主题：【线上讲座13期】核磁共振在化学与相关领域中的应用（本期活动已经结束）

原文由 kalendae 发表:

原文由 sslin 发表:

能否提供这个报告, 了解一下内容.
原理上估计和利用核磁共振测水井或测油井差不多. 都是检测弛豫 T2 判断液体的性质判断含量或是否会产生滑动.
这种大面积检测的主要设计是架起大天线, 利用电流产生大面积的磁场.
近日有空会提供更进一步的整理资料.

是一本书，《地面核磁共振方法在地质工程中的应用》
这本书主要内容是作者做的一个项目：用核磁共振方法监测三峡库区地质滑坡并作预警。大概占了3/4的篇幅
还简单介绍了考古方面的应用，举的例子是秦始皇陵。

ps. 北大图书馆有这本书，sslin老师如果有兴趣可以借来看看。

前两天在网上还看见有人做NMR研究巴西海岸砂土沉积方面的，感叹啊，NMR真是超级实用啊

原文由 sslin 发表:

原文由 hjch211 发表: 变温核磁的加温与降温是通过什么方法实现的？

高温: 探头下方有电阻丝. 当设定 50 摄氏度时, 电阻丝发热, 经由变温气路 (VT air) 来的气体 (空气或氮气) 经过变成热气传到检测区.

低温: 有金属环圈管路, 浸入杜瓦瓶, 瓶中随低温需要放冰块 (或冰盐 (小于 0度), 干冰/丙酮或液氮 (更低温时)), 变温气路来的气体经过变成冷其传到检测区. 如果温度太低, 电阻丝会加热调整温度到设定值.

所以无论高温或低温检测, 都涉及电阻丝的加热. 都要防止探讨过热烧毁的意外.

这两天到实验室看了一下，从感官上理解了变温核磁

原文由 kalendae 发表:

原文由 wizardziziya 发表:

原文由 wizardziziya 发表:

原文由 mrzhanglijun 发表:
核磁在农药方面应用很少呀，以后会有应用前景吗

核磁中心的老师好像一直尝试用核磁测活体，估计农药的应用会有一定前景

记得林老师好像曾经指导过学生用核磁测定水中的乙醛，这个貌似可以应用到环境检测上

在农药方面，NMR可以检测的有：含磷、含氟农药残留分析、农药杂质及其残留毒性、农药代谢物及其残留毒性、农药降解历程研究等。

好像在环境监测中色谱的应用更多些，不过很期待有更好的技术能得到应用，大家都要为我们的环境做一些贡献啊

原文由 ly-2009 发表: 好奇的想问问sslin老师，401所他们怎么处理的呢，有什么专门的防辐射的措施吗，用的不是玻璃的核磁管吧？

401 所是位于北京房山原子能研究院的一个专门研究核辐射的机构, 在检测方面自然有良好的辐射防护措施.
我在 Kentucky 大学读书时, 化学系有一个 Ehmann 教授的课题组专门研究中子活化分析 (例如可以检测头发判断稀有元素的含量), 他的课题组一直都维持有一个从房山原子能研究院来的人员做访问学者, 一两年期满返国前会另有人来接替. 因此我认识了不少原子能研究院的人员. 曾多次参观他们的检测实验室, 有机械手负责取样检测, 旁边堆着一堆防辐射的砖块. 检测人可以从别的实验室透过摄像机观测检测情况.

