第四章二維核磁共振譜

1、二維核磁共振譜Two dimension nuclear magnetic resonance, 2DNMR2DNMR1971年Jeener 首先提出 2DNMR 思想: 具有兩個時間變量的nmr1976年 Ernst小組成功實現了2DNMR實驗后，確定了二維核磁共振的理論基礎20世紀80年代：2DNMR加速發(fā)展用途： 解析復雜有機分子最有力的工具；溶液中分子的三維空間結構的測定；分子動態(tài)過程的研究：多維NMR技術：研究生物大分子（蛋白質、核酸等）最有效的方法2二維譜實驗A.原則上二維譜可以用概念上不同的三種實原則上二維譜可以用概念上不同的三種實驗獲得驗獲得,(如圖如圖4.1),(1).頻率域

2、實驗頻率域實驗(frequency- frequency) (2).混合時域混合時域(frequency-time)實驗實驗(3). 時域時域(time-time)實驗實驗.它是獲得二維它是獲得二維譜的主要方法譜的主要方法,以兩個獨立的時間變量進行一以兩個獨立的時間變量進行一系列實驗系列實驗,得到得到S(t1,t2),經過兩次傅立葉變換經過兩次傅立葉變換得到二維譜得到二維譜S(1,2).通常所指的通常所指的2D-NMR均均是時間域二維實驗是時間域二維實驗 圖圖4.1 2D-NMR 4.1 2D-NMR 三種獲得方式三種獲得方式B) 二維核磁共振時間分割二維譜實驗中，為確定所需的兩個獨立的時間變

3、量，要用特二維譜實驗中，為確定所需的兩個獨立的時間變量，要用特種技術時間分割。即把整個時間按其物理意義分割成四個種技術時間分割。即把整個時間按其物理意義分割成四個區(qū)間。（如圖所示）區(qū)間。（如圖所示） （1）預備期：預備期在時間軸上通常是一個較長的時期，）預備期：預備期在時間軸上通常是一個較長的時期，使核自旋體系回復對平衡狀態(tài)，在預備期末加一個或多個射使核自旋體系回復對平衡狀態(tài)，在預備期末加一個或多個射頻脈沖，以產生所需要的單量子或多量子相干。頻脈沖，以產生所需要的單量子或多量子相干。（2）發(fā)展期：在）發(fā)展期：在t1開始時由一個脈沖或幾個脈沖使體系激開始時由一個脈沖或幾個脈沖使體系激發(fā)，此時間系

4、控制磁化強度運動，并根據各種不同的化學環(huán)發(fā)，此時間系控制磁化強度運動，并根據各種不同的化學環(huán)境的不同進動頻率對它們的橫向磁化矢量作出標識。境的不同進動頻率對它們的橫向磁化矢量作出標識。（3）混合期：在此期間通過相干或極化的傳遞，建立檢測）混合期：在此期間通過相干或極化的傳遞，建立檢測條件。條件。 4）檢測期：在此期間檢測作為）檢測期：在此期間檢測作為t2函數的各種橫向矢量的函數的各種橫向矢量的FID的變化以及它的初始相及幅度受到的變化以及它的初始相及幅度受到t1函數的調制。函數的調制。 與與t2軸對應的軸對應的2（軸），通常是頻率軸，與軸），通常是頻率軸，與t1軸對應的軸對應的1是什么，取決于

5、在發(fā)展是何種過程。是什么，取決于在發(fā)展是何種過程。 相干(ccherence):是描述自旋體系狀態(tài)的波函數之間關系的一種物理量。，它通常沒有簡單的模型，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)之間關系)它可以通過射頻脈沖的作用傳遞。C .實驗過程：用固定時間增量t1依次遞增t1進行系列實驗，反復疊加，因t2時間檢測的信號S(t2)的振幅或相位受到s(t1)的調制，則接收的信號不僅與t2有關，還與t1有關，每改變一個t1，記錄S(t2),因此得到分別以時間變量t1,t2為行列排列數據矩陣，即在檢測期獲得一組FID信號，組成二維時間信號S(t1,t2)。因t1,t2

