二维核磁共振谱讲义培训课件

二二维核磁共振核磁共振谱讲义2。二维谱实验A.原则上二维谱可以用概念上不同的三种原则上二维谱可以用概念上不同的三种实验获得实验获得,(如图如图4.1),(1).频率域实验频率域实验(frequency-frequency)(2).混合时域混合时域(frequency-time)实验实验(3).时域时域(time-time)实验实验.它是获得二维谱的主要方法它是获得二维谱的主要方法,以以两个独立的时间变量进行一系列实验两个独立的时间变量进行一系列实验,得到得到S(t1,t2),经过两次傅立叶变换得到二维谱经过两次傅立叶变换得到二维谱S(1,2).通常所指的通常所指的2D-NMR均是时间域均是时间域二维实验二维实验2二维核磁共振谱讲义图图4.1 2D-NMR 三种获得方式三种获得方式3二维核磁共振谱讲义B)二维核磁共振时间分割4二维核磁共振谱讲义二维谱实验中，为确定所需的两个独立的时间变量，要用特种二维谱实验中，为确定所需的两个独立的时间变量，要用特种技术时间分割。即把整个时间按其物理意义分割成四个区间。技术时间分割。即把整个时间按其物理意义分割成四个区间。（如图所示）（如图所示）（1）预备期：预备期在时间轴上通常是一个较长的时期，使核）预备期：预备期在时间轴上通常是一个较长的时期，使核自旋体系回复对平衡状态，在预备期末加一个或多个射频脉冲，自旋体系回复对平衡状态，在预备期末加一个或多个射频脉冲，以产生所需要的单量子或多量子相干。以产生所需要的单量子或多量子相干。（2）发展期：在）发展期：在t1开始时由一个脉冲或几个脉冲使体系激发，开始时由一个脉冲或几个脉冲使体系激发，此时间系控制磁化强度运动，并根据各种不同的化学环境的不此时间系控制磁化强度运动，并根据各种不同的化学环境的不同进动频率对它们的横向磁化矢量作出标识。同进动频率对它们的横向磁化矢量作出标识。（3）混合期：在此期间通过相干或极化的传递，建立检测条件。）混合期：在此期间通过相干或极化的传递，建立检测条件。4）检测期：在此期间检测作为）检测期：在此期间检测作为t2函数的各种横向矢量的函数的各种横向矢量的FID的变化以及它的初始相及幅度受到的变化以及它的初始相及幅度受到t1函数的调制。函数的调制。与与t2轴对应的轴对应的2（轴），通常是频率轴，与轴），通常是频率轴，与t1轴对应的轴对应的1是什么，取决于在发展是何种过程。是什么，取决于在发展是何种过程。5二维核磁共振谱讲义相干(ccherence):是描述自旋体系状态的波函数之间关系的一种物理量。，它通常没有简单的模型，它是横向磁化及相位的量。（不仅包括m=1,而且包括m=0,m=2状态之间关系)它可以通过射频脉冲的作用传递。C.实验过程：用固定时间增量t1依次递增t1进行系列实验，反复叠加，因t2时间检测的信号S(t2)的振幅或相位受到s(t1)的调制，则接收的信号不仅与t2有关，还与t1有关，每改变一个t1，记录S(t2),因此得到分别以时间变量t1,t2为行列排列数据矩阵，即在检测期获得一组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，可以分别对它们进行傅立叶变换，一次对t2,一次对t1,两次傅立叶变换的结果，可以得到两个频率变量函数S(1,2)。如图6二维核磁共振谱讲义7二维核磁共振谱讲义3二维谱的表达方式二维谱的表达方式 （1）堆积图）堆积图(stacked plot).堆积图的优点是直观堆积图的优点是直观,具有立体感具有立体感.缺点是缺点是难以确定吸收峰的频率。大峰后面可能隐难以确定吸收峰的频率。大峰后面可能隐藏小峰，而且耗时较长。藏小峰，而且耗时较长。(2)等高线（等高线（Contour plot）等高线图类似于等高线地图，这种图的优等高线图类似于等高线地图，这种图的优点是容易获得频率定量数据，作图快。缺点是容易获得频率定量数据，作图快。缺点是低强度的峰可能漏画。目前化学位移点是低强度的峰可能漏画。目前化学位移相关谱广泛采用等高线。相关谱广泛采用等高线。