然豐度僅僅為1.1%，出現(xiàn)13C-13C偶合的幾率為0.01. 13C-13C偶合引起的衛(wèi)線通常離13C強(qiáng)峰只有20Hz左右，其強(qiáng)度又僅僅是13C強(qiáng)峰的1/200，這種弱峰往往出現(xiàn)在強(qiáng)13C峰的腋部，加上旋轉(zhuǎn)邊帶

17、，質(zhì)子去偶不完全，微量雜質(zhì)的影響等因素，1JC-C測(cè)試非常困難。 利用雙量子躍遷的相位特性可以壓住強(qiáng)線，突出衛(wèi)線求出JC-C,并根據(jù)Jc-c確定其相鄰的碳。,一個(gè)碳原子最多可以有四個(gè)碳與之相連，利用雙量子躍遷二維技術(shù)測(cè)量偶合碳的雙量子躍遷的頻率。13C-13C同核偶合構(gòu)成二核體系（AX,AB）兩個(gè)偶合的13C核能產(chǎn)生雙量子躍遷，孤立的碳則不能。 雙量子指跨越兩個(gè)能級(jí)的躍遷。兩個(gè)耦合的13C核的兩個(gè)自旋體系和兩個(gè)能級(jí)的相干性，稱為雙量子相干性。,2D INADEQUATE的2種形式,F2域?yàn)榛瘜W(xué)位移，F(xiàn)1域?yàn)殡p量子躍遷頻率，相互耦合的2個(gè)碳原子作為一對(duì)雙峰排列在平行于F2域的同一水平線上。,一對(duì)

18、耦合的碳（相當(dāng)于AX體系）具有相同的雙量子躍遷頻率，用水平連線示出，如：C1-C2, C2-C3, C3-C4。 由于雙量子頻率為偶合的一對(duì)13C13C的單量子頻率之和，連線的中心落在F1=2F2的準(zhǔn)對(duì)角線上。,譜信息： F2 是碳譜，單量子頻率 F1是雙量子頻率，為偶合的一對(duì)13C13C的 單量子頻率之和 一對(duì)13C13C處于水平線上，左右對(duì)稱地處于準(zhǔn)對(duì)角線（F1=2F2)兩側(cè)。,F2域和F1域均為13C化學(xué)位移，類似于H, H COSY譜，相互耦合的2個(gè)碳原子作為一對(duì)雙峰出現(xiàn)在對(duì)角線兩側(cè)對(duì)稱的位置上。,蔗糖,Codeine,可待因,18 - 11 - 16 - 15 - 17 - 13.,

19、三。NOESY（Nuclear Overhauser Effect Spectroscopy),核間磁化傳遞是通過非相干作用傳遞，這種傳遞是靠交叉馳豫和化學(xué)交換來進(jìn)行。即樣品間偶極偶極傳遞的。它的基本脈沖是： /2-t1-/2-tm-/2-ACQ NOESY的基本序列在COSY序列的基礎(chǔ)上，加一個(gè)固定延遲和第三脈沖，以檢測(cè)NOE和化學(xué)交換的信息?；旌蠒r(shí)間tm是NOESY實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵參數(shù)，tm的選擇對(duì)檢測(cè)化學(xué)交換或NOESY效果有很大影響。選擇合適的tm,可在最后一個(gè)脈沖，產(chǎn)生最大的交換，或建立最大的NOE. tm應(yīng)根據(jù)核的弛豫時(shí)間而定。,由于 NOESY 實(shí)驗(yàn)是由 COSY 實(shí)驗(yàn)發(fā)展而來為的，因

20、此在圖譜中往往出現(xiàn) COSY 峰，即 J偶合交叉峰，故在解析時(shí)需對(duì)照它的1H-1H COSY 譜將J 偶合交叉峰扣除。在相敏 NOESY 譜圖中交叉峰有正峰和負(fù)峰，分別表示正的 NOE 和負(fù)的 NOE,COSY OF PBF,NOESY of PBF,化學(xué)位移和積分面積,COSY 判斷相鄰連接關(guān)系,5,3,10,9,16,11,Codeine的NOESY,7, 8,3,5,9,10,12,11,Codeine在高場(chǎng)放大的NOESY,11, 13, 14, 18是空間距離相近,非化學(xué)鍵相連,8 - 7, 127 - 18, 183 - 5, 105 - 11, 16, 189 - 10, 17,

