一种测量特定氢核氢-氢耦合常数的核磁共振多维谱方法与流程

本发明涉及核磁共振多维谱方法，尤其涉及一种可准确测量分子中特定氢核的氢-氢j耦合常数的核磁共振多维谱的方法。

背景技术：

自旋核和自旋核之间的相互作用是核磁共振谱图中的一个主要信息，其反映着有机结构的信息，特别是立体结构化学的信息。其中，氢-氢间的三键j耦合，因为其耦合常数与由三键所形成的二面角有关，所以被广泛用于分子构象的研究。但是，氢-氢之间的耦合常数往往比较难于从简单的一维氢谱中测量出来，因为狭窄的化学位移分布、复杂的裂峰模式以及较大的谱峰线宽经常让j耦合无法被分辨出来。denismerlet提出一种基于zs模块的g-serf方法(giraud,n.,l.beguin,j.courtieu,andd.merlet.2010.nuclearmagneticresonanceusingaspatialfrequencyencoding:applicationtoj-editedspectroscopyalongthesample.angewchemintedengl49(20):3481-3484.)，这种方法可用于解析某个感兴趣氢原子的j耦合网络，并测量与该氢原子相关的所有j耦合常数，从而极大的方便了氢-氢j耦合常数的测量。但是，这种方法是基于zs去耦模块的，所以信号的强度受到选择性脉冲的带宽影响。从而得到的谱图往往信号强度极弱，导致谱图分辨率低，影响j耦合常数的测量。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种信号强度较强的核磁共振方法。使用该方法解析分子中特定氢核的氢-氢j耦合常数时更加精确。

为了解决上述的技术问题，本发明提供的一种测量特定氢核氢-氢耦合常数的核磁共振多维谱方法，包括如下步骤：

1)采集样品的核磁共振一维谱；

2)测量样品的90度硬脉冲的脉冲宽度；

3)确定需要测量的氢核，并记为s核；

4)以需要测量的s核在氢谱中的频率作为s核的180度软脉冲的激发中心，根据要分析的氢核与相邻信号的间隔确定s核的180度软脉冲的脉冲宽度，测量s核的180度软脉冲的功率和时间；

5)以需要分析的氢谱谱宽中心频率作为软脉冲的激发中心，根据要分析的氢谱的谱峰间隔确定选择性90度软脉冲的脉冲宽度和完美回波去耦模块中选择性180度脉冲的脉冲宽度，测量完美回波去耦模块中选择性180度脉冲的功率和时间；

6)确定空间编码梯度gz，要满足γ*gz*l>sw1d，其中γ是氢核的旋磁比，l是样品的可检测长度，sw1d是样品一维氢谱的谱宽；

7)确定相干选择梯度g1的大小；

8)设置间接维谱宽；

9)确定间接维采样点数ni；

10)进行n型序列的采样：

首先施加一个选择性90度软脉冲，同时施加一个z方向的磁场梯度；然后施加完美回波模块，完美回波模块中的选择性180度软脉冲两边施加强度、方向相同的z方向磁场梯度；

在完美回波模块的第二个回波中第一个t1/2演化时间后加入s核的180度软脉冲；在第二个t1/2后也加入s核的180度软脉冲；t1指间接维演化时间；

11)进行r型序列的采样：

首先施加一个选择性90度软脉冲，同时施加一个z方向的磁场梯度；然后施加完美回波模块，完美回波模块中的选择性180度软脉冲两边施加强度、方向相同的z方向磁场梯度；

12)将两次采样得到的n型谱图和沿间接维翻转的r型谱图相加，得到相敏的二维谱，从间接维的裂峰测得相应的j耦合常数。

在一较佳实施例中：所述间接维采样点数ni是根据间接维所需的数字分辨率来确定的，ni＝sw1/ν1，其中ν1是间接维数字分辨率，sw1是间接维谱宽。

在一较佳实施例中：对于不同的耦合系统，根据相互耦合的氢核之间的化学位移差，选择不同带宽的选择性90度软脉冲和选择性180度软脉冲。

相较于现有技术，本发明的技术方案具有以下有益效果：1、本发明提供的一种测量特定氢核氢-氢耦合常数的核磁共振多维谱方法，得到的谱图信号更强；

2，本发明提供的一种测量特定氢核氢-氢耦合常数的核磁共振多维谱方法，更适用于强耦合体系。

附图说明

图1a为测量特定氢核氢-氢耦合常数的核磁共振多维谱方法的n型脉冲序列图。

图1b为测量特定氢核氢-氢耦合常数的核磁共振多维谱方法的r型脉冲序列图。

图2为碳酸亚丙烯脂的核磁共振一维谱。

图3为对应于h1的耦合网络n型和沿间接维进行翻转后的r型谱图相加的核磁共振二维谱。

具体实施方式

下文结合附图和实施例，对本发明做进一步说明：

参考图1a、图1b和图2，一种测量特定氢核氢-氢耦合常数的核磁共振多维谱方法，包括如下步骤：

1)采集样品的核磁共振一维谱；

2)测量样品的90度硬脉冲的脉冲宽度；

3)确定需要测量的氢核，并记为s核；

4)以需要测量的s核在氢谱中的频率作为s核的180度软脉冲的激发中心，根据要分析的氢核与相邻信号的间隔确定s核的180度软脉冲的脉冲宽度，测量s核的180度软脉冲的功率和时间；

