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关于如何学着解析NMR图谱的建议和解答

作者 celan
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关于如何学着解析NMR图谱的建议和解答

此文编辑者李鸿成,江西农业大学生物工程专业非全日制在读研究生,现于中科院青岛生物能源与过程研究所,微生物代谢工程团队联合培养,研究方向为真菌次级代谢产物的分离鉴定,感兴趣的方向还有真菌次级代谢产物的生物合成途径。

本文来自小木虫有机交流板块,帖子链接是:https://muchong.com/bbs/viewthread.phptid=1750166&_from=share&u=4401334&h=2a75cb04

作者是汪茂田老师,在小木虫的网名是:celan老师,celan老师是这方面的专家,同时也编著过这方面的书籍。汪茂田等:《天然有机化合物提取分离与结构鉴定》化学工业出版社,2004
学习经验交流
1.认真复习硕、博的NMR课程中基础概念,常见典型的1H,13CNMR化学位移值范围,典型的H-H耦合常数值(最好记住一些),如果一时记不住,要随时能查到。
2.找一本您认为比较好的NMR教科书,作为精读书。最好不要选择书中采用很老的NMR图谱(比如连续波仪器测定的图谱)的书,也不要选择图谱经过手工绘制的那种书!英文的比较好,但开始时还是读中文的吧。
3.如果您是化学工作者,建议先不要阅读有关量子基础部分,可先跳过。
4.首先重点学习1DNMR(1HNMR,13CNMR),化学位移与结构(包括立体化学)的关系。因为结构中H和C所处的化学环境几乎都反映在1DNMR图谱中。尽量不要死记NMR参数,最好结合相应的图谱来记忆理解。比如,AB系统是什么特征,A2,AB和AX这三种自旋系统可结合起来学习,要见到相应的图谱,会印象深刻。
5.2DNMR当然也重要,几种2DNMR技术已经是现代NMR的常规技术。同样应该结合图谱来学习。建议先看简单化合物的2DNMR图谱,好的教科书中的图谱选择通常有比较典型的图例,试着解析,别忘了连同这个化合物的1H,13CNMR一同分析。重点可选择H-HCOSY,HMQC或HSQC,HMBC,NOESY,其他的2DNMR技术可在日后学习。
6.做图谱解析练习,找来这样的资料(网上有不少),由简单到复杂,认真解析每组信号,比如一个H的信号为dd峰,耦合常数分别是多少?解释为什么?化学位移为什么处在高场或低场,解释为什么?归属所有的峰。
7.结合自己实际工作中的图谱,一边做研究,一边深化NMR知识。利用工作中的图谱问题,以点带面,渐渐扩展深化。
8.结合专业文献。
9.准备几本NMR手册和专著(可从网上下载)。
10.常向周围老师同事交流学习,当然网上讨论也很好,切记不要不给图谱而只用文字描述图谱。图谱学,图谱是根本,结构细节都反映在图谱中。比如,您看是s峰,别人看可能是br,s峰,有时可能是like t. 还有,明明是dd峰,初学者看作q峰等等。
实践指南
介绍一个NMR图谱网站,WebSpectra :https://www.chem.ucla.edu/~webspectra/
有69个化合物的NMR图谱,分初级,中级和高级。每个化合物都给出分子式。都有1H和13CNMR图谱,图谱可在线局部放大。每个练习都有答案,建议不要轻易看答案,看看自己的解析水平。有些习题,即使是有一定经验者也要细心分析。
初学者可从分子式+NMR图谱开始,也可以先看答案结构,把1H和13CNMR图谱上的峰进行归属。
   有一定水平者不要使用分子式信息,直接由图谱分析鉴定结构,最后对照答案。
   总之,把每个习题的1H,13CNMR信号(包括耦合裂分)都解释归属清楚。做完这69个习题后,您的NMR鉴定结构的水平将不是一般的提高了。
我读波谱习题的一个经历:
Robert B.Bates 的《Carbon-13-NMR spectra proplems》1982.
这本书共有125个习题,每个习题有1HNMR,13CNMR OFR(偏共振13-CNMR,作用相当于现在的DEPT),EIMS数据,IR,UV数据。粗算一下光这本书的图谱至少有500个以上。
我把这100多个习题都做了下来,每个习题相当于一片结构分析的小文章,分析过程也都写了出来,共写了好几本稿纸。
该书的答案不再书中,只告诉答案地址在CA什么地方,当然也告诉CAS No. ,我记得光核对答案就用了约一周时间。
如果在现在,知道CAS No.,GOOGLE一下就知道什么化合物,很方便啊。可在28年前就很费事。
我在开始进入波谱分析专业的头三年解析的图谱数量远远多于200个。NMR图谱的信号我基本上都用铅笔标注归属,MS图谱一个一个的碎片化出碎片离子结构。这是非常耗费时间的,但这是基础。
好书推荐
《有机化合物的波谱解析》Silverstein R.M.著,药明康德译
  
