天游web原生态手机端/TOCSY分析│通过2D NMR理解自旋相关性

本专栏将介绍代表性的2D NMR方法天游web原生态手机端和TOCSY的基本原理和分析方法。毗邻 天游web原生态手机端¹我们将通过具体示例介绍H、使用TOCSY的自旋网络分析和使用1D/2D TOCSY的糖分析之间相关性的确认。此外，我们将以易于理解的方式总结每种方法的特点和用法。

什么是舒适

舒适(天游web原生态手机端关系S光谱仪Y) 相邻¹这是使用二维 NMR 可视化 H 之间耦合的基本方法。以前，¹H之间使用同去耦相邻¹过去我们需要逐一寻找H原子，但随着天游web原生态手机端的出现，我们可以同时分析宽频带内的多重键相关性，从而极大地提高了结构分析的效率。目前，¹H-¹H 它被广泛用作确认相关性的介绍性 2D NMR 测量方法。

图1显示“肉桂酸顺式-3-己烯基酯''1至6¹H 的区域中的 天游web原生态手机端 光谱。
如上所示，两个轴上的相关信号和1D¹连接 H 谱时，观察到 1-2、2-3、3-4、4-5 和 5-6 5 个相关性，从结果来看，1 到 6¹可以推断H具有彼此相邻的结构。
而且，在 天游web原生态手机端 中，它们是相邻的¹从H之间的耦合信息，我们可以间接知道碳原子之间的联系，而这个信息对于确定子结构非常重要。

但是像图 2 所示的复杂 天游web原生态手机端 光谱又如何呢？
如果您观察绿色区域，您会发现信号重叠，并且不容易看出相关性。这使得我们不太可能继续推进结构确定。

如图2¹H 信号在狭窄的范围内密集出现 对于多糖和环状化合物，仅使用 天游web原生态手机端 谱信息进行结构分析可能会变得困难。

天游web原生态手机端 无法执行充分分析时的一种解决方案TOCSY
我将在下一章解释 TOCSY。

TOCSY 是什么

TOCSY(至总计C关系S光谱仪Y¹这是一种使用二维 NMR 一次性可视化 H 的方法。由于自旋耦合以链的形式传播，因此不仅可以获得相邻点之间的相关性，而且可以获得整个自旋系统的相关性，从而可以有效地分析复杂的有机分子、糖和氨基酸。 TOCSY 也称为 HOHAHA（HO 单核 HArtmann-HAhn 光谱法），基本上指的是相同的测量方法。

例如，假设存在如图 3 所示的原子连接。
H_A·H_B·H_C·H_D都相邻¹H通过自旋键相互连接，这种连接称为自旋系统（自旋网络）。
自旋系统通过未添加H的季碳或氧键合¹H 无法传播并被中断。
TOCSY 是一个允许同一自旋系统中核自旋之间相互作用而无需直接自旋耦合的系统（例如¹H_A - ¹H_D)的相关性。
TOCSY，H_A的磁化强度至 HB 和 H_BH_C移至H_C进一步为H_D换句话说，磁化强度在自旋系统内移动并连接。
这种磁化传递称为“继电器”，TOCSY 将观察由该继电器引起的相关信号。

图4是天游web原生态手机端和TOCSY的脉冲序列。在 天游web原生态手机端 中，使用两个 90° 脉冲，而在 TOCSY 中，第二个脉冲是自旋锁脉冲。施加该自旋锁脉冲的时间称为“混合时间”，是 TOCSY 中的一个重要参数。通过增加混合时间，可以观察到进一步中继的相关信号。

TOCSY 混合时间和相关信号

图5是具有两个独立自旋网络的化合物的TOCSY谱的示意图。每个自旋网络以黄色和绿色显示。因此在 TOCSY 中，
全部属于每个自旋网络¹H 的相关性。
此时，如果有远离信号密集区域的信号出现，例如两轴一维频谱中的信号“A”和“a”，则很容易将它们单独分类，例如按黄色和绿色分类的网络，并确认每个自旋网络。

接下来，我们看看改变混合时间时A的相关信号的变化。
图6为图5TOCSY示意图中A的相关性放大图。
混合时间短¹H_A的磁化强度接下来是¹H_B¹H_B出现。
如果进一步增加混合时间，磁化强度将会¹H_C就会出现相关信号C。
此外，如果进一步增加混合时间，磁化强度将会¹H_D，检测到相关信号D，结果¹H_A - ¹H_B - ¹H_C - ¹H_D

混合时间越长，磁化强度传播得越远，因此，如果混合时间足够长，则可以移动同一自旋系统中存在的所有自旋的磁化强度¹所有可以移动到H并存在于同一自旋系统中的东西¹H
此外，通过比较不同混合时间的光谱，¹您还可以知道 H 的连接顺序。

