波谱分析：第4章碳核磁共振波谱和二维NMR谱(3)

1、4.4 二维核磁共振波谱第4章 碳核磁共振波谱和二维谱14.4 二维核磁共振波谱（ 2D-NMR ）1) 二维核磁共振波谱的特点 2D-NMR的最大特点是将化学位移、耦合常数等NMR参数以独立频率变量的函数S(1, 2)在两个频率轴构成的平面上展开，既减少了信号间的重叠，又可展示出自旋核间的相互作用，能提供更多的结构信息。4.4.1 二维核磁共振的一般概念2) 二维核磁共振的实验方法 各种脉冲序列的应用。23) 2D-NMR谱的表示方法堆积图绘制费时，少b) 等高线图应用广泛4) 2D-NMR的分类a) 2D-J分解谱（-J谱），把和J值在两个频率轴展开，包括同核J-分解谱和异核J-分解谱b)

2、 二维相关谱，包括同核（1H-1H）和异核（1H-13C）化学位移相关谱，在此基础上又发展了二维NOE谱、总相关谱等；应用最普遍。c) 二维双量子谱，通过双量子跃迁实验得到低丰度的碳相互连接的信息。34.4.2 二维J-分解谱1) 二维核磁共振波谱的特点a) 同核J-分解谱1）丙烯酸ABX系统同核2D-J分解谱(a) 堆积图41）丙烯酸ABX系统同核2D-J分解谱(b) 低位平切图51）丙烯酸ABX系统同核2D-J分解谱(c) 高位平切图62）二氮杂萘酮磺化产物的同核2D-J分解谱7b) 异核J-分解谱1）维生素H的共振谱(a)异核J-分解堆积图81）维生素H的共振谱(b) 门控去耦谱；(c)

3、 宽带去耦谱91）维生素H的共振谱(d) J-分解谱平切图102）二氮杂萘酮磺化产物的异核2D-J分解谱114.4.3 化学位移相关谱a) 同核化学位移相关谱（2D-H-COSY）实例（1）12实例（2） 2-氯丁烷的COSY谱13实例（3） 薄荷醇的COSY谱14b) 总相关谱（TOCSY）把COSY的作用延伸，从任何一氢的峰组可以找到与该氢核在同一耦合体系的所有氢核的相关峰。对于研究包含几个自旋耦合体系的化合物特别有用，因为TOCSY可把几个体系相互区别。TOCSY的外形与COSY相似，但交叉峰的数目大大增加。15c) 异核化学位移相关谱（2D-HETCOR / C-H COSY）（1）一

4、种生物碱C9H15NO3的C-H COSY。16HETCOR谱图实例（2）17d) 13C检测的异核远程化学位移相关谱（COLOC）在二维谱上得到通过n键耦合的交叉峰COLOC相关峰。COLOC谱中1JCH和远程耦合信息都显示出来，与相应的C-H COSY谱对照，除1JCH耦合外均为2JCH 、 3JCH耦合谱。香草醛的COLOC谱（圆圈内为1JCH耦合）18e) 1H检测的异核多（单）量子相关谱（HMQC/HSQC）与C-H COSY相应不是用13C检测，而是用1H检测C-H COSY谱充分利用1H较高的灵敏性，灵敏度高水平方向为1H的化学位移，垂直方向为13C的化学位移，垂直方向的分辨率较

5、低19Brucine的HSQC（高场部分）20f) 1H检测的异核多键化学位移相关谱（HMBC）与COLCO相应不是用13C检测，而是用1H检测C-H COSY谱一键相关性显示其大的1JCH值，给出两个交叉峰充分利用1H较高的灵敏性，样品量少，灵敏度高水平方向为1H的化学位移，垂直方向为13C的化学位移，垂直方向的分辨率较低分为两种，一种包括所有nJCH（n=1, 2, 3），另一种压制了1JCH信号，突显2JCH和3JCH信息。21奎尼丁的HMBC谱（折线部分表示1JCH，一键相关为较大值）222-芴甲醛的HMBC谱(不包括1JCH )23g) 二维核Overhauser效应谱（NOESY）

6、以二维谱的方式同时表示出所有核之间的NOE作用，就可以得到分子结构、构型和构象的信息。NOESY谱的两个频率轴都是H，对角线峰是一维谱，对角线两侧对称位置出现的交叉峰表示两个相关核自旋间存在NOE，指出这两个核的空间距离相近在0.5nm以内，距离越近，交叉峰强度越高。24抗生素Risto菌素A衍生物252f2e，6b 6c，6b z6，1f 1e，1f x1，2c 4b，2b z2，1b 3f，3b x3抗生素Risto菌素A衍生物的NOESY谱（CD3CN/D2O）264.4.4 二维C-C化学位移相关谱（2D-INADEQUATE）用检测C-C间耦合分裂的谱线信息，确定分子中C-C连接的实验方法一种为横坐标为C，纵坐标为二旋系统化学位移之和A+B(DQ)；还有一种横坐标和纵坐标都是C。（上）三个碳原子分子的相关图；（右）薄荷醇的2D-INADEQUATE谱27（上）四个碳原子分子的相关图；（右）1-异松蒎氧基-2-甲基-1, 3-丁二烯饱和烃基部分的2D-INADEQUATE谱28-VE 的 2D-INADEQUATE谱29甾族C30H54碳骨架结构304.4.5 2D NMR实例3