8二维核磁共振谱讲义图图4.3 堆积图堆积图 等高线等高线9二维核磁共振谱讲义4二维谱峰的命名二维谱峰的命名（1）交叉峰（）交叉峰（cross peak）:出现在出现在12处，（即非对角线上）。从峰的处，（即非对角线上）。从峰的位置关系可以判断哪些峰之间有偶合关系，位置关系可以判断哪些峰之间有偶合关系，从而得到哪些核之间有偶合关系，交叉峰从而得到哪些核之间有偶合关系，交叉峰是二维谱中最有用的部分。是二维谱中最有用的部分。（2）对角峰（）对角峰（Auto peak）:位于对角线位于对角线（12）上的峰，称为对角峰。对角）上的峰，称为对角峰。对角峰在峰在F1和和F2轴的投影。轴的投影。10二维核磁共振谱讲义图图4。5 典典型型二二维维谱谱示示意意图图11二维核磁共振谱讲义5二维谱的分类二维谱的分类二维谱可分为三类：二维谱可分为三类：1）J 分辨谱（分辨谱（J resolved spectroscopy）J 分辨谱亦称分辨谱亦称J谱或者谱或者J谱。它把化学位移和自旋偶合谱。它把化学位移和自旋偶合的作用分辨开来，包括异核和同核的作用分辨开来，包括异核和同核J谱。谱。2）化学位移相关谱）化学位移相关谱(chemical shift correlation spectroscopy)化学位移相关谱也称化学位移相关谱也称谱，是二维谱的核心，通常所指谱，是二维谱的核心，通常所指的二维谱就是化学位移相关谱。包括同核化学位移相关谱，的二维谱就是化学位移相关谱。包括同核化学位移相关谱，异核化学位移相关谱，异核化学位移相关谱，NOESY和化学交换。和化学交换。3）多量子谱（）多量子谱（multiple quantum spectroscopy）用脉）用脉冲序列可以检测出多量子跃迁，得到多量子二维谱冲序列可以检测出多量子跃迁，得到多量子二维谱。12二维核磁共振谱讲义42 化学位移相关谱（化学位移相关谱（Correlated Spectroscopy,COSY）二维化学位移相关谱包括同核化学位移相关谱（同核化学位移相关谱（Homonuclear correlation）1）通过化学键：）通过化学键：COSY,TOCSY,2D-INADEQUATE。2）通过空间：）通过空间：NOESY,ROESY。异核化学位移相关谱（异核化学位移相关谱（Heteronuclear correlation）强调大的偶合常数：强调大的偶合常数：1H-13C COSY强调小的偶合常数，压制大的偶合常数：强调小的偶合常数，压制大的偶合常数：COLOC(远程远程1H-13C COSY)13二维核磁共振谱讲义4.2.1同核化学位移相关谱同核化学位移相关谱一。一。COSY(Correlated spectroscopy)所谓的所谓的COSY系指同一自旋体系里质子之系指同一自旋体系里质子之间的偶合相关。间的偶合相关。1H-1H-COSY可以可以1H-1H之之间通过成键作用的相关信息，类似于一维间通过成键作用的相关信息，类似于一维谱同核去偶，可提供全部谱同核去偶，可提供全部1H-1H之间的关之间的关联。因此联。因此1H-1H-COSY是归属谱线，推导是归属谱线，推导结构及确定结构的有力工具。结构及确定结构的有力工具。14二维核磁共振谱讲义1。COSY90。的基本脉冲序列包括两个基本脉的基本脉冲序列包括两个基本脉冲在此脉冲作用下，根据发展期冲在此脉冲作用下，根据发展期t1的不同，自旋的不同，自旋体系的各个不同的跃迁之间产生磁化传递，通过体系的各个不同的跃迁之间产生磁化传递，通过同核偶合建立同种核共振频率间连接图。此图的同核偶合建立同种核共振频率间连接图。此图的二个轴都是二个轴都是1H的的在在12的对角线上可以找的对角线上可以找出一维出一维1H谱相对应谱峰信号。通过交叉峰分别作谱相对应谱峰信号。通过交叉峰分别作垂线及水平线与对角线相交，即可以找到相应偶垂线及水平线与对角线相交，即可以找到相应偶合的氢核。因此从一张同核位移相关谱可找出所合的氢核。因此从一张同核位移相关谱可找出所有偶合体系，即等于一整套双照射实验的谱图有偶合体系，即等于一整套双照射实验的谱图。