使用 2D TOCSY 进行蔗糖分析的示例

在这里，我们将介绍使用 2D TOCSY 进行蔗糖分析的示例。蔗糖是由葡萄糖和果糖通过糖苷键连接而成的二糖。共有22种蔗糖¹H，但由于样品溶解在重水中，羟基(-OH)¹由于氘交换而没有观察到H。因此，这里有8个羟基¹14 件，不包括 H¹H 被观察到。

首先，蔗糖的天游web原生态手机端谱如图7所示。
红框包围的部分放大如图8所示。

首先，在图 7 中，您可以相对轻松地找到六个相关信号。
但是，很难读取化学位移接近的区域中出现的信号之间的相关性（如图 8 中的红圈所示），许多人的分析工作都陷入了困境。
那么，我将尝试使用 TOCSY 方法。

图 9 将混合时间设置为 20 ms 和 150 ms 时测量的 TOCSY 谱

图 9 显示了混合时间分别设置为 20 ms 和 150 ms 时测量的 TOCSY 谱。
首先，葡萄糖的第一个位置出现在远离其他信号的化学位移处¹让我们关注 H 的相关信号。
如之前的图6所示，查看改变混合时间时相关信号的变化，第一名¹让我们检查一下来自 H 的中继。
您还可以看到，随着混合时间的增加，会出现更多相关信号。
此外，通过将信号与切片数据进行比较，而不是用二维频谱来查看信号重叠的区域，更容易理解信号重叠的区域，所以这是#1¹H 相关信号。

图10顶部是正常的¹H 谱。在其下方，排列了混合时间从 20 ms 到 200 ms 不等的切片数据。
左侧的交通灯是 1 号¹H 并将其视为继电器的起点。
混合时间为20毫秒，紧随其后的是第二名¹只出现与H的相关性，并且只能看到1和2之间的联系。
随着混合时间的增加，相关信号将相继出现，您最终将能够确认葡萄糖部分 1 至 6 之间的联系。
舒适度第 5 名¹很难清楚地读取 H 的相关伙伴，但通过 TOCSY，我们能够获得该信息。

接下来是果糖的 3' 位置¹让我们检查一下从 H 开始的继电器。
与蔗糖位点的测量类似，混合时间变化时的 TOCSY 谱如图 11 所示。

图 11 将混合时间设置为 20 ms 和 150 ms 时测量的 TOCSY 谱

与之前类似，信号出现在信号不拥挤的位置（这次是在果糖的3'位置）¹重点H）X轴方向的切片数据。

图12顶部是正常的¹H谱，下面是改变混合时间时的切片数据。
与之前相同，3'位置¹如果以H为接力起点，增加混合时间，则4'、5'、6'位置¹出现与H的相关性，并且我们还能够确认果糖部分的连接。

¹H即使 天游web原生态手机端 谱变得复杂，TOCSY 也可以极大地帮助确定分子结构。

使用 1D TOCSY 进行葡萄糖分析的示例

1D TOCSY 是 2D TOCSY 的一维版本，基本原理相同。
虽然 2D TOCSY 用于理解整个分子的自旋网络，1D TOCSY 是特定的¹当您只想检查 H 所属的自旋系统时，这更有效。1D TOCSY 选择性激发¹我们将观察H处的磁化转移，即继电器的状态。通过逐步增加混合时间，我们可以跟踪磁化中继沿自旋网络的传播过程。对于选择性激发，化学位移足够远离其他信号¹H一维测量相对于二维测量的另一个优点是它具有更高的数字分辨率，并且更容易避免信号重叠。

现在，我们以葡萄糖分析为例。

葡萄糖在水溶液中以α型和β型端基异构体存在。因此，¹H光谱是α-葡萄糖和β-葡萄糖的混合光谱，如图13所示。选择性激发¹对于 H，就糖而言，第一个异头¹具有比其他磁场更低的磁场，例如 H¹选择 α-葡萄糖位置 1 处的 H异头¹H1D TOCSY 的结果。

当混合时间从20 ms变为200 ms时，α-葡萄糖的第一个异头¹H 作为中继起点的自旋网络。
混合时间：200ms的底部光谱是从α-葡萄糖和β-葡萄糖的混合光谱中提取的α-葡萄糖的自旋网络。
此外，如前所述，一维 TOCSY 比二维切片数据具有更好的数字分辨率。
这样，1D TOCSY 可以更有效地从拥挤的光谱中提取和确认通过自旋耦合连接的物体。
我们建议根据用途使用 1D TOCSY 或 2D TOCSY。

相关应用

通过二维 19F-19F TOCSY 分离混合物 - 获得每个组分的一维 19F 光谱的方法 -

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