在各種各樣的化學(xué)分析儀器中， 核磁共振譜儀被公認(rèn)為是一種非常重要的研究和測(cè)試工具， 它的許多功能是其它手段無法代替的。1945年Bloch和Purcell分別領(lǐng)導(dǎo)兩個(gè)小組同時(shí)獨(dú)立地觀察到核磁共振（NMR），二人因此榮獲1952年諾貝爾物理獎(jiǎng)。歷經(jīng)半個(gè)多世紀(jì)，NMR已從最初發(fā)現(xiàn)到最終發(fā)展成為成熟的醫(yī)用的MRI影像學(xué)檢測(cè)手段，期間6次被授予諾貝爾獎(jiǎng)（物理、化學(xué)、生理／醫(yī)學(xué)），堪稱史上獲獎(jiǎng)次數(shù)最多的技術(shù)。
與NMR有關(guān)的諾獎(jiǎng)
自1953年出現(xiàn)第一臺(tái)核磁共振商品儀器以來，核磁共振在儀器、實(shí)驗(yàn)方法、理論和應(yīng)用等方面有著飛躍的進(jìn)步。譜儀頻率已從30MHz發(fā)展到1100MHz。譜圖已從一維譜到二維譜、三維譜甚至更高維譜。所應(yīng)用的學(xué)科已從化學(xué)、物理擴(kuò)展到生物、醫(yī)學(xué)等多個(gè)學(xué)科。總而言之，核磁共振已成為最重要的儀器分析手段之一。
NMR常用內(nèi)標(biāo)物
氫譜：非水溶劑四甲基硅烷（TMS）水溶液為2,2-二甲基戊硅烷-5-磺酸鈉(ＤＳＳ)
碳譜：四甲基硅烷（ＴＭＳ）或者氘代試劑中的碳峰
TMS優(yōu)點(diǎn)：
TMS分子中12個(gè)1H處于完全相同的化學(xué)環(huán)境，只產(chǎn)生一個(gè)尖峰，少量的TMS即可測(cè)出NMR信號(hào)；屏蔽強(qiáng)烈，共振吸收峰位于譜圖最右端。與{attr}2118{/attr}中的1H峰不重疊；化學(xué)惰性；易溶于有機(jī)溶劑；沸點(diǎn)低（27℃），樣品易回收。
硼譜：乙醚三氟化硼或者三甲氧基硼
磷譜：８５％磷酸（但只能作為外標(biāo)）
鋰譜：４Ｍ高氯酸鋰溶液
鈉譜：1M氯化鈉溶液
硅譜：四甲基硅烷，但在低頻區(qū)則用四乙基正硅酸酯
NMR常用同位素核有關(guān)物理參數(shù)
a 磁旋比的單位是107弧度/特斯拉/秒
b 共振頻率以1H頻率為100MHz作參考
c 檢測(cè)靈敏度以1H為1作為參考，并考慮了同位素的天然豐度。
請(qǐng)大家記住：無論內(nèi)標(biāo)還是外標(biāo)，實(shí)際化學(xué)位移值隨溫度變化而變化，而標(biāo)準(zhǔn)物本身就受溫度的影響。如溫度每改變30K，TMS質(zhì)子共振信號(hào)將變化0.1 ppm。因此，如果做變溫試驗(yàn)，最好標(biāo)明詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)過程。
NMR常用同位素核有關(guān)物理參數(shù)
a 磁旋比的單位是107弧度/特斯拉/秒
b 共振頻率以1H頻率為100MHz作參考
c 檢測(cè)靈敏度以1H為1作為參考，并考慮了同位素的天然豐度。
NMR所需樣品量
在核磁共振實(shí)驗(yàn)中，樣品的量控制也是一門學(xué)問，有的產(chǎn)品是多步合成的，很寶貴，例如全合成產(chǎn)品。對(duì)于氫譜，3到10毫克樣品足夠。對(duì)于分子量較大的樣品，有時(shí)需要濃度更大的溶液。但濃度太大會(huì)因飽和或者粘度增加而降低分辨率。對(duì)于碳譜和雜核，樣品濃度至少為氫譜的5倍（一般在20-500毫克左右）。
對(duì)于二維實(shí)驗(yàn)，為了獲得較好的信噪比，樣品濃度必須夠。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，25毫克樣品足以完成所有實(shí)驗(yàn)，包括氫碳相關(guān)HMBC實(shí)驗(yàn)。如果樣品只有1到5毫克，只能完成均核氫氫相關(guān)實(shí)驗(yàn)，是與碳相關(guān)的實(shí)驗(yàn)至少需要過夜。保持樣品高度或者體積一致。這將減少換樣品后的勻場(chǎng)時(shí)間。對(duì)于5毫米核磁管，樣品體積應(yīng)為0.6毫升或者樣品高度為4厘米。
樣品和樣品管
樣品：純凈，干燥，溶液內(nèi)無灰塵或沉淀，尤其不應(yīng)含有鐵磁性雜質(zhì)。特殊條件下需要過濾或除氧。黏度不要過高（影響馳豫時(shí)間），黏度越大，分辨率越差，樣品可適度稀釋來提高分辨率。
溶液內(nèi)的灰塵會(huì)使譜線明顯變寬而降低分辨率，再好的勻場(chǎng)也無法解決該問題。
樣品管：勻質(zhì)，清潔，不攜帶鐵磁性物質(zhì)。不要用洗液洗滌，以免帶入很難除去的順磁雜質(zhì)。不要在溫度太高的烘箱里直立烘太久。
樣品管的直徑：
5mm 最常用
