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TECHNICAL ARTICLESDEPT NMR(無(wú)畸變極化轉(zhuǎn)移13C-NMR)和APT NMR(附著質(zhì)子13C-NMR)都屬于13C-NMR實(shí)驗(yàn),都可以揭示分子中某個(gè)碳原子連接的質(zhì)子數(shù),因此,可以有效區(qū)分伯碳(甲基,-CH3基團(tuán))、仲碳(亞甲基,-CH2基團(tuán))、叔碳(次甲基,-CH基團(tuán))或季碳。對(duì)于復(fù)雜分子的NMR譜圖,選擇哪種方法主要取決于研究者想要獲得的信息。
DEPT NMR優(yōu)勢(shì)
DEPT是一種極化轉(zhuǎn)移實(shí)驗(yàn),弛豫時(shí)間由質(zhì)子而不是碳的T1控制。而質(zhì)子的T1弛豫時(shí)間通常比碳原子核的T1弛豫時(shí)間短很多,因此,DEPT NMR實(shí)驗(yàn)可以有效節(jié)省時(shí)間。
DEPT NMR有多種變體技術(shù):DEPT-45、DEPT-90 和 DEPT-135。運(yùn)行兩個(gè)或多個(gè)DEPT 實(shí)驗(yàn)可以比 APT 更有效地區(qū)分-CH 和-CH3。
DEPT NMR波譜解析
在NMR波譜儀上,可以使用單個(gè)命令 (DEPT) 采集并自動(dòng)處理三個(gè)波譜(DEPT-45、DEPT-90 和 DEPT-135)。圖 1顯示了美國(guó)Anasazi 科研用小型無(wú)液氦核磁共振波譜儀-NMR的標(biāo)準(zhǔn)DEPT序列的三個(gè)波譜。
1. DEPT-90中僅顯示CH峰。
– 如圖1 DEPT-90波譜中2、3、4均為CH峰。
2. DEPT-135中CH和CH3峰均指向上方,CH2峰指向下方。
– CH3會(huì)在DEPT-135中向上出現(xiàn),而不會(huì)在DEPT-90中向上出現(xiàn),這是辨別CH3 的一個(gè)方法,如DEPT-135波譜中的CH3 ( 8 ),– CH2峰在DEPT-135中均為倒峰( 6 和 7 )。
3. DEPT-45中CH,CH2以及CH3峰均指向上方
圖1. DEPT NMR波譜
DEPT NMR缺點(diǎn)
DEPT-135、DEPT-90 和 DEPT-45可以有效確定伯碳、仲碳和叔碳。但是DEPT 譜圖中不存在季碳的峰,這是 DEPT 序列的主要缺點(diǎn)。
APT NMR優(yōu)勢(shì)
APT的主要優(yōu)點(diǎn)是包含季碳峰(沒(méi)有直接連接質(zhì)子的碳原子核)。圖2為苯甲酸丙酯APT 實(shí)驗(yàn)的NMR波譜。在APT實(shí)驗(yàn)中,收集和處理數(shù)據(jù)所需的時(shí)間與運(yùn)行單個(gè)13C-NMR實(shí)驗(yàn)相同。APT實(shí)驗(yàn)的優(yōu)勢(shì)是可以獲得所有峰的化學(xué)位移信息以及附加質(zhì)子的多重性,這樣可以在實(shí)驗(yàn)室中節(jié)省大量時(shí)間。
APT NMR波譜解析
圖2是美國(guó)Anasazi 科研用小型無(wú)液氦核磁共振波譜儀-NMR上使用的標(biāo)準(zhǔn) APT 序列的結(jié)果,可以使用單個(gè)命令 (APT) 采集并自動(dòng)處理波譜。與 DEPT 實(shí)驗(yàn)類(lèi)似,CH (2、3 和 4 )和 CH3(8 )的峰朝上,而 CH2(6 和 7 )的峰朝下。此外,沒(méi)有直接連接質(zhì)子的C(1 和 5 )的峰也向下。
圖2. APT NMR波譜
APT NMR缺點(diǎn)
APT 實(shí)驗(yàn)的主要缺點(diǎn)與標(biāo)準(zhǔn)的13C-NMR譜圖的缺點(diǎn)類(lèi)似。由于質(zhì)子化碳的T1相對(duì)較短,而非質(zhì)子化碳需要 60-90 秒才能弛豫。因此,沒(méi)有直接連接質(zhì)子的碳(1 和 5)的峰總是較小。APT 實(shí)驗(yàn)不區(qū)分CH和CH3峰,但可以區(qū)分CH2峰。
如何選擇DEPT或APT?
DEPT 和 APT 都是結(jié)構(gòu)分析的有效方法。DEPT-45、DEPT-90 和 DEPT-135顯示伯碳、仲碳和叔碳,但不顯示季碳。APT 顯示伯碳、仲碳、叔碳和季碳,但不像 DEPT 那樣區(qū)分甲基碳和次甲基碳。
在實(shí)際實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,我們可以根據(jù)需要辨別的碳原子核,來(lái)確定使用DEPT或者APT技術(shù)。
本文中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)均來(lái)自于美國(guó)Anasazi研發(fā)的科研用小型無(wú)液氦核磁共振波譜儀-NMR。該設(shè)備采用臺(tái)式設(shè)計(jì),無(wú)需液氦,操作簡(jiǎn)單、維護(hù)成本低,一經(jīng)推出,便受到廣大科研用戶(hù)的關(guān)注,測(cè)得的數(shù)據(jù)已多次發(fā)表在著名化學(xué)類(lèi)期刊雜志上,如J Am Chem Soc; J Med Chem;Macromolecules等,并已得到全球800多家科研院校和機(jī)構(gòu)的信任和認(rèn)可。
圖3. 科研用小型無(wú)液氦核磁共振波譜儀-NMR
美國(guó)Anasazi的EFT-60/90系列核磁共振波譜儀優(yōu)勢(shì)如下:
A高性能 | B低成本 | ||
高穩(wěn)定性: | 國(guó)防工業(yè)級(jí)AlNiCo永磁體 磁場(chǎng)溫度穩(wěn)定性強(qiáng) | 低采購(gòu)成本: | 只有大核磁價(jià)格的1/3-1/2 |
高分辨率: | EFT-60 (60MHz)分辨率<0.5Hz 曾實(shí)測(cè)最佳值0.32Hz EFT-90 (90MHz)分辨率<0.5Hz 曾實(shí)測(cè)最佳值0.25Hz | 低維護(hù)成本: | 無(wú)需液氦,液氮 無(wú)需高昂維護(hù)成本 |
高靈敏度: (0.1% EB CDCl3) | EFT-60 (60MHz):≥30:1 EFT-90 (90MHz):≥70:1 | 長(zhǎng)使用壽命: | 20年前第一套安裝的設(shè)備 目前仍在正常使用 |
多功能性: | 1H/13C/7Li/19F/31P/29Si/23Na… 1H-1HCOSY,13C-1H HETCOR等 | 使用環(huán)境友好 | 任意樓層實(shí)驗(yàn)室 |
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