關(guān)于如何學(xué)著解析NMR圖譜的建議和解答
關(guān)于如何學(xué)著解析NMR圖譜的建議和解答
此文編輯者李鴻成,江西農(nóng)業(yè)大學(xué)生物工程專業(yè)非全日制在讀研究生,現(xiàn)于中科院青島生物能源與過程研究所,微生物代謝工程團(tuán)隊聯(lián)合培養(yǎng),研究方向為真菌次級代謝產(chǎn)物的分離鑒定,感興趣的方向還有真菌次級代謝產(chǎn)物的生物合成途徑。
本文來自小木蟲有機(jī)交流板塊,帖子鏈接是:http://www.gaoyang168.com/bbs/viewthread.phptid=1750166&_from=share&u=4401334&h=2a75cb04
作者是汪茂田老師,在小木蟲的網(wǎng)名是:celan老師,celan老師是這方面的專家,同時也編著過這方面的書籍。汪茂田等:《天然有機(jī)化合物提取分離與結(jié)構(gòu)鑒定》化學(xué)工業(yè)出版社,2004
學(xué)習(xí)經(jīng)驗交流
1.認(rèn)真復(fù)習(xí)碩、博的NMR課程中基礎(chǔ)概念,常見典型的1H,13CNMR化學(xué)位移值范圍,典型的H-H耦合常數(shù)值(最好記住一些),如果一時記不住,要隨時能查到。
2.找一本您認(rèn)為比較好的NMR教科書,作為精讀書。最好不要選擇書中采用很老的NMR圖譜(比如連續(xù)波儀器測定的圖譜)的書,也不要選擇圖譜經(jīng)過手工繪制的那種書!英文的比較好,但開始時還是讀中文的吧。
3.如果您是化學(xué)工作者,建議先不要閱讀有關(guān)量子基礎(chǔ)部分,可先跳過。
4.首先重點學(xué)習(xí)1DNMR(1HNMR,13CNMR),化學(xué)位移與結(jié)構(gòu)(包括立體化學(xué))的關(guān)系。因為結(jié)構(gòu)中H和C所處的化學(xué)環(huán)境幾乎都反映在1DNMR圖譜中。盡量不要死記NMR參數(shù),最好結(jié)合相應(yīng)的圖譜來記憶理解。比如,AB系統(tǒng)是什么特征,A2,AB和AX這三種自旋系統(tǒng)可結(jié)合起來學(xué)習(xí),要見到相應(yīng)的圖譜,會印象深刻。
5.2DNMR當(dāng)然也重要,幾種2DNMR技術(shù)已經(jīng)是現(xiàn)代NMR的常規(guī)技術(shù)。同樣應(yīng)該結(jié)合圖譜來學(xué)習(xí)。建議先看簡單化合物的2DNMR圖譜,好的教科書中的圖譜選擇通常有比較典型的圖例,試著解析,別忘了連同這個化合物的1H,13CNMR一同分析。重點可選擇H-HCOSY,HMQC或HSQC,HMBC,NOESY,其他的2DNMR技術(shù)可在日后學(xué)習(xí)。
6.做圖譜解析練習(xí),找來這樣的資料(網(wǎng)上有不少),由簡單到復(fù)雜,認(rèn)真解析每組信號,比如一個H的信號為dd峰,耦合常數(shù)分別是多少?解釋為什么?化學(xué)位移為什么處在高場或低場,解釋為什么?歸屬所有的峰。
7.結(jié)合自己實際工作中的圖譜,一邊做研究,一邊深化NMR知識。利用工作中的圖譜問題,以點帶面,漸漸擴(kuò)展深化。
8.結(jié)合專業(yè)文獻(xiàn)。
9.準(zhǔn)備幾本NMR手冊和專著(可從網(wǎng)上下載)。