21、 1710 - 1611 - 18, 16, 14, 1818 - 13, 1816 - 14, 1713 - 14, 17, 1713 - 17, 1717 - 17,Table of NOEs,相敏NOESY,與COSY類似，NOESY也適用于相敏形式。在這種相敏譜上，分辨率高，容易辨認(rèn)信號(hào)峰，而且譜線比非相敏形式的譜線狹窄，從而限制了假峰的產(chǎn)生，有效增加了靈敏度。,phase-sensitive NOESY of strychnine.,馬錢子,四 TOCSY,TOCSY脈沖序列：,是一種旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系實(shí)驗(yàn)（自旋鎖定實(shí)驗(yàn)），自旋鎖定是把COSY序列中的第二脈沖以及NOESY序列中最后兩個(gè)脈沖

22、（包括混合時(shí)間），用一個(gè)長射頻脈沖取代，把自旋沿著旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的一個(gè)鎖定，在這種情況下不存在化學(xué)位移差，通過發(fā)生標(biāo)量偶合的磁化轉(zhuǎn)移，導(dǎo)致了全部相關(guān)。TOCSY也有稱之為HOHAHA.可以提供自旋系統(tǒng)中偶合關(guān)聯(lián)信息。,總相關(guān)譜 TOCSY,對(duì)于AMX自旋系統(tǒng) 相關(guān)譜的相關(guān)峰： A-M M-X 總相關(guān)譜相關(guān)峰為 A-M M-X A-X,HOHAHA是通過交叉極化產(chǎn)生Hartmann-Hahn能量轉(zhuǎn)移，從而觀察較低旋磁比核一種方法。它是通過增加混合時(shí)間，使一個(gè)質(zhì)子的磁化矢量將重新分布到同一偶合網(wǎng)絡(luò)的所有質(zhì)子，得到多次的接力信息。 增加混合時(shí)間，靈敏度降低，需采用高分辨相敏方法，交叉峰和對(duì)角峰都是吸收型

23、，特別適用于具有獨(dú)立自旋體系的大分子，可進(jìn)一步判斷證實(shí)COSY中因信號(hào)嚴(yán)重重疊而造成的不確定結(jié)果。 選擇適當(dāng)?shù)膮?shù)可通過一次實(shí)驗(yàn)得到獨(dú)立自旋體系所有質(zhì)子相關(guān)信息。,質(zhì)子 a, b, c 和 d 構(gòu)成 自旋體系, CH3CH2構(gòu)成另外一個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，這是兩個(gè)獨(dú)立的自旋體系， COSY spectrum, CH2 a與 CH2 b.相關(guān)而在 TOCSY spectrum,它不僅顯示與質(zhì)子b相關(guān)，而且也與 it would also show correlations to 兩個(gè)（CH2） c and d.相關(guān)。,混合時(shí)間變長, 跨多鍵的偶合出現(xiàn)交叉峰 對(duì)粘度小的小分子， 核的弛豫時(shí)間較長，設(shè)置長tm

24、,TOCSY of codeine,COSY,TOCSY,3,9,10,12,11,18,16,13,14,1318,3,16,3,5,3,16,3,9,5,3-10,3,10,3,5,ROESY(CAMELSPIN),若采用一個(gè)弱自旋鎖場(chǎng)，則在旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)體系中產(chǎn)生交叉馳豫NOE,得到ROESY譜（Rotating NOE),即旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中的NOE增強(qiáng)譜。又稱之CAMELSPIN譜。它類似于NOESY，能提供空間距離相近的核的相關(guān)信息。它的基本序列與TOCSY相似，但采用低功率自旋鎖場(chǎng)，可由連續(xù)波照射或一系列小脈沖角脈沖組成混合脈沖。 基本序列：/2-t1-(CW)X-ACQ,ROESY 與NO

25、ESY區(qū)別： NOESY在分子量大和小的分子體系中，靈敏度很高。小分子的快速運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生NOE,大分子或降溫產(chǎn)生負(fù)NOE.而中等分子（3001500）或特殊形狀分子，在NOESY中得不到交叉峰。 而ROESY交叉峰與分子量的大小無關(guān)。 由于ROESY是低的功率實(shí)驗(yàn)，可以檢測(cè)到小的相互作用。,當(dāng)遇到中等大小的分子時(shí)（分子量約為 1000-3000），由于此時(shí) NOE 的增益約為零，無法測(cè)到NOESY 譜中的相關(guān)峰（交叉峰），此時(shí)測(cè)定旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中的 NOESY 則是一種理想的解決方法，這種方法稱為 ROESY（ Rotating frame Overhause Effect Spectroscopy