6、是兩個獨立時間變量，可以分別對它們進行傅立葉變換，一次對t2,一次對t1,兩次傅立葉變換的結果，可以得到兩個頻率變量函數S(1,2)。如圖3二維譜的表達方式二維譜的表達方式 （1）堆積圖）堆積圖(stacked plot).堆積圖的優(yōu)點是直觀堆積圖的優(yōu)點是直觀,具有立體感具有立體感.缺點是難缺點是難以確定吸收峰的頻率。大峰后面可能隱藏以確定吸收峰的頻率。大峰后面可能隱藏小峰，而且耗時較長。小峰，而且耗時較長。(2)等高線（等高線（Contour plot） 等高線圖類似于等高線地圖，這種圖的優(yōu)點等高線圖類似于等高線地圖，這種圖的優(yōu)點是容易獲得頻率定量數據，作圖快。缺點是容易獲得頻率定量數據，作

7、圖快。缺點是低強度的峰可能漏畫。目前化學位移相是低強度的峰可能漏畫。目前化學位移相關譜廣泛采用等高線。關譜廣泛采用等高線。圖圖4.3 4.3 堆積圖堆積圖 等高線等高線4二維譜峰的命名二維譜峰的命名（1）交叉峰（）交叉峰（cross peak）:出現在出現在12處，（即非對角線上）。從峰的位處，（即非對角線上）。從峰的位置關系可以判斷哪些峰之間有偶合關系，置關系可以判斷哪些峰之間有偶合關系，從而得到哪些核之間有偶合關系，交叉峰從而得到哪些核之間有偶合關系，交叉峰是二維譜中最有用的部分。是二維譜中最有用的部分。（2）對角峰（）對角峰（Auto peak）:位于對角線位于對角線（12）上的峰，稱為

8、對角峰。對角峰）上的峰，稱為對角峰。對角峰在在F1和和F2軸的投影。軸的投影。5二維譜的分類二維譜的分類二維譜可分為三類：二維譜可分為三類：1）J 分辨譜（分辨譜（ J resolved spectroscopy ）J 分辨譜亦稱分辨譜亦稱J譜或者譜或者J譜。它把化學位移和自旋偶合的譜。它把化學位移和自旋偶合的作用分辨開來，包括異核和同核作用分辨開來，包括異核和同核J譜。譜。2）化學位移相關譜）化學位移相關譜(chemical shift correlation spectroscopy)化學位移相關譜也稱化學位移相關譜也稱譜，是二維譜的核心，通常所指譜，是二維譜的核心，通常所指的二維譜就是化

9、學位移相關譜。包括同核化學位移相關譜，的二維譜就是化學位移相關譜。包括同核化學位移相關譜，異核化學位移相關譜，異核化學位移相關譜，NOESY和化學交換。和化學交換。3）多量子譜（）多量子譜（multiple quantum spectroscopy）用脈沖）用脈沖序列可以檢測出多量子躍遷，得到多量子二維譜序列可以檢測出多量子躍遷，得到多量子二維譜 。42 化學位移相關譜（化學位移相關譜（Correlated Spectroscopy ,COSY） 二維化學位移相關譜包括同核化學位移相關譜（同核化學位移相關譜（Homonuclear correlation）1）通過化學鍵：）通過化學鍵：COSY

10、, TOCSY, 2D-INADEQUATE。2）通過空間：）通過空間：NOESY, ROESY。異核化學位移相關譜（異核化學位移相關譜（Heteronuclear correlation）強調大的偶合常數：強調大的偶合常數：1H-13C COSY強調小的偶合常數，壓制大的偶合常數：強調小的偶合常數，壓制大的偶合常數：COLOC(遠程遠程1H-13C COSY) 4.2.1同核化學位移相關譜同核化學位移相關譜一。一。COSY(Correlated spectroscopy) 所謂的所謂的COSY系指同一自旋體系里質子之系指同一自旋體系里質子之間的偶合相關。間的偶合相關。1H-1H-COSY可以