10.常向周圍老師同事交流學(xué)習(xí),當(dāng)然網(wǎng)上討論也很好,切記不要不給圖譜而只用文字描述圖譜。圖譜學(xué),圖譜是根本,結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)都反映在圖譜中。比如,您看是s峰,別人看可能是br,s峰,有時可能是like t. 還有,明明是dd峰,初學(xué)者看作q峰等等。
實踐指南
介紹一個NMR圖譜網(wǎng)站,WebSpectra :https://www.chem.ucla.edu/~webspectra/
有69個化合物的NMR圖譜,分初級,中級和高級。每個化合物都給出分子式。都有1H和13CNMR圖譜,圖譜可在線局部放大。每個練習(xí)都有答案,建議不要輕易看答案,看看自己的解析水平。有些習(xí)題,即使是有一定經(jīng)驗者也要細(xì)心分析。
初學(xué)者可從分子式+NMR圖譜開始,也可以先看答案結(jié)構(gòu),把1H和13CNMR圖譜上的峰進(jìn)行歸屬。
有一定水平者不要使用分子式信息,直接由圖譜分析鑒定結(jié)構(gòu),最后對照答案。
總之,把每個習(xí)題的1H,13CNMR信號(包括耦合裂分)都解釋歸屬清楚。做完這69個習(xí)題后,您的NMR鑒定結(jié)構(gòu)的水平將不是一般的提高了。
我讀波譜習(xí)題的一個經(jīng)歷:
Robert B.Bates 的《Carbon-13-NMR spectra proplems》1982.
這本書共有125個習(xí)題,每個習(xí)題有1HNMR,13CNMR OFR(偏共振13-CNMR,作用相當(dāng)于現(xiàn)在的DEPT),EIMS數(shù)據(jù),IR,UV數(shù)據(jù)。粗算一下光這本書的圖譜至少有500個以上。
我把這100多個習(xí)題都做了下來,每個習(xí)題相當(dāng)于一片結(jié)構(gòu)分析的小文章,分析過程也都寫了出來,共寫了好幾本稿紙。
該書的答案不再書中,只告訴答案地址在CA什么地方,當(dāng)然也告訴CAS No. ,我記得光核對答案就用了約一周時間。
如果在現(xiàn)在,知道CAS No.,GOOGLE一下就知道什么化合物,很方便啊?稍28年前就很費事。
我在開始進(jìn)入波譜分析專業(yè)的頭三年解析的圖譜數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于200個。NMR圖譜的信號我基本上都用鉛筆標(biāo)注歸屬,MS圖譜一個一個的碎片化出碎片離子結(jié)構(gòu)。這是非常耗費時間的,但這是基礎(chǔ)。
好書推薦
《有機(jī)化合物的波譜解析》Silverstein R.M.著,藥明康德譯
1978年,這本書的第3版(Silverstein, Robert M.;Bassler, G. Spectrometric Identification of Organic Compounds, 3th Edition )是我讀研究生時的教材,我的“四大光譜”知識就是從這本書開始的,之后的幾十年我一直從事核磁共振和波譜綜合解析,真是得益于這本書,所以對這本書很有感情。
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請蟲友原諒,此文的word版我上傳不了,只能將文字直接貼上了。
在此感謝此文編輯者李鴻成先生!謝謝!