顺便提一下我课题组这些年来结合核射线 (伽马射线) 与 NMR 进行的课题探讨.
北大化学学院的应用化学系有一个 Co-60 放射源, 我们学院老师可以免费使用. 我曾安排了一些学生进行相关的实验.
动机是听说经过伽马射线照射, 乙醚 (CH3CH2OCH2CH3) 可能裂解重新组合, 得到含有乙醇之类的化合物. 由于我课题组发展有简易碳谱检测, 便设计了几个大试管装满各种常用的有机溶剂 (包括醇类 (MeOH, EtOH), 醚类 (Et2O, THF, dioxane), 腈类 (CH3CN), 酮类 (acetone), 卤烷 (CHCl3, CCl4) ….) 前往检测. 原打算照射后取回样品, 直接将样品液体置入核磁管检测简易碳谱, 看是否产生其它碳峰. 经过了几个月的折腾, 一再增强辐射强度, 由 1 Gy 增加到 20 Gy (Gy 为吸收剂量的单位, 1 Gy = 每公斤1焦耳), 也增加照射时间, 由几小时到连续几天, 样品经过核磁共振碳谱检测, 都没有变化.
不过每次反应, 原是透明的试管玻璃都变成咖啡色 -- 或许可以应用来制作太阳眼镜.
NMR 鉴定这些有机溶剂很稳定不会因强辐射而瓦解产生各种反应产物. 这点连鼓动我合作这方面探讨的应化系老师同仁也心中纳闷, 他自己都以伽马射线照射后会导致裂解得到类似单电子中间体引发多种副产物.
也尝试过混合溶剂的反应, 例如环己烯和其他溶剂混合, 看能否捕获到什么东西.
也尝试了乙醇+乙酸进行酯化反应, 和空白实验对比, 发现辐射没有引发可观的反应.

唯一成功有反应现象的是: 2-甲基丙烯酸乙酯 (CH2=CHCH3-CO2CH2CH3), 原本是透明的液体, 经照射后, 变成透明的压克力状漂亮固体. 这是辐射引发的聚合反应. 有心人可以设计将小东西 (小虫子或小饰物) 放入, 照射后变成一块透明固体内含虫子的漂亮饰物.

上述实验范例虽然结果都是没有变化, 但是, NMR 的确展现了它实用的功能, 能很方便而明确的告知反应的结果.

原文由 iamben250 发表:
我来补充一下，有无虽然LC具有很好的分离能力，但是对于NMR来说，他的反应速度能否跟上LC的分离速度也是一个要考虑的问题。
比如，如果LC能两种物质分开，保留时间分别是5分钟和10分钟，这可以用NMR进行分析，NMR能够有足够的时间来处理两个化合物；如果保留时间分别是9.5和9.0分钟，这个时候，NMR就很难把两者区分开了吧。

不过我们没必要作连续测定,可以做停止测定, 即先分离后测定,这样虽然操作麻烦点,可以解决上述问题.

原文由 ly-2009 发表:

原文由 sslin 发表:

原文由 handsome_21 发表:

原文由 hjch211 发表:

玻璃无法挡住辐射, 要隔绝辐射目前知道最有效的是铅版.

帮忙将样品转送到房山 401 所检测. 检测结果, 除了含有大量的氚的 β 射线外, 还含有 56Co, 57Co, 58Co, 95mTc, 183Re 等放射性元素, 这些会放射 gama 射线, 经检测活度分别为 25, 20, 75, 9, 31 Bq (每秒衰变), 或 0.68, 0.54, 2.0, 0.25, 0.83 nCi (毫微居里). 据了解这五种核素的半衰期分别为: 56Co (77.27d), 57Co (271.8d), 58Co (70.82d), 95mTc (61d), 183Re (70d).

好奇的想问问sslin老师，401所他们怎么处理的呢，有什么专门的防辐射的措施吗，用的不是玻璃的核磁管吧？

我感觉gama射线不是核磁管能挡得住的,应该用了一些特殊的操作或装置

原文由 sslin 发表:

原文由 ly-2009 发表: 好奇的想问问sslin老师，401所他们怎么处理的呢，有什么专门的防辐射的措施吗，用的不是玻璃的核磁管吧？

401 所是位于北京房山原子能研究院的一个专门研究核辐射的机构, 在检测方面自然有良好的辐射防护措施.
我在 Kentucky 大学读书时, 化学系有一个 Ehmann 教授的课题组专门研究中子活化分析 (例如可以检测头发判断稀有元素的含量), 他的课题组一直都维持有一个从房山原子能研究院来的人员做访问学者, 一两年期满返国前会另有人来接替. 因此我认识了不少原子能研究院的人员. 曾多次参观他们的检测实验室, 有机械手负责取样检测, 旁边堆着一堆防辐射的砖块. 检测人可以从别的实验室透过摄像机观测检测情况.