15二维核磁共振谱讲义16二维核磁共振谱讲义COSY of 2丁烯酸乙酯丁烯酸乙酯17二维核磁共振谱讲义2。COSY-45。基本脉冲：90。t1-45。-ACQ.在COSY-90的基础上，将第二脉冲改变成45。许多的天然产物的直接连接跃迁谱峰在对许多的天然产物的直接连接跃迁谱峰在对角线附近，导致谱线相互重叠，不易解析。角线附近，导致谱线相互重叠，不易解析。采用采用COSY-45。由于大大限制了多重峰内由于大大限制了多重峰内间接跃迁，重点反映多重峰间的直接跃迁，间接跃迁，重点反映多重峰间的直接跃迁，减少了平行跃迁间的磁化转移强度，即消减少了平行跃迁间的磁化转移强度，即消除了对角线附近的交叉峰，使对角线附近除了对角线附近的交叉峰，使对角线附近清晰。清晰。18二维核磁共振谱讲义19二维核磁共振谱讲义COSY-4520二维核磁共振谱讲义COSY-9021二维核磁共振谱讲义22二维核磁共振谱讲义23二维核磁共振谱讲义3.相敏相敏COSY谱谱COSY谱，由于谱线信号色散分量作用，相邻的谱，由于谱线信号色散分量作用，相邻的峰容易相互部分重叠，交叉峰的精细结构看不清峰容易相互部分重叠，交叉峰的精细结构看不清楚，不便读出偶合常数。楚，不便读出偶合常数。相敏相敏COSY谱的相位很复杂，相位调节的质量直谱的相位很复杂，相位调节的质量直接影响偶合常数的检测即信号灵敏度。在接影响偶合常数的检测即信号灵敏度。在COSY谱中对角线与交叉峰相位总是相差谱中对角线与交叉峰相位总是相差90。相敏。相敏COSY谱中，磁化转移地结果产生一对交叉峰相谱中，磁化转移地结果产生一对交叉峰相位相差位相差180。以。以AX体系为例。其交叉峰为纯吸收体系为例。其交叉峰为纯吸收线形，对角线为色散型。谱图黄色圆圈为正峰，线形，对角线为色散型。谱图黄色圆圈为正峰，红色为负峰。红色为负峰。24二维核磁共振谱讲义25二维核磁共振谱讲义谱图正负峰以不同的颜色表示（下图蓝色圆圈为谱图正负峰以不同的颜色表示（下图蓝色圆圈为正峰，红色为负峰）。也可以用实心表示正峰，正峰，红色为负峰）。也可以用实心表示正峰，空心表示负峰。空心表示负峰。其交叉峰为纯吸收线形，对角线为色散型其交叉峰为纯吸收线形，对角线为色散型从相敏从相敏COSY可以直接读出可以直接读出J值。这里需要辨认主值。这里需要辨认主动偶合和被动偶合。所谓的主动偶合就是相关交动偶合和被动偶合。所谓的主动偶合就是相关交叉峰直接的偶合。其余为被动偶合。主动偶合的叉峰直接的偶合。其余为被动偶合。主动偶合的每一对峰总是一正一负。被动偶合的交叉峰是相每一对峰总是一正一负。被动偶合的交叉峰是相位相同（同为正或同为负）位相同（同为正或同为负）26二维核磁共振谱讲义27二维核磁共振谱讲义AMX28二维核磁共振谱讲义4.LR-COSY(longrangeCOSY)常规常规1H-1HCOSY相关谱，观察不到较小远程偶合相关谱，观察不到较小远程偶合交叉峰。交叉峰。LR-COsY在在COSY-90的序列基础上引入的序列基础上引入较长的延迟较长的延迟D2用于小用于小J磁化转移，能大大增加来磁化转移，能大大增加来自远程偶合的交叉峰强度。自远程偶合的交叉峰强度。其基本序列为：其基本序列为：90。-t1-D2-ACQ(t2).在在LR-COSY中总是包含有大的偶合常数产生的相中总是包含有大的偶合常数产生的相干转移的干转移的COSY交叉峰，正确选择交叉峰，正确选择D2可以衰减大可以衰减大J产生的相关峰，有可能检测到产生的相关峰，有可能检测到45键质子间的偶键质子间的偶合（合（0.10.5Hz）.29二维核磁共振谱讲义30二维核磁共振谱讲义31二维核磁共振谱讲义在解析LR-COSY中一定要将COSY与LR-COSY共同比较，确定哪些是大的偶合，（2J，3J)哪些是远程偶合。32二维核磁共振谱讲义与与COSY有关的实验自旋回波有关的实验自旋回波COSY(SECSY),双量子相干谱（双量子相干谱（DQC-COSY）,同核接力相干谱（同核接力相干谱（RCT）.有兴趣有兴趣的同学，可以阅读有关的书籍。的同学，可以阅读有关的书籍。