26、），由此測(cè)得的圖譜稱為 ROESY譜。 ROESY 譜的解析方法與 NOESY 相似，同樣 ROESY 譜中的交叉峰并不全都表示空間相鄰的關(guān)系，有一部分則是反映了耦合關(guān)系，因此在解譜時(shí)需注意。,突出表現(xiàn)NOE效應(yīng)的NOESY譜,異香草醛,NOE交叉峰：醛基氫a與芳環(huán)上b、c位置上的氫空間相關(guān)，甲氧基氫e與芳環(huán)上d位置上的氫空間相關(guān)， 對(duì)照其H, H COSY譜，c, d的交叉峰為J偶合峰，而非NOE交叉峰，應(yīng)予以扣除。,3 異核化學(xué)位移相關(guān)譜-Heteronuclear Correlation of chemical shift,所謂異核化學(xué)位移相關(guān)譜是兩個(gè)不同核的頻率通過標(biāo)量偶合建立起來的相

27、關(guān)譜.應(yīng)用最廣泛的是1H-13C COSY. 1.1H-13C COSY. 常規(guī)的1H-13C COSY是指直接相連的C-H之間的偶合相關(guān)（1JCH）。,基本脈沖：,該實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是選擇一個(gè)適合的混合期，以使13C核和氫核的信息充分轉(zhuǎn)移，即選擇合適的12。,1H-13C-COSY譜圖中F2為13C化學(xué)位移，F(xiàn)1為1H化學(xué)位移，沒有對(duì)角峰，其交叉峰表明C-H偶合的信息。解析時(shí)，可以從一已知的氫核信號(hào)，根據(jù)相關(guān)關(guān)系，即可找到與之相連的13C信號(hào)，反之亦然?？梢詮淖V圖中得到1JC-H的結(jié)構(gòu)信息。,1H 化學(xué)位移,13C 化學(xué)位移,C，H COSY譜,13C 化學(xué)位移,1H化學(xué)位移,2,4,6,13C-

28、1H COSY2-丁烯酸乙酯,A,D,C,B,7.7 8.15 7.4 7.5,111.6,120.6,122.6,127,2.COLOC(Correlation Spectroscopy via long range coupling),和1H-13C-COSY序列基本一樣，只是在COLOC譜中的1，2對(duì)應(yīng)于遠(yuǎn)程C-H偶合常數(shù)nJ(2JCH,3JCH),而不是1JCH.得到一鍵以上的CH偶合相關(guān)信息，建立C-C之間的關(guān)聯(lián)，可以躍過N,O等其它官能團(tuán)。成為推導(dǎo)結(jié)構(gòu)歸屬信號(hào)，解決由于屏蔽效應(yīng)難以解決的季碳?xì)w屬的有力工具。由于該方法能夠?qū)⒓咎己拖噜徧嫉馁|(zhì)子相關(guān)，對(duì)于確定C-C連接非常有效。,常規(guī)的

29、1H-13C-COSY沒有季碳和其它質(zhì)子的相關(guān)峰。COLOC 譜圖類似于C-H-COSY,兩個(gè)坐標(biāo)（F1,F2)是化學(xué)位移，交叉峰也類似于C-H-COSY，只是出現(xiàn)了小偶合的相關(guān)峰。COLOC最大的缺點(diǎn)是相關(guān)峰中包含所有的1JCH信號(hào)。解析譜圖時(shí)一定要對(duì)照C-H-COSY。確定1JCH,分辨出2JCH,3JCH.,COLOC 譜（遠(yuǎn)程C-H COSY）,與2D INADEQUATE相比， 2 D 遠(yuǎn)程C-H COSY樣品用量少，省時(shí)間，靈敏度高。 F1域：1H化學(xué)位移， F2域：13C化學(xué)位移,先分別從F1F2域找到CHO、OCH3、4位C的相應(yīng)信號(hào) 由香草醛COLOC譜中3J(H8 , C3