汪茂田 2021-7-5
關(guān)于如何學(xué)著解析NMR圖譜的建議和解答
汪茂田(小木蟲ID: celan)
此文編輯者李鴻成,江西農(nóng)業(yè)大學(xué)生物工程專業(yè)非全日制在讀研究生,現(xiàn)于中科院青島生物能源與過程研究所,微生物代謝工程團(tuán)隊聯(lián)合培養(yǎng),研究方向為真菌次級代謝產(chǎn)物的分離鑒定,感興趣的方向還有真菌次級代謝產(chǎn)物的生物合成途徑。
本文來自小木蟲有機(jī)交流板塊,帖子鏈接是:http://www.gaoyang168.com/bbs/viewthread.phptid=1750166&_from=share&u=4401334&h=2a75cb04
作者是汪茂田老師,在小木蟲的網(wǎng)名是:celan老師,celan老師是這方面的專家,同時也編著過這方面的書籍。汪茂田等:《天然有機(jī)化合物提取分離與結(jié)構(gòu)鑒定》化學(xué)工業(yè)出版社,2004
學(xué)習(xí)經(jīng)驗交流
1.認(rèn)真復(fù)習(xí)碩、博的NMR課程中基礎(chǔ)概念,常見典型的1H,13CNMR化學(xué)位移值范圍,典型的H-H耦合常數(shù)值(最好記住一些),如果一時記不住,要隨時能查到。
2.找一本您認(rèn)為比較好的NMR教科書,作為精讀書。最好不要選擇書中采用很老的NMR圖譜(比如連續(xù)波儀器測定的圖譜)的書,也不要選擇圖譜經(jīng)過手工繪制的那種書!英文的比較好,但開始時還是讀中文的吧。
3.如果您是化學(xué)工作者,建議先不要閱讀有關(guān)量子基礎(chǔ)部分,可先跳過。
4.首先重點學(xué)習(xí)1DNMR(1HNMR,13CNMR),化學(xué)位移與結(jié)構(gòu)(包括立體化學(xué))的關(guān)系。因為結(jié)構(gòu)中H和C所處的化學(xué)環(huán)境幾乎都反映在1DNMR圖譜中。盡量不要死記NMR參數(shù),最好結(jié)合相應(yīng)的圖譜來記憶理解。比如,AB系統(tǒng)是什么特征,A2,AB和AX這三種自旋系統(tǒng)可結(jié)合起來學(xué)習(xí),要見到相應(yīng)的圖譜,會印象深刻。
5.2DNMR當(dāng)然也重要,幾種2DNMR技術(shù)已經(jīng)是現(xiàn)代NMR的常規(guī)技術(shù)。同樣應(yīng)該結(jié)合圖譜來學(xué)習(xí)。建議先看簡單化合物的2DNMR圖譜,好的教科書中的圖譜選擇通常有比較典型的圖例,試著解析,別忘了連同這個化合物的1H,13CNMR一同分析。重點可選擇H-HCOSY,HMQC或HSQC,HMBC,NOESY,其他的2DNMR技術(shù)可在日后學(xué)習(xí)。
6.做圖譜解析練習(xí),找來這樣的資料(網(wǎng)上有不少),由簡單到復(fù)雜,認(rèn)真解析每組信號,比如一個H的信號為dd峰,耦合常數(shù)分別是多少?解釋為什么?化學(xué)位移為什么處在高場或低場,解釋為什么?歸屬所有的峰。
7.結(jié)合自己實際工作中的圖譜,一邊做研究,一邊深化NMR知識。利用工作中的圖譜問題,以點帶面,漸漸擴(kuò)展深化。
8.結(jié)合專業(yè)文獻(xiàn)。
9.準(zhǔn)備幾本NMR手冊和專著(可從網(wǎng)上下載)。
10.常向周圍老師同事交流學(xué)習(xí),當(dāng)然網(wǎng)上討論也很好,切記不要不給圖譜而只用文字描述圖譜。圖譜學(xué),圖譜是根本,結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)都反映在圖譜中。比如,您看是s峰,別人看可能是br,s峰,有時可能是like t. 還有,明明是dd峰,初學(xué)者看作q峰等等。
實踐指南
介紹一個NMR圖譜網(wǎng)站,WebSpectra :https://www.chem.ucla.edu/~webspectra/
有69個化合物的NMR圖譜,分初級,中級和高級。每個化合物都給出分子式。都有1H和13CNMR圖譜,圖譜可在線局部放大。每個練習(xí)都有答案,建議不要輕易看答案,看看自己的解析水平。有些習(xí)題,即使是有一定經(jīng)驗者也要細(xì)心分析。
初學(xué)者可從分子式+NMR圖譜開始,也可以先看答案結(jié)構(gòu),把1H和13CNMR圖譜上的峰進(jìn)行歸屬。
有一定水平者不要使用分子式信息,直接由圖譜分析鑒定結(jié)構(gòu),最后對照答案。
總之,把每個習(xí)題的1H,13CNMR信號(包括耦合裂分)都解釋歸屬清楚。做完這69個習(xí)題后,您的NMR鑒定結(jié)構(gòu)的水平將不是一般的提高了。
我讀波譜習(xí)題的一個經(jīng)歷:
Robert B.Bates 的《Carbon-13-NMR spectra proplems》1982.