11、可以1H-1H之之間通過成鍵作用的相關信息，類似于一維間通過成鍵作用的相關信息，類似于一維譜同核去偶，可提供全部譜同核去偶，可提供全部1H-1H之間的關聯。之間的關聯。因此因此1H-1H-COSY是歸屬譜線，推導結構及是歸屬譜線，推導結構及確定結構的有力工具。確定結構的有力工具。1。COSY90。的基本脈沖序列包括兩個基本脈的基本脈沖序列包括兩個基本脈沖在此脈沖作用下，根據發(fā)展期沖在此脈沖作用下，根據發(fā)展期t1的不同，自旋的不同，自旋體系的各個不同的躍遷之間產生磁化傳遞，通過體系的各個不同的躍遷之間產生磁化傳遞，通過同核偶合建立同種核共振頻率間連接圖。此圖的同核偶合建立同種核共振頻率間連接圖。

12、此圖的二個軸都是二個軸都是1H的的在在12的對角線上可以找的對角線上可以找出一維出一維1H譜相對應譜峰信號。通過交叉峰分別作譜相對應譜峰信號。通過交叉峰分別作垂線及水平線與對角線相交，即可以找到相應偶垂線及水平線與對角線相交，即可以找到相應偶合的氫核。因此從一張同核位移相關譜可找出所合的氫核。因此從一張同核位移相關譜可找出所有偶合體系，即等于一整套雙照射實驗的譜圖有偶合體系，即等于一整套雙照射實驗的譜圖 。 COSY of 2COSY of 2丁烯酸乙酯丁烯酸乙酯OOBA2。COSY-45 。基本脈沖：90 。 t1-45 。 -ACQ.在COSY-90的基礎上，將第二脈沖改變成45 。許多的

13、天然產物的直接連接躍遷譜峰在對角許多的天然產物的直接連接躍遷譜峰在對角線附近，導致譜線相互重疊，不易解析。采線附近，導致譜線相互重疊，不易解析。采用用COSY-45 。由于大大限制了多重峰內間接由于大大限制了多重峰內間接躍遷，重點反映多重峰間的直接躍遷，減少躍遷，重點反映多重峰間的直接躍遷，減少了平行躍遷間的磁化轉移強度，即消除了對了平行躍遷間的磁化轉移強度，即消除了對角線附近的交叉峰，使對角線附近清晰。角線附近的交叉峰，使對角線附近清晰。3.相敏相敏COSY譜譜COSY譜，由于譜線信號色散分量作用，相鄰的峰譜，由于譜線信號色散分量作用，相鄰的峰容易相互部分重疊，交叉峰的精細結構看不清楚，容易

14、相互部分重疊，交叉峰的精細結構看不清楚，不便讀出偶合常數。不便讀出偶合常數。相敏相敏COSY譜的相位很復雜，相位調節(jié)的質量直接譜的相位很復雜，相位調節(jié)的質量直接影響偶合常數的檢測即信號靈敏度。在影響偶合常數的檢測即信號靈敏度。在COSY譜中譜中對角線與交叉峰相位總是相差對角線與交叉峰相位總是相差90。相敏。相敏COSY譜譜中，磁化轉移地結果產生一對交叉峰相位相差中，磁化轉移地結果產生一對交叉峰相位相差180。以以AX體系為例。其交叉峰為純吸收線形，對角線為體系為例。其交叉峰為純吸收線形，對角線為色散型。譜圖黃色圓圈為正峰，紅色為負峰。色散型。譜圖黃色圓圈為正峰，紅色為負峰。譜圖正負峰以不同的顏

15、色表示（下圖藍色圓圈為正譜圖正負峰以不同的顏色表示（下圖藍色圓圈為正峰，紅色為負峰）。也可以用實心表示正峰，空心峰，紅色為負峰）。也可以用實心表示正峰，空心表示負峰。表示負峰。其交叉峰為純吸收線形，對角線為色散型其交叉峰為純吸收線形，對角線為色散型從相敏從相敏COSY可以直接讀出可以直接讀出J值。這里需要辨認主動值。這里需要辨認主動偶合和被動偶合。所謂的主動偶合就是相關交叉峰偶合和被動偶合。所謂的主動偶合就是相關交叉峰直接的偶合。其余為被動偶合。主動偶合的每一對直接的偶合。其余為被動偶合。主動偶合的每一對峰總是一正一負。被動偶合的交叉峰是相位相同峰總是一正一負。被動偶合的交叉峰是相位相同（同為