1978年,这本书的第3版(Silverstein, Robert M.;Bassler, G.  Spectrometric Identification of Organic Compounds, 3th Edition )是我读研究生时的教材,我的“四大光谱”知识就是从这本书开始的,之后的几十年我一直从事核磁共振和波谱综合解析,真是得益于这本书,所以对这本书很有感情。 返回小木虫查看更多

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  • 精华评论
  • celan

    请虫友原谅,此文的word版我上传不了,只能将文字直接贴上了。
    在此感谢此文编辑者李鸿成先生!谢谢!
    汪茂田 2021-7-5

  • celan

    关于如何学着解析NMR图谱的建议和解答
              汪茂田(小木虫ID: celan)

    此文编辑者李鸿成,江西农业大学生物工程专业非全日制在读研究生,现于中科院青岛生物能源与过程研究所,微生物代谢工程团队联合培养,研究方向为真菌次级代谢产物的分离鉴定,感兴趣的方向还有真菌次级代谢产物的生物合成途径。

    本文来自小木虫有机交流板块,帖子链接是:https://muchong.com/bbs/viewthread.phptid=1750166&_from=share&u=4401334&h=2a75cb04

    作者是汪茂田老师,在小木虫的网名是:celan老师,celan老师是这方面的专家,同时也编著过这方面的书籍。汪茂田等:《天然有机化合物提取分离与结构鉴定》化学工业出版社,2004
    学习经验交流
    1.认真复习硕、博的NMR课程中基础概念,常见典型的1H,13CNMR化学位移值范围,典型的H-H耦合常数值(最好记住一些),如果一时记不住,要随时能查到。
    2.找一本您认为比较好的NMR教科书,作为精读书。最好不要选择书中采用很老的NMR图谱(比如连续波仪器测定的图谱)的书,也不要选择图谱经过手工绘制的那种书!英文的比较好,但开始时还是读中文的吧。
    3.如果您是化学工作者,建议先不要阅读有关量子基础部分,可先跳过。
    4.首先重点学习1DNMR(1HNMR,13CNMR),化学位移与结构(包括立体化学)的关系。因为结构中H和C所处的化学环境几乎都反映在1DNMR图谱中。尽量不要死记NMR参数,最好结合相应的图谱来记忆理解。比如,AB系统是什么特征,A2,AB和AX这三种自旋系统可结合起来学习,要见到相应的图谱,会印象深刻。
    5.2DNMR当然也重要,几种2DNMR技术已经是现代NMR的常规技术。同样应该结合图谱来学习。建议先看简单化合物的2DNMR图谱,好的教科书中的图谱选择通常有比较典型的图例,试着解析,别忘了连同这个化合物的1H,13CNMR一同分析。重点可选择H-HCOSY,HMQC或HSQC,HMBC,NOESY,其他的2DNMR技术可在日后学习。
    6.做图谱解析练习,找来这样的资料(网上有不少),由简单到复杂,认真解析每组信号,比如一个H的信号为dd峰,耦合常数分别是多少?解释为什么?化学位移为什么处在高场或低场,解释为什么?归属所有的峰。
    7.结合自己实际工作中的图谱,一边做研究,一边深化NMR知识。利用工作中的图谱问题,以点带面,渐渐扩展深化。
    8.结合专业文献。
    9.准备几本NMR手册和专著(可从网上下载)。
    10.常向周围老师同事交流学习,当然网上讨论也很好,切记不要不给图谱而只用文字描述图谱。图谱学,图谱是根本,结构细节都反映在图谱中。比如,您看是s峰,别人看可能是br,s峰,有时可能是like t. 还有,明明是dd峰,初学者看作q峰等等。
    实践指南
    介绍一个NMR图谱网站,WebSpectra :https://www.chem.ucla.edu/~webspectra/