這本書共有125個習(xí)題,每個習(xí)題有1HNMR,13CNMR OFR(偏共振13-CNMR,作用相當(dāng)于現(xiàn)在的DEPT),EIMS數(shù)據(jù),IR,UV數(shù)據(jù)。粗算一下光這本書的圖譜至少有500個以上。
我把這100多個習(xí)題都做了下來,每個習(xí)題相當(dāng)于一片結(jié)構(gòu)分析的小文章,分析過程也都寫了出來,共寫了好幾本稿紙。
該書的答案不再書中,只告訴答案地址在CA什么地方,當(dāng)然也告訴CAS No. ,我記得光核對答案就用了約一周時間。
如果在現(xiàn)在,知道CAS No.,GOOGLE一下就知道什么化合物,很方便啊?稍28年前就很費事。
我在開始進(jìn)入波譜分析專業(yè)的頭三年解析的圖譜數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于200個。NMR圖譜的信號我基本上都用鉛筆標(biāo)注歸屬,MS圖譜一個一個的碎片化出碎片離子結(jié)構(gòu)。這是非常耗費時間的,但這是基礎(chǔ)。
好書推薦
《有機(jī)化合物的波譜解析》Silverstein R.M.著,藥明康德譯
1978年,這本書的第3版(Silverstein, Robert M.;Bassler, G. Spectrometric Identification of Organic Compounds, 3th Edition )是我讀研究生時的教材,我的“四大光譜”知識就是從這本書開始的,之后的幾十年我一直從事核磁共振和波譜綜合解析,真是得益于這本書,所以對這本書很有感情,
由于這些帖文是幾年前寫的,樓上文中我解析Robert B.Bates 的《Carbon-13-NMR spectra proplems》書中習(xí)題的時間已是30多年前的事了。確實受益匪淺。
汪老師 健康快樂
aspect3000,謝謝您!我知道您,您的專業(yè)知識挺好的。
非常感謝汪老師這樣的專家!
我個人的學(xué)習(xí)經(jīng)驗也是建議初學(xué)者好好看看藥明翻譯的《有機(jī)化合物的波譜解析》,這本書看明白了基本基礎(chǔ)1d2d圖譜不會有太大問題,不過書中的內(nèi)容可能有個別地方說法不對或者不夠全面,畢竟核磁頻率越來越高,技術(shù)越來越先進(jìn)了,因此核磁學(xué)習(xí)需要繼續(xù)研究最新的文獻(xiàn)加以印證。
比如對某一類化合物的圖譜不熟悉,可以用R/S檢索相關(guān)化合物的文獻(xiàn),找出原始圖譜進(jìn)行歸屬,這是一種很不錯的方法。
練習(xí)2D解析可以看L.D.Field_H.L.Li_A.M.Magill-Organic_Structures_from_2D_NMR_Spectra,這本書有大量由簡單到復(fù)雜的化合物練習(xí)題,非常容易入手。
另外分享一個別人告訴我的網(wǎng)址,對核磁的基礎(chǔ)知識介紹的非常詳細(xì)全面,我從中受益甚多,比如一般教科書不會過多關(guān)注的磁不等價的裂分情況,各種類型的磁不等價裂分均予以詳細(xì)說明,也許對大家有所幫助。https://organicchemistrydata.org ... e=05-hmr-15-aabb%2F