16、正或同為負）（同為正或同為負）AMX與與COSY有關的實驗自旋回波有關的實驗自旋回波COSY(SECSY),雙量子相干譜（雙量子相干譜（DQC-COSY）,同核接力相干譜（同核接力相干譜（RCT）.有興趣的有興趣的同學，可以閱讀有關的書籍。同學，可以閱讀有關的書籍。二二.天然豐度的雙量子天然豐度的雙量子13C譜譜 INDEQUATE (13C-13C-COSY)這是二維碳骨架直接測定法，是確定碳原子連接順序的實驗，一種雙量子相干技術。是一種13C-13C化學位移相關譜。在質子去偶的13C譜中，除了13C信號外，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構和

17、構型的信息。由于碳是組成分子骨架，它更能直接反映化學鍵的特征與取代情況。 但是由于但是由于13C天然豐度僅僅為天然豐度僅僅為1.1%，出現，出現13C-13C偶合的幾率為偶合的幾率為0。01，13C-13C偶合引起的衛(wèi)線偶合引起的衛(wèi)線通常離通常離13C強峰只有強峰只有20Hz左右，其強度又僅僅是左右，其強度又僅僅是13C強峰的強峰的1/200，這種弱峰往往出現在強，這種弱峰往往出現在強13C峰峰的腋部，加上旋轉邊帶，質子去偶不完全，微的腋部，加上旋轉邊帶，質子去偶不完全，微量雜質的影響等因素，使量雜質的影響等因素，使1JC-C測試非常困難。測試非常困難。利用雙量子躍遷的相位特性可以壓住強線，突

18、利用雙量子躍遷的相位特性可以壓住強線，突出衛(wèi)線求出出衛(wèi)線求出JC-C,并根據并根據Jc-c確定其相鄰的碳。確定其相鄰的碳。一個碳原子最多可以有四個碳與之相連，利用一個碳原子最多可以有四個碳與之相連，利用雙量子躍遷二維技術測量偶合碳的雙量子躍遷雙量子躍遷二維技術測量偶合碳的雙量子躍遷的頻率。的頻率。13C-13C同核偶合構成二核體系同核偶合構成二核體系（AX,AB）兩個偶合的）兩個偶合的13C核能產生雙量子躍遷，核能產生雙量子躍遷，孤立的碳則不能。孤立的碳則不能。abcdefkabafibchfhfecdciedmhkhmabfOHHCdiehmkOH它只有一個雙量子躍遷，其頻率正比于兩個偶它只

19、有一個雙量子躍遷，其頻率正比于兩個偶合的合的13C核的化學位移之和的平均值。所以如果核的化學位移之和的平均值。所以如果兩個碳具有相同的雙量子躍遷頻率，即可以判兩個碳具有相同的雙量子躍遷頻率，即可以判斷，它們是相鄰。斷，它們是相鄰。在在INADEQUATE譜圖中譜圖中F1與與F2分別代表雙量子分別代表雙量子躍遷頻率和躍遷頻率和13C的衛(wèi)線，依次代表雙量子和單量的衛(wèi)線，依次代表雙量子和單量子躍遷頻率。譜圖中一個軸是子躍遷頻率。譜圖中一個軸是13C的化學位移，的化學位移，一個為雙量子躍遷頻率，其頻率正比于兩個偶一個為雙量子躍遷頻率，其頻率正比于兩個偶合的合的13C核的化學位移之和的平均值。因此譜圖核

20、的化學位移之和的平均值。因此譜圖中中F1=2F2的斜線兩側對稱分布著兩個相連的的斜線兩側對稱分布著兩個相連的13C原子信號，表示碳偶合對的單量子平均頻率與原子信號，表示碳偶合對的單量子平均頻率與雙量子頻率間的關系，水平連線表明一對偶合雙量子頻率間的關系，水平連線表明一對偶合碳具有相同的雙量子躍遷頻率，可以判斷它們碳具有相同的雙量子躍遷頻率，可以判斷它們是直接相連的碳。依此類推可以找出化合物中是直接相連的碳。依此類推可以找出化合物中所有所有13C原子連接順序。原子連接順序。18 - 11 - 16 - 15 - 17 - 13.三。三。NOESYNOESY（Nuclear Overhauser