33二维核磁共振谱讲义二二.天然丰度的双量子天然丰度的双量子13C谱谱 INDEQUATE (13C-13C-COSY)这是二维碳骨架直接测定法，是确定碳原子连接顺序的实验，一种双量子相干技术。是一种13C-13C化学位移相关谱。在质子去偶的13C谱中，除了13C信号外，还有比它弱200倍的13C-13C偶合卫星峰，13C-13C偶合含有丰富的分子结构和构型的信息。由于碳是组成分子骨架，它更能直接反映化学键的特征与取代情况。34二维核磁共振谱讲义但是由于但是由于13C天然丰度仅仅为天然丰度仅仅为1.1%，出现，出现13C-13C偶合的几率为偶合的几率为0。01，13C-13C偶合引起的卫线偶合引起的卫线通常离通常离13C强峰只有强峰只有20Hz左右，其强度又仅仅是左右，其强度又仅仅是13C强峰的强峰的1/200，这种弱峰往往出现在强，这种弱峰往往出现在强13C峰峰的腋部，加上旋转边带，质子去偶不完全，微量的腋部，加上旋转边带，质子去偶不完全，微量杂质的影响等因素，使杂质的影响等因素，使1JC-C测试非常困难。利测试非常困难。利用双量子跃迁的相位特性可以压住强线，突出卫用双量子跃迁的相位特性可以压住强线，突出卫线求出线求出JC-C,并根据并根据Jc-c确定其相邻的碳。一个确定其相邻的碳。一个碳原子最多可以有四个碳与之相连，利用双量子碳原子最多可以有四个碳与之相连，利用双量子跃迁二维技术测量偶合碳的双量子跃迁的频率。跃迁二维技术测量偶合碳的双量子跃迁的频率。13C-13C同核偶合构成二核体系（同核偶合构成二核体系（AX,AB）两个）两个偶合的偶合的13C核能产生双量子跃迁，孤立的碳则不核能产生双量子跃迁，孤立的碳则不能。能。35二维核磁共振谱讲义abcdefkabafibchfhfecdciedmhkhm36二维核磁共振谱讲义37二维核磁共振谱讲义它只有一个双量子跃迁，其频率正比于两个偶合它只有一个双量子跃迁，其频率正比于两个偶合的的13C核的化学位移之和的平均值。所以如果两核的化学位移之和的平均值。所以如果两个碳具有相同的双量子跃迁频率，即可以判断，个碳具有相同的双量子跃迁频率，即可以判断，它们是相邻。它们是相邻。在在INADEQUATE谱图中谱图中F1与与F2分别代表双量子分别代表双量子跃迁频率和跃迁频率和13C的卫线，依次代表双量子和单量的卫线，依次代表双量子和单量子跃迁频率。谱图中一个轴是子跃迁频率。谱图中一个轴是13C的化学位移，的化学位移，一个为双量子跃迁频率，其频率正比于两个偶合一个为双量子跃迁频率，其频率正比于两个偶合的的13C核的化学位移之和的平均值。因此谱图中核的化学位移之和的平均值。因此谱图中F1=2F21的斜线两侧对称分布着两个相连的的斜线两侧对称分布着两个相连的13C原子信号，表示碳偶合对的单量子平均频率与双原子信号，表示碳偶合对的单量子平均频率与双量子频率间的关系，水平连线表明一对偶合碳具量子频率间的关系，水平连线表明一对偶合碳具有相同的双量子跃迁频率，可以判断它们是直接有相同的双量子跃迁频率，可以判断它们是直接相连的碳。依此类推可以找出化合物中所有相连的碳。依此类推可以找出化合物中所有13C原子连接顺序。原子连接顺序。38二维核磁共振谱讲义39二维核磁共振谱讲义18-11-16-15-17-13.40二维核磁共振谱讲义三。三。NOESY（Nuclear Overhauser Effect Spectroscopy)o核间磁化传递是通过非相干作用传递，这种传递是靠交核间磁化传递是通过非相干作用传递，这种传递是靠交叉驰豫和化学交换来进行。即样品间偶极偶极传递的。叉驰豫和化学交换来进行。即样品间偶极偶极传递的。它的基本脉冲是：它的基本脉冲是：o/2-t1-/2-tm-/2-ACQNOESY的基本序列在的基本序列在COSY序列的基础上，加一个固定序列的基础上，加一个固定延迟和第三脉冲，以检测延迟和第三脉冲，以检测NOE和化学交换的信息。混合和化学交换的信息。混合时间时间tm是是NOESY实验的关键参数，实验的关键参数，tm的选择对检测化的选择对检测化学交换或学交换或NOESY效果有很大影响。