3mm 用于樣品量很少的樣品
10mm 用于觀測(cè)低靈敏度核或溶解度受限制的樣品
溶液體積：
5mm probe 0.4-0.6ml
3mm probe 0.1-0.15 ml
樣品管處于合適的高度，使樣品處于磁場(chǎng)的最強(qiáng)且最均勻的部分。
足夠的溶液高度，3.5～5cm。
對(duì)于5毫米核磁管，樣品體積應(yīng)為0.5毫升或者樣品高度為4～4.5厘米。太低的溶液高度使勻場(chǎng)所需時(shí)間大大增加，而且很難得到高質(zhì)量的譜圖。不要為了增加濃度而過分縮小溶液的體積。
譜儀的磁場(chǎng)強(qiáng)度越高，儀器靈敏度也高，對(duì)于污染物、樣品制備不好和不好的樣品管的靈敏度也增加。
選擇合適的氘代溶劑
譜議靠氘信號(hào)鎖場(chǎng)和勻場(chǎng)，一般要求：惰性，低沸點(diǎn)，價(jià)格盡量便宜首要規(guī)則，氘代原子越多，價(jià)格越高。
溶解度：越大越好，以增加實(shí)驗(yàn)的靈敏度。
溶劑信號(hào)對(duì)樣品的干擾：越小越好，盡量不與譜峰范圍重疊。
溫度可靠性：在實(shí)驗(yàn)溫度下不會(huì)揮發(fā)或凝固，溶解度不會(huì)受太大影響。比如，D6-DMSO凝固點(diǎn)18.4度,如果實(shí)驗(yàn)室不是恒溫的,冬天凝固很正常溫度低會(huì)發(fā)生凝固。
粘滯性：粘滯性越小，分辨率越好
水含量：幾乎所有核磁溶劑里都有痕量或更多的水，水的存在會(huì)降低譜圖的質(zhì)量。
帶活潑氫的試樣盡量選擇不含活潑氫的試劑，避免該峰因氫氘交換而無 法在圖譜中表現(xiàn)出來
適當(dāng)?shù)姆枷汶軇┯锌赡芎喕瘓D譜
首選溶劑：CDCl3，尖銳的單峰，7.26ppm，沸點(diǎn) 60.8°C，100ml ￥520
其它常見氘代溶劑：CD3COCD3，CD3OD，DMSO－d6（可以打出活潑氫），C5D5N
準(zhǔn)備樣品
1. 首要的是保證產(chǎn)物的純度，雜質(zhì)峰肯定讓你的圖不好看。
2. 拿住樣品管是要拿住上部。
3. 實(shí)驗(yàn)過程中的溶劑殘留也是影響圖譜質(zhì)量的很大因素。常見的有石油 醚、乙酸乙酯等溶劑。
4. 對(duì)于氫譜，3 到 10 毫克樣品足夠。對(duì)于分子量較大的樣品，有時(shí)需要濃度 更大的溶液。但濃度太大會(huì)因飽和或者粘度增加而降低分辨率。
5. 對(duì)于碳譜和雜核 譜，樣品濃度至少為氫譜的 5 倍（一般在 100 毫克左右）。
6. 對(duì)于二維實(shí)驗(yàn)，為了獲得較好的信噪比，樣品濃度必須夠。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，25 毫克樣品足以完成所有實(shí)驗(yàn)，包括氫碳相關(guān) HMBC 實(shí)驗(yàn)。如果樣品只有 1 到 5 毫克，只能完成同核氫氫相關(guān)實(shí)驗(yàn)，與碳相關(guān)的實(shí)驗(yàn)至少需要過夜。保持樣品高度或者體積一致。這將減少換樣品后的勻場(chǎng)時(shí)間。對(duì)于 5 毫米核 磁管，樣品體積應(yīng)為 0.6 毫升或者樣品高度為 4 厘米。
7. 保持樣品高度或者體積一致。這將減少換樣品后的勻場(chǎng)時(shí)間。
8. 蓋上樣品管，使用封口膜密封減少蒸發(fā)。
關(guān)于樣品純化
1. 過柱子，過柱子，重要的事情說三遍。再好分都過根柱子，過柱子的時(shí)候勤換瓶子，產(chǎn)物點(diǎn)分幾瓶接，取中間的旋干送核磁。
2. 國內(nèi)一般石油醚用的多一點(diǎn)，國外正己烷多一點(diǎn)，可以的話用正己烷，正己烷相對(duì)而言比較干凈...
3. 旋蒸其實(shí)不能把溶劑全蒸完，可以考慮最后用真空泵抽一下，這樣會(huì)使溶劑峰更低。二氯石油醚，那么抽個(gè)半小時(shí)就差不多沒了；如果有乙酸乙酯，DMF，乙腈甲醇等沸點(diǎn)比較高的溶劑，先高溫把溶劑旋干凈，然后趁熱抽，再常溫抽幾個(gè)小時(shí)，基本上溶劑峰就沒了。水峰一般也比較容易抽沒。
4. 注意潛在的油脂類雜質(zhì)：如果東西比較少，處理的時(shí)候又不太注意，在氫譜上位移1.2和0.8會(huì)有兩個(gè)油脂的雜峰，很影響美觀。這種情況一般可以用石油醚洗兩次產(chǎn)物，然后抽干，油脂大部分會(huì)被石油醚洗掉。
5. 氘代試劑平時(shí)可以放在干燥箱里，防止引入水分。
參考資料：
制備高質(zhì)量液體核磁樣品--核磁制樣三要素，王巍 向俊鋒
知乎。
附錄：新版核磁溶劑化學(xué)位移
后臺(tái)回復(fù)”溶劑峰“，即可下最新版核磁溶劑化學(xué)位移pdf版
來源：Org. Process Res. Dev.