21、Effect Spectroscopy)Nuclear Overhauser Effect Spectroscopy)o核間磁化傳遞是通過非相干作用傳遞，這種傳遞是靠交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交換來進行。即樣品間偶極偶極傳遞的。叉馳豫和化學交換來進行。即樣品間偶極偶極傳遞的。它的基本脈沖是：它的基本脈沖是：o/2-t1-/2-tm-/2-ACQNOESY的基本序列在的基本序列在COSY序列的基礎上，加一個固序列的基礎上，加一個固定延遲和第三脈沖，以檢測定延遲和第三脈沖，以檢測NOE和化學交換的信息?；旌突瘜W交換的信息。混合時間合時間tm是是NOESY實驗的關

22、鍵參數，實驗的關鍵參數，tm的選擇對檢的選擇對檢測化學交換或測化學交換或NOESY效果有很大影響。選擇合適的效果有很大影響。選擇合適的tm,可在最后一個脈沖，產生最大的交換，或建立最大的可在最后一個脈沖，產生最大的交換，或建立最大的NOE.NOESY的譜圖特征類似于的譜圖特征類似于COSY譜，一維譜中出現出譜，一維譜中出現出現現NOE的兩個核在二維譜顯示交叉峰。的兩個核在二維譜顯示交叉峰。NOESY可以在可以在一張譜圖上描繪出分子之間的空間關系。一張譜圖上描繪出分子之間的空間關系。COSY OF PBFNOESY of PBFCOSYCodeine的的NOESY6,7359101211Code

23、ine在高場放大的在高場放大的NOESY1313181816171711148 - 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 - 17Table of NOEs 相敏相敏NOESY與與COSY類似，類似，NOESY也適用于相敏也適用于相敏形式。在這種相敏譜上，分辨率高，容形式。在這種相敏譜上，分辨率高，容易辨認信號峰，而且譜線比非相敏形式易辨認信號峰，而且譜線比非相敏形式的譜線狹窄

24、，從而限制了假峰的產生，的譜線狹窄，從而限制了假峰的產生，有效增加了靈敏度。有效增加了靈敏度。NONOphase-sensitive NOESY of strychnine.四。TOCSY TOCSY脈沖序列：是一種旋轉坐標系實驗（自旋鎖定實驗），自旋鎖定是把是一種旋轉坐標系實驗（自旋鎖定實驗），自旋鎖定是把COSY序列中的第二脈沖以及序列中的第二脈沖以及NOESY序列中最后兩個脈沖序列中最后兩個脈沖（包括混合時間），用一個長射頻脈沖取代，把自旋沿著旋轉（包括混合時間），用一個長射頻脈沖取代，把自旋沿著旋轉坐標系的一個鎖定，在這種情況下不存在化學位移差，通過發(fā)坐標系的一個鎖定，在這種情況下不存

25、在化學位移差，通過發(fā)生標量偶合的磁化轉移，導致了全部相關。生標量偶合的磁化轉移，導致了全部相關。TOCSY也有稱之為也有稱之為HOHAHA.可以提供自旋系統(tǒng)中偶合關聯信息。可以提供自旋系統(tǒng)中偶合關聯信息。HOHAHA是通過交叉極化產生Hartmann-Hahn能量轉移，從而觀察較低旋磁比核一種方法。它是通過增加混合時間，使一個質子的磁化矢量將重新分布到同一偶合網絡的所有質子，得到多次的接力信息。由于增加混合時間，靈敏度降低，為了解決這一問題，采用高分辨相敏方法，交叉峰和對角峰都是吸收型，特別適用于具有獨立自旋體系的大分子，可進一步判斷證實COSY中因信號嚴重重疊而造成的不確定結果。選擇適當的參

26、數可通過一次實驗得到獨立自旋體系所有質子相關信息。2d-HOHAHA的特點是：通過改變t1測定，將同核Hartmann-Hahn躍遷信號沿化學位移二維展開，并用一個脈沖序列測得多重接力COSY。在復雜偶合體系1H信號歸屬于解析中，而且在肽類，核苷，蛋白質等發(fā)揮巨大的作用。質子質子 a, b, c and d 構成構成 自旋體系既一個偶合網絡系統(tǒng)自旋體系既一個偶合網絡系統(tǒng), CH3CH2構成另外一個網絡系統(tǒng)，這是兩個獨立的自旋體系構成另外一個網絡系統(tǒng)，這是兩個獨立的自旋體系 ， COSY spectrum, CH2 a與與 CH2 b.相關而在相關而在 TOCSY spectrum,它不僅顯示與