选择合适的效果有很大影响。选择合适的tm,可在可在最后一个脉冲，产生最大的交换，或建立最大的最后一个脉冲，产生最大的交换，或建立最大的NOE.NOESY的谱图特征类似于的谱图特征类似于COSY谱，一维谱中出现出现谱，一维谱中出现出现NOE的两个核在二维谱显示交叉峰。的两个核在二维谱显示交叉峰。NOESY可以在一可以在一张谱图上描绘出分子之间的空间关系。张谱图上描绘出分子之间的空间关系。41二维核磁共振谱讲义42二维核磁共振谱讲义COSYOFPBFNOESYofPBF43二维核磁共振谱讲义44二维核磁共振谱讲义COSY45二维核磁共振谱讲义Codeine的的NOESY6,735910121146二维核磁共振谱讲义Codeine在高场放大的在高场放大的NOESY13131818161717111447二维核磁共振谱讲义8-7,127-18,183-5,105-11,16,189-10,17,1710-1611-18,16,14,1818-13,1816-14,1713-14,17,1713-17,1717-17TableofNOEs48二维核磁共振谱讲义相敏相敏NOESY与与COSY类似，类似，NOESY也适用于相敏也适用于相敏形式。在这种相敏谱上，分辨率高，容形式。在这种相敏谱上，分辨率高，容易辨认信号峰，而且谱线比非相敏形式易辨认信号峰，而且谱线比非相敏形式的谱线狭窄，从而限制了假峰的产生，的谱线狭窄，从而限制了假峰的产生，有效增加了灵敏度。有效增加了灵敏度。49二维核磁共振谱讲义phase-sensitiveNOESYofstrychnine.50二维核磁共振谱讲义四。TOCSYTOCSY脉冲序列：是一种旋转坐标系实验（自旋锁定实验），自旋锁定是把是一种旋转坐标系实验（自旋锁定实验），自旋锁定是把COSY序列中的第二脉冲以及序列中的第二脉冲以及NOESY序列中最后两个脉冲（包序列中最后两个脉冲（包括混合时间），用一个长射频脉冲取代，把自旋沿着旋转坐标括混合时间），用一个长射频脉冲取代，把自旋沿着旋转坐标系的一个锁定，在这种情况下不存在化学位移差，通过发生标系的一个锁定，在这种情况下不存在化学位移差，通过发生标量偶合的磁化转移，导致了全部相关。量偶合的磁化转移，导致了全部相关。TOCSY也有称之为也有称之为HOHAHA.可以提供自旋系统中偶合关联信息。可以提供自旋系统中偶合关联信息。51二维核磁共振谱讲义HOHAHA是通过交叉极化产生Hartmann-Hahn能量转移，从而观察较低旋磁比核一种方法。它是通过增加混合时间，使一个质子的磁化矢量将重新分布到同一偶合网络的所有质子，得到多次的接力信息。由于增加混合时间，灵敏度降低，为了解决这一问题，采用高分辨相敏方法，交叉峰和对角峰都是吸收型，特别适用于具有独立自旋体系的大分子，可进一步判断证实COSY中因信号严重重叠而造成的不确定结果。选择适当的参数可通过一次实验得到独立自旋体系所有质子相关信息。2d-HOHAHA的特点是：通过改变t1测定，将同核Hartmann-Hahn跃迁信号沿化学位移二维展开，并用一个脉冲序列测得多重接力COSY。在复杂偶合体系1H信号归属于解析中，而且在肽类，核苷，蛋白质等发挥巨大的作用。52二维核磁共振谱讲义质子质子a,b,candd构成构成自旋体系既一个偶合网络系统自旋体系既一个偶合网络系统,CH3CH2构成另外一个网络系统，这是两个独立的自旋体系构成另外一个网络系统，这是两个独立的自旋体系，COSYspectrum,CH2a与与CH2b.相关而在相关而在TOCSYspectrum,它不仅显示与质子它不仅显示与质子b相关，而且也与相关，而且也与itwouldalsoshowcorrelationsto两个（两个（CH2）candd.相关。相关。