5)以需要分析的氢谱谱宽中心频率作为软脉冲的激发中心，根据要分析的氢谱的谱峰间隔确定选择性90度软脉冲的脉冲宽度和完美回波去耦模块中选择性180度脉冲的脉冲宽度，测量完美回波去耦模块中选择性180度脉冲的功率和时间；

6)确定空间编码梯度gz，要满足γ*gz*l>sw1d，其中γ是氢核的旋磁比，l是样品的可检测长度，sw1d是样品一维氢谱的谱宽；

7)确定相干选择梯度g1的大小；

8)设置间接维谱宽；

9)确定间接维采样点数ni；所述间接维采样点数ni是根据间接维所需的数字分辨率来确定的，ni＝sw1/ν1，其中ν1是间接维数字分辨率，sw1是间接维谱宽；

10)进行n型序列的采样：

首先施加一个选择性90度软脉冲，同时施加一个z方向的磁场梯度，这样该选择性90度软脉冲在不同的空间位置，将不同核的磁化矢量从z方向旋转到xy平面；然后施加完美回波模块，完美回波模块中的选择性180度软脉冲两边施加强度、方向相同的z方向磁场梯度，用于散相不需要的信号；

在完美回波模块的第二个回波中第一个t1/2演化时间后加入s核的180度软脉冲；从而保留s核的j耦合信息；在第二个t1/2后也加入s核的180度软脉冲，用于补偿相位扭曲；t1指间接维演化时间；

11)进行r型序列的采样：

首先施加一个选择性90度软脉冲，同时施加一个z方向的磁场梯度；然后施加完美回波模块，完美回波模块中的选择性180度软脉冲两边施加强度、方向相同的z方向磁场梯度；

12)将两次采样得到的n型谱图和沿间接维翻转的r型谱图相加，得到相敏的二维谱，从间接维的裂峰测得相应的j耦合常数。

对于不同的耦合系统，根据相互耦合的氢核之间的化学位移差，选择不同带宽的选择性90度软脉冲和选择性180度软脉冲

根据上述的方法进行具体的操作如下：

本实施例使用配备z方向梯度场的varian500mhz核磁共振谱仪，样品为500mmol/l碳酸亚丙烯脂溶于氘代氯仿的溶液，使用的是如图1a和图1b所示的脉冲序列。

步骤一：采集一张样品的核磁共振一维氢谱，如图2所示；

步骤二：测量样品的90度硬脉冲的脉冲宽度，为10.2μs；

步骤三：确定需要分析的氢核的范围，这里我们选择处于1.2ppm到5.1ppm的氢核为需要分析的对象，并将其记为s核；

步骤四：确定要研究的s核为h1,设置s核的180度软脉冲激发中心为4.86ppm，脉冲宽度为17ms，对应激发带宽约为90hz。测得s核的180度软脉冲功率为6db；

步骤五：设置选择性90度软脉冲和完美回波去耦模块中的选择性180度软脉冲的激发中心为3.1ppm，选择性90度软脉冲的脉冲宽度和完美回波去耦模块中选择性180度软脉冲的脉冲宽度均为6.5ms，对应激发带宽约为240hz。测得90度软脉冲和完美回波去耦模块中的选择性180度软脉冲的功率分别为12db和11db。

步骤六：设置梯度gz为0.75g/cm；

步骤七：设置梯度g1为11.35g/cm；

步骤八：设置间接维谱宽sw1为50hz；

步骤九：设置间接维采样点数ni为80和采样窗口的循环次数n为4。

步骤十：采用上述方法分别采得n型谱图和沿间接维翻转的r型谱图。

步骤十一：将两次采样得到的n型谱图和沿间接维进行翻转后的r型谱图相加，得到相敏的二维谱。

完成实验后，投影间接维的裂峰，根据裂峰之间的化学位移差测得h1核分别与h2、h3、h4核之间的j耦合常数。

对于图3，我们得到对应于h1的耦合网络的二维谱。由图3我们可以得到h1和h2，h3，h4的j耦合关系，测得j耦合常数分别为7.65hz、7.15hz和6.32hz。

综述所述，本发明提供的一种用于准确测量分子中特定氢核耦合网络的氢-氢j耦合常数的核磁共振方法，分辨率高，将会在复杂的化合物结构分析中得到广泛使用。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均属于侵犯本发明保护范围的行为。