27、質子它不僅顯示與質子b相關，而且也與相關，而且也與 it would also show correlations to 兩個（兩個（CH2） c and d.相關。相關。 TOCSY of codeineCOSYTOCSY391012111816,13,14,13183,163,53,163,953-103,103,5 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 - 1

28、0, 16, OH, H2O10 - 16, OH, H2O11 - 16, 18, 1818 - 16, 1816 - 1813 - 13, 17, 1713 - 17, 1717 - 17ROESY(CAMELSPIN)若采用一個弱自旋鎖場，則在旋轉坐標體系中產生交叉馳豫NOE,得到ROESY譜（Rotating NOE),即旋轉坐標系中的NOE增強譜。又稱之CAMELSPIN譜。它類似于NOESY，能提供空間距離相近的核的相關信息。它的基本序列與TOCSY相似，但采用低功率自旋鎖場，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-ACQROESY 與NO

29、ESY區(qū)別：NOESY在分子量大和小的分子體系中，靈敏度很高。小分子的快速運動，產生NOE,大分子的或降溫產生負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。由于ROESY是低的功率實驗，可以檢測到小的相互作用。4.3異核化學位移相關譜-Heteronuclear Correlation of chemical shift所謂異核化學位移相關譜是兩個不同核的頻所謂異核化學位移相關譜是兩個不同核的頻率通過標量偶合建立起來的相關譜率通過標量偶合建立起來的相關譜.應用最應用最廣泛的是廣泛的是1H-13C COSY. 1.1H-1

30、3C COSY.常規(guī)的常規(guī)的1H-13C COSY是指直接相連的是指直接相連的C-H之之間的偶合相關（間的偶合相關（1JCH）。）?；久}沖：該實驗的關鍵是選擇一個適合的混合期，以使該實驗的關鍵是選擇一個適合的混合期，以使13C核和氫核的信息充核和氫核的信息充分轉移，即選擇合適的分轉移，即選擇合適的12。1H-13C-COSY譜圖中F2為13C化學位移，F1為1H化學位移，沒有對角峰，其交叉峰表明C-H偶合的信息。解析時，可以從一已知的氫核信號，根據相關關系，即可找到與之相連的13C信號，反之亦然?？梢詮淖V圖中得到1JC-H的結構信息。13C-1H COSY2-丁烯酸乙酯OOBAADCB7.7

31、8.157.47.5111.6120.6122.61272.COLOC(Correlation Spectroscopy via long range coupling)和和1H-13C-COSY序列基本一樣，只是在序列基本一樣，只是在COLOC譜中的譜中的1，2對應于遠程對應于遠程C-H偶合常數偶合常數nJ(2JCH,3JCH),而不是而不是1JCH.得到一鍵以上得到一鍵以上的的CH偶合相關信息，建立偶合相關信息，建立C-C之間的關聯，可以躍過之間的關聯，可以躍過N,O等其它官等其它官能團。成為推導結構歸屬信號，解決由于屏蔽效應難以解決的季碳能團。成為推導結構歸屬信號，解決由于屏蔽效應難以解

32、決的季碳歸屬的有力工具。由于該方法能夠將季碳和相鄰碳的質子相關，對歸屬的有力工具。由于該方法能夠將季碳和相鄰碳的質子相關，對于確定于確定C-C連接非常有效。連接非常有效。常規(guī)的1H-13C-COSY沒有季碳和其它質子的相關峰。COLOC 譜圖類似于C-H-COSY,兩個坐標（F1,F2)是化學位移，交叉峰也類似于C-H-COSY，只是出現了小偶合的相關峰。COLOC最大的缺點是相關峰中包含所有的1JCH信號。解析譜圖時一定要對照C-H-COSY。確定1JCH,分辨出2JCH,3JCH.7.78.157.47.5127122.6120.6111.6ADCB7.78.157.47.57.78.15

33、7.47.5111.6120.6122.6127.0O1234567.7(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)4。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，自旋體系的能級不再由單一態(tài)波函數，而變成混合態(tài)，可能出現m=0，2，3。的躍遷，稱之為多量子躍遷。多量子躍遷指的是不