53二维核磁共振谱讲义TOCSYofcodeineCOSYTOCSY391012111816,13,14,13183,163,53,163,953-103,103,554二维核磁共振谱讲义 Table of TOCSY peaks:Table of TOCSY peaks:(indicates the more upfield of geminal CH2 protons)8-73-5,9,10,165-9,10,b11,169-10,16,OH,H2O10-16,OH,H2O11-16,18,1818-16,1816-1813-13,17,1713-17,1717-1755二维核磁共振谱讲义4.3异核化学位移相关谱-Heteronuclear Correlation of chemical shift所谓异核化学位移相关谱是两个不同核的所谓异核化学位移相关谱是两个不同核的频率通过标量偶合建立起来的相关谱频率通过标量偶合建立起来的相关谱.应应用最广泛的是用最广泛的是1H-13C COSY.1.1H-13C COSY.常规的常规的1H-13C COSY是指直接相连的是指直接相连的C-H之间的偶合相关（之间的偶合相关（1JCH）。）。56二维核磁共振谱讲义基本脉冲：该实验的关键是选择一个适合的混合期，以使该实验的关键是选择一个适合的混合期，以使13C核和氢核的信息充核和氢核的信息充分转移，即选择合适的分转移，即选择合适的12。57二维核磁共振谱讲义1H-13C-COSY谱图中F2为13C化学位移，F1为1H化学位移，没有对角峰，其交叉峰表明C-H偶合的信息。解析时，可以从一已知的氢核信号，根据相关关系，即可找到与之相连的13C信号，反之亦然。可以从谱图中得到1JC-H的结构信息。58二维核磁共振谱讲义13C-1HCOSY2-丁烯酸乙酯59二维核磁共振谱讲义ADCB60二维核磁共振谱讲义7.78.157.47.5111.6120.6122.612761二维核磁共振谱讲义62二维核磁共振谱讲义常规的1H-13C-COSY没有季碳和其它质子的相关峰。COLOC谱图类似于C-H-COSY,两个坐标（F1,F2)是化学位移，交叉峰也类似于C-H-COSY，只是出现了小偶合的相关峰。COLOC最大的缺点是相关峰中包含所有的1JCH信号。解析谱图时一定要对照C-H-COSY。确定1JCH,分辨出2JCH,3JCH.64二维核磁共振谱讲义7.78.157.47.5127122.6120.6111.6ADCB65二维核磁共振谱讲义7.78.157.47.57.78.157.47.5111.6120.6122.6127.07.7(d,1H,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)66二维核磁共振谱讲义根据DEPT实验结果169.2,166.3,164.5都都是季碳可以排出后四是季碳可以排出后四种可能。剩下下面四种可能。剩下下面四种种67二维核磁共振谱讲义由由C(121.9)与与H(6.61,2H,dd,J=2.4Hz),C(105.9)与与H(6.61,2H,dd,J=2.4Hz)为同碳氢，得为同碳氢，得知知C(121.9)与与C(105.9)为苯环上处于间位的两个叔碳，又因为此二碳都与酚羟基氢为苯环上处于间位的两个叔碳，又因为此二碳都与酚羟基氢H(10.57,1H,s,OH)相关，故酚羟基不可能处于相关，故酚羟基不可能处于5位或位或8位。这样，只可能为两种结构：位。这样，只可能为两种结构：2，5-二甲基二甲基-7-羟基色原酮或羟基色原酮或2，8-二甲基二甲基-6羟基色原酮。羟基色原酮。H:2.27(3H,s,2-CH3),2.65(3H,s,5-CH3),5.98(1H,d,J=0.6Hz,H-3),6.61(2H,m,H-6,8),10.57(1H,s,7-OH）C:169.2(C-2),116.1(C-3),183.7(C-4),146.9(C-5),121.9(C-6),166.3(C-7),105.9(C-8),164.5(C-9),119.6(C-10),24.7(2-CH3),27.8(5-CH3)68二维核磁共振谱讲义4。4多量子跃迁谱常见的核磁是选择m=1的单量子跃迁。