    有69个化合物的NMR图谱,分初级,中级和高级。每个化合物都给出分子式。都有1H和13CNMR图谱,图谱可在线局部放大。每个练习都有答案,建议不要轻易看答案,看看自己的解析水平。有些习题,即使是有一定经验者也要细心分析。
    初学者可从分子式+NMR图谱开始,也可以先看答案结构,把1H和13CNMR图谱上的峰进行归属。
       有一定水平者不要使用分子式信息,直接由图谱分析鉴定结构,最后对照答案。
       总之,把每个习题的1H,13CNMR信号(包括耦合裂分)都解释归属清楚。做完这69个习题后,您的NMR鉴定结构的水平将不是一般的提高了。
    我读波谱习题的一个经历:
    Robert B.Bates 的《Carbon-13-NMR spectra proplems》1982.
    这本书共有125个习题,每个习题有1HNMR,13CNMR OFR(偏共振13-CNMR,作用相当于现在的DEPT),EIMS数据,IR,UV数据。粗算一下光这本书的图谱至少有500个以上。
    我把这100多个习题都做了下来,每个习题相当于一片结构分析的小文章,分析过程也都写了出来,共写了好几本稿纸。
    该书的答案不再书中,只告诉答案地址在CA什么地方,当然也告诉CAS No. ,我记得光核对答案就用了约一周时间。
    如果在现在,知道CAS No.,GOOGLE一下就知道什么化合物,很方便啊。可在28年前就很费事。
    我在开始进入波谱分析专业的头三年解析的图谱数量远远多于200个。NMR图谱的信号我基本上都用铅笔标注归属,MS图谱一个一个的碎片化出碎片离子结构。这是非常耗费时间的,但这是基础。
    好书推荐
    《有机化合物的波谱解析》Silverstein R.M.著,药明康德译
      
    1978年,这本书的第3版(Silverstein, Robert M.;Bassler, G.  Spectrometric Identification of Organic Compounds, 3th Edition )是我读研究生时的教材,我的“四大光谱”知识就是从这本书开始的,之后的几十年我一直从事核磁共振和波谱综合解析,真是得益于这本书,所以对这本书很有感情,

  • celan

    由于这些帖文是几年前写的,楼上文中我解析Robert B.Bates 的《Carbon-13-NMR spectra proplems》书中习题的时间已是30多年前的事了。确实受益匪浅。

  • aspect3000

    汪老师 健康快乐

  • celan

    引用回帖:
    6楼: Originally posted by aspect3000 at 2021-07-05 20:17:49
    汪老师 健康快乐

    aspect3000,谢谢您!我知道您,您的专业知识挺好的。

  • 347741194

    非常感谢汪老师这样的专家!
    我个人的学习经验也是建议初学者好好看看药明翻译的《有机化合物的波谱解析》,这本书看明白了基本基础1d2d图谱不会有太大问题,不过书中的内容可能有个别地方说法不对或者不够全面,毕竟核磁频率越来越高,技术越来越先进了,因此核磁学习需要继续研究最新的文献加以印证。
    比如对某一类化合物的图谱不熟悉,可以用R/S检索相关化合物的文献,找出原始图谱进行归属,这是一种很不错的方法。
    练习2D解析可以看L.D.Field_H.L.Li_A.M.Magill-Organic_Structures_from_2D_NMR_Spectra,这本书有大量由简单到复杂的化合物练习题,非常容易入手。
    另外分享一个别人告诉我的网址,对核磁的基础知识介绍的非常详细全面,我从中受益甚多,比如一般教科书不会过多关注的磁不等价的裂分情况,各种类型的磁不等价裂分均予以详细说明,也许对大家有所帮助。https://organicchemistrydata.org ... e=05-hmr-15-aabb%2F

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