34、滿足選擇m = 1躍遷。其中m表示體系的總磁量子數，它們按照m 2, 3。稱為n量子躍遷，而不問具體含幾個躍遷。產生的多量子躍遷不能直接觀察到，要把它變回可觀察的單量子躍遷才能進行檢測，得到S(t1,t2)后經過傅立葉變換得到頻率譜。常見的多量子躍遷譜有HMQC,HMBC.與1H-13CCOSY,COLOC譜相似。由于多量子相干轉移，使其靈敏度大大提高。對于測定時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)因此這兩種方法為分子量大

35、的微量樣品的測定提供了廣闊的前景。1。HMQC (1-bond CH correlation)1H檢測的異核多量子相干譜HMQC是將1H信號的振幅及相位分別依13C化學位移及1H間的同核化學偶合信息調制，并通過直接檢測調制后的1H信號，獲得13C-1H化學位移相關數據。它所提供的信息及譜圖與1H-13CCOSY完全相同。及圖上的兩個坐標分別是1H,13C化學位移，直接相連的13C與1H將在對應的13C化學位移與1H化學位移的交點處給出相關信號。不能得到季碳的結構信息。HMQC of Codeine13CAssignment6.611386.512075.713335.312854.89194.

36、266103.856123.359113.0 & 2.320182.640162.6 & 2.446132.443142.0 & 1.83617HSQC-DEPT這個實驗有一個變化，顯示CH2與CH,CH3有不同的相位。CH2顯示負的相位，在下圖中用紅色表示。在Codeine中的三個CH2很容易辨認。這種技術稱之為HSQC-DEPT spectrum. HSQC-DEPT of CodeineHMBC (multiple-bond CH correlation) HMBC是一種測定遠程1H-13C相關的十分靈敏的方法，它給出遠程1H-13C相關信息。特別是適用于檢測與甲基有遠程偶合的碳（2JC

37、H,3JCH).其基本原理是：通過1H檢測異核多量子相干調制，選擇性地增加某些碳信號的靈敏度，是孤立的自旋體系相關聯，而組成一個整體分子。對于質子相隔兩個，三個鍵（ 2JCH,3JCH）的碳，提供了有效的相關信息，抑制了直接偶合的1JCH信號強度是譜圖簡化。該法適用于具有眾多甲基地天然產物，如三萜化合物，甾醇化合物的結構鑒定。HMBC可高靈敏度地檢測13C-1H遠程偶合（ 2JCH,3JCH），因此可得到有關季碳的結構信息及其被雜原子切斷地1H偶合系統(tǒng)之間的結構信息。紅線表示芳環(huán) H-8 對 C-1 和C-6 (三鍵 偶合) 和一個弱偶合 C-2, （二鍵偶合.）。H-7, 與C-2 and

38、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。在左下角顯示甲氧基與C-2的三鍵偶合。表明芳環(huán)碳上連接甲氧基。H-18兩個質子與C-7和C-4相關（三鍵偶合），與C-6相關（兩鍵偶合）。H-17 to C-4.相關。 這是脂肪氫與脂肪碳的偶合相關 H-11 to C-14 and/or C-15H-18 to C-16, C-11H-13 to C-17, C-14 and/or C-15, C-11H-14 to C-13 and C-11H-18 to C-11H-17 to C14 and/or C-15, C-13H-11 to C-14 and/or C-15H-

39、18 to C-16, C-11H-13 to C-17, C-14 and/or C-15, C-11H-14 to C-13 and C-11H-18 to C-11H-17 to C14 and/or C-15, C-13) 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-OH10.57169.2(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) DEPT解析解析1 1。不飽和度。不飽和度11115 51 17 7，4 4對對sp2sp2雜化碳，一個酮羰基，有兩個環(huán)結構。雜化碳，一個酮羰基，有兩個環(huán)結構。2 2。分子的對稱性從。分子的對稱性從13CNMR13CNMR譜圖看有譜圖看有1111個信號，表明分子沒有對稱性。個信號，表明分子沒有對稱性。3 3。根據。根據DEPTDEPT確定化合物的碳的原子級數確定化合物的碳的原子級數有二個甲基有二個甲基 C C24.7,27.8.24.7,27.8.三個三個sp2sp2雜化烯雜化烯CHCH碳（碳（1