在偶极相互作用及其影响下，自旋体系的能级不再由单一态波函数，而变成混合态，可能出现m=0，2，3。的跃迁，称之为多量子跃迁。多量子跃迁指的是不满足选择m=1跃迁。其中m表示体系的总磁量子数，它们按照m2称为n量子跃迁，而不问具体含几个跃迁。69二维核磁共振谱讲义产生的多量子跃迁不能直接观察到，要把它变回可观察的单量子跃迁才能进行检测，得到S(t1,t2)后经过傅立叶变换得到频率谱。常见的多量子跃迁谱有HMQC,HMBC.与1H-13CCOSY,COLOC谱相似，不同的是F1，F2坐标的数据相反，。由于多量子相干转移，使其灵敏度大大提高。对于测定时间相等的条件下所需的样品量为：INADEQUATE200mg(400mM)1H-13CCOSY510mg(20mM)COLOC510mg(20mM)HMQC1mg(5mM)HMBC23mg(7mM)因此这两种方法为分子量大的微量样品的测定提供了广阔的前景。70二维核磁共振谱讲义1。HMQC(1-bondCHcorrelation)1H检测的异核多量子相干谱HMQC是将1H信号的振幅及相位分别依13C化学位移及1H间的同核化学偶合信息调制，并通过直接检测调制后的1H信号，获得13C-1H化学位移相关数据。它所提供的信息及谱图与1H-13CCOSY完全相同。及图上的两个坐标分别是1H,13C化学位移，直接相连的13C与1H将在对应的13C化学位移与1H化学位移的交点处给出相关信号。不能得到季碳的结构信息。71二维核磁共振谱讲义HMQCofCodeine13CAssignment6.611386.512075.713335.312854.89194.266103.856123.359113.0&2.320182.640162.6&2.446132.443142.0&1.8361772二维核磁共振谱讲义HSQC-DEPT这个实验有一个变化，显示CH2与CH,CH3有不同的相位。CH2显示负的相位，在下图中用红色表示。在Codeine中的三个CH2很容易辨认。这种技术称之为HSQC-DEPTspectrum.73二维核磁共振谱讲义HSQC-DEPTofCodeine74二维核磁共振谱讲义HMBC(multiple-bondCHcorrelation)HMBC是一种测定远程1H-13C相关的十分灵敏的方法，它给出远程1H-13C相关信息。特别是适用于检测与甲基有远程偶合的碳（2JCH,3JCH).其基本原理是：通过1H检测异核多量子相干调制，选择性地增加某些碳信号的灵敏度，是孤立的自旋体系相关联，而组成一个整体分子。对于质子相隔两个，三个键（2JCH,3JCH）的碳，提供了有效的相关信息，抑制了直接偶合的1JCH信号强度是谱图简化。该法适用于具有众多甲基地天然产物，如三萜化合物，甾醇化合物的结构鉴定。HMBC可高灵敏度地检测13C-1H远程偶合（2JCH,3JCH），因此可得到有关季碳的结构信息及其被杂原子切断地1H偶合系统之间的结构信息。75二维核磁共振谱讲义76二维核磁共振谱讲义红线表示芳环H-8对C-1和C-6(三键偶合)和一个弱偶合C-2,（二键偶合.）。H-7,与C-2andC-4,（三键偶合）.77二维核磁共振谱讲义在此图中，显示的是脂肪氢与芳环碳的偶合相关。在左下角显示甲氧基与C-2的三键偶合。表明芳环碳上连接甲氧基。H-18两个质子与C-7和C-4相关（三键偶合），与C-6相关（两键偶合）。H-17toC-4.相关。78二维核磁共振谱讲义这是脂肪氢与脂肪碳的偶合相关H-11toC-14and/orC-15H-18toC-16,C-11H-13toC-17,C-14and/orC-15,C-11H-14toC-13andC-11H-18toC-11H-17toC14and/orC-15,C-1379二维核磁共振谱讲义H-11toC-14and/orC-15H-18toC-16,C-11H-13toC-17,C-14and/orC-15,C-11H-14toC-13andC-11H-18toC-11H-17toC14and/orC-15,C-1380二维核磁共振谱讲义