30、)相關(guān)峰可以決定OCH3連在C-3上，由3J(H7 , C2)和3J(H6, C7)相關(guān)峰可以指認(rèn)CHO與C1相連。 4位碳因連有OH，其化學(xué)位移處于次低場(chǎng)（羰基碳在最低場(chǎng)），加上2J(H5, C4)和 3J(H6, C4)相關(guān)峰可以指認(rèn)OH連在C-4上。,3J(H8 , C3),2J(H5C4),3J(H6C4),3J(H6C7),3J(H7C2),H2,C7),(H2,C4),全去偶碳譜,去偶?xì)渥V,7.7 8.15 7.4 7.5,127,122.6,120.6,111.6,A,D,C,B,7.7 8.15 7.4 7.5,111.6,120.6,122.6,127.0,7.7(d,1H,

31、J=9.0,H-1),8.15(d,1H, j=8.8Hz,H-4) 7.5(dd,1H,J=9.0,0.8Hz,H-3),7.4(dd,1H,8.8,1.2Hz,H-2) 111.6(d,C-1),122.6(d,C-2),127.0(d,c-3),120.6(d,c-4) 156.2(s,c-5),124.2(s.c-6),4多量子躍遷譜,常見的核磁是選擇m=1的單量子躍遷。在偶極相互作用及其影響下，自旋體系的能級(jí)不再由單一態(tài)波函數(shù)，而變成混合態(tài)，可能出現(xiàn)m=0，2，3。的躍遷，稱之為多量子躍遷。多量子躍遷指的是不滿足選擇m = 1躍遷。其中m表示體系的總磁量子數(shù)，它們按照m 2, 3。

32、稱為n量子躍遷，而不問具體含幾個(gè)躍遷。,常見的多量子躍遷譜有HMQC,HMBC.與1H-13CCOSY,COLOC譜相似。由于多量子相干轉(zhuǎn)移，使其靈敏度大大提高。對(duì)于測(cè)定時(shí)間相等的條件下所需的樣品量為： INADEQUATE 200mg (400mM) 1H-13CCOSY 510mg(20mM) COLOC 510mg(20mM) HMQC 1mg(5mM) HMBC 23mg(7mM),1 HMQC (1-bond CH correlation)1H檢測(cè)的異核多量子相干譜,HMQC是將1H信號(hào)的振幅及相位分別依13C化學(xué)位移及1H間的同核化學(xué)偶合信息調(diào)制，并通過直接檢測(cè)調(diào)制后的1H信號(hào)，獲

33、得13C-1H化學(xué)位移相關(guān)數(shù)據(jù)。 它所提供的信息及譜圖與1H-13CCOSY完全相同。,HMQC of Codeine,HSQC-DEPT,這個(gè)實(shí)驗(yàn)有一個(gè)變化，顯示CH2與CH,CH3有不同的相位。CH2顯示負(fù)的相位，在下圖中用紅色表示。在Codeine中的三個(gè)CH2很容易辨認(rèn)。這種技術(shù)稱之為HSQC-DEPT spectrum.,HSQC-DEPT of Codeine,HMBC (multiple-bond CH correlation),HMBC是一種測(cè)定遠(yuǎn)程1H-13C相關(guān)的十分靈敏的方法，給出遠(yuǎn)程1H-13C相關(guān)信息。特別是適用于檢測(cè)與甲基有遠(yuǎn)程偶合的碳（2JCH,3JCH). 基本原理：通過1H檢測(cè)異核多量子相干調(diào)制，選擇性地增加某些碳信號(hào)的靈敏度，是孤立的自旋體系相關(guān)聯(lián)，而組成一個(gè)整體分子。 抑制了直接偶合的1JCH信號(hào)強(qiáng)度是譜圖簡(jiǎn)化。適用于具有眾多甲基的天然產(chǎn)物，如三萜化合物，甾醇化合物的結(jié)構(gòu)鑒定。 HMBC可高靈敏度地檢測(cè)13C-1H遠(yuǎn)程偶合（ 2JCH,3JCH），得到有關(guān)季碳的結(jié)構(gòu)信息及其被雜原子切斷地1H偶合系統(tǒng)間的結(jié)構(gòu)信息。,紅線表示芳環(huán) H-8 對(duì) C-1 和C-6 (三鍵 偶合) 和一個(gè)弱偶合 C-2, （二鍵偶合.）。 H-7, 與C-2 and C-4, （三鍵偶合）.,在此圖中，顯示的是脂肪氫與芳環(huán)碳的偶合相關(guān)。在左下角顯示甲氧基與