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核磁共振活泼氢处理妙招

嘉峪检测网        2023-06-09 08:51

活泼氢很容易在NMR过程中发生位置干扰,这会导致我们无法准确地测量出样品的结构和成分。另外,这些活泼氢还很不稳定,在不同的条件下,它们很容易出现不同的化学位移,这会进一步加大我们的实验难度。本文带你深度了解活泼氢,并介绍活泼氢处理方法解决干扰等问题。
 
1、案例:定量核磁活泼氢干扰
 
背景:小试阶段测试阶段开发以及检测一个含活泼氢化合物未出现异常,小试阶段活泼氢离选定计算的峰很远无干扰。到生产阶段发现活泼氢已经开始干扰选定峰的计算,这个会影响测定结果。
 
 

 
解决方法一:向样品中滴加1-2滴D2O抑制活泼氢,但样品在D2O中不溶,该方法有风险。
 
 
解决方法二:使用MeOD作为稀释剂,将活泼氢氘代掉,使其不出峰,问题解决。
 
 
 
2、思考:活泼氢受哪些因素影响
 
小试正常,车间放行有干扰,原因为样品酸碱性不同,导致活泼氢出峰不一致
 
思考:试样pH不同,活泼氢会有怎样变化?
 
补充实验:该车间样品接近中性,于是我们加酸调节pH至1-3左右,加碱调节pH至8-10左右,看看不同pH下活泼氢会有什么不一样的变化。
 
 
Ø结论:随着pH减小,活泼氢往低场移动,pH增加则相反
 
Ø注意事项:上述两种方法外,也可调节pH改变活泼氢位置,进行检测,需保证待测物与酸碱不反应
 
3、活泼氢:认识NMR中的活泼氢
 
活泼氢是指有一定酸性,容易离去或容易发生交换的氢,一般在其周围有强吸电子基团。
 
常见活泼氢一种是直接与杂原子相连,如 OH、NH、SH等基团上的氢原子;一种是羰基或硝基等基团的α-氢。
 
 
4、化学位移:影响活泼氢化学位移的因素
 
影响活泼氢化学位移的因素如下:
 
 
5、峰形:影响活泼氢峰形的因素
 
影响活泼氢峰形的因素如下:
 
Ø活泼氢峰形与其交换速度有关:交换速度快,活泼氢为比较尖锐的单峰;交换速度慢则谱峰会被拉宽
 
Ø交换速度与分子结构和测试条件如温度、样品浓度、溶剂等有关。活泼氢在样品或溶剂之间形成分子间氢键会限制其交换,有时分子内氢键会使峰形尖锐
 
Ø常温下,活泼氢一般交换速度为 OH>NH>SH,OH峰形一般比较尖锐;NH峰形有尖有钝,或难以看到明显的峰形;SH峰形一般会较宽或产生裂分
 
Ø活泼氢与水之间也会有交换
 
总结:实战经验分享
 
1.想看活泼氢一定选择氘代氯仿或DMSO-d6做溶剂。
 
2.在DMSO-d6中活泼氢的出峰位置要比CDCl3中偏低场些。
 
3.抑制活泼氢,可通过重水交换,加入1-2滴重水,置换活泼氢。大多数情况下重水交换速度很快,为保障交换完全,建议振摇半分钟以上,尤其是对交换速度较慢的酰胺以及硫醇等的活泼氢,振摇时间需更长;或使用MeOD做溶剂溶解样品。
 
4.若用DMSO-d6+D2O做溶剂,一般两者比例为5:1,可适当调整,保证混合样品完全溶解。
 
5.QNMR建议在开发方法时,屏蔽掉活泼氢,避免因小试车间样品一些差异,导致活泼氢干扰。
 
6.或调节pH,尤其当样品活泼氢有干扰,又无法用以上方案解决时,可考虑加酸加碱,调节pH,改变活泼氢位置进行检测,但需保证酸碱不会影响待测物的稳定性,不会发生反应。
 
 

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来源:研发分析之路