顺便提一下我课题组这些年来结合核射线 (伽马射线) 与 NMR 进行的课题探讨.
北大化学学院的应用化学系有一个 Co-60 放射源, 我们学院老师可以免费使用. 我曾安排了一些学生进行相关的实验.
动机是听说经过伽马射线照射, 乙醚 (CH3CH2OCH2CH3) 可能裂解重新组合, 得到含有乙醇之类的化合物. 由于我课题组发展有简易碳谱检测, 便设计了几个大试管装满各种常用的有机溶剂 (包括醇类 (MeOH, EtOH), 醚类 (Et2O, THF, dioxane), 腈类 (CH3CN), 酮类 (acetone), 卤烷 (CHCl3, CCl4) ….) 前往检测. 原打算照射后取回样品, 直接将样品液体置入核磁管检测简易碳谱, 看是否产生其它碳峰. 经过了几个月的折腾, 一再增强辐射强度, 由 1 Gy 增加到 20 Gy (Gy 为吸收剂量的单位, 1 Gy = 每公斤1焦耳), 也增加照射时间, 由几小时到连续几天, 样品经过核磁共振碳谱检测, 都没有变化.
不过每次反应, 原是透明的试管玻璃都变成咖啡色 -- 或许可以应用来制作太阳眼镜.
NMR 鉴定这些有机溶剂很稳定不会因强辐射而瓦解产生各种反应产物. 这点连鼓动我合作这方面探讨的应化系老师同仁也心中纳闷, 他自己都以伽马射线照射后会导致裂解得到类似单电子中间体引发多种副产物.
也尝试过混合溶剂的反应, 例如环己烯和其他溶剂混合, 看能否捕获到什么东西.
也尝试了乙醇+乙酸进行酯化反应, 和空白实验对比, 发现辐射没有引发可观的反应.

唯一成功有反应现象的是: 2-甲基丙烯酸乙酯 (CH2=CHCH3-CO2CH2CH3), 原本是透明的液体, 经照射后, 变成透明的压克力状漂亮固体. 这是辐射引发的聚合反应. 有心人可以设计将小东西 (小虫子或小饰物) 放入, 照射后变成一块透明固体内含虫子的漂亮饰物.

上述实验范例虽然结果都是没有变化, 但是, NMR 的确展现了它实用的功能, 能很方便而明确的告知反应的结果.

原来是这样,不过我感觉做放射性元素实验还是很危险的,在做的时候要注意防护,而且有些射线不是防护所能解决的, 必须在机械的条件下操作,所以说,慎重!!!

原文由 sslin 发表:
顺便提一下我课题组这些年来结合核射线 (伽马射线) 与 NMR 进行的课题探讨.
增加照射时间, 由几小时到连续几天, 样品经过核磁共振碳谱检测, 都没有变化.
不过每次反应, 原是透明的试管玻璃都变成咖啡色 -- 或许可以应用来制作太阳眼镜
上述实验范例虽然结果都是没有变化, 但是, NMR 的确展现了它实用的功能, 能很方便而明确的告知反应的结果.

这个细节很奇特啊！辐射改变了玻璃所含元素的氧化态？

原文由 kalendae 发表: 请问：扩散谱的原理是什么？有何应用？

现在提供一些扩散谱 DOSY 的相关信息.
DOSY 的英文全名为 Diffusion-Ordered NMR Spectroscopy, 原理大致是借由梯度的变化, 导致扩散速率不同.
DOSY 谱图的座标轴为化学位移以及扩散速率 (m2/s,  放大 10¹⁰ 倍).
以下提供一些范例. 可以看出 DOSY 除了氢谱, 也可以检测杂核 (磷谱), 甚至检测 cosy 与 hmbc (涉及三维谱).

原文由 hjch211 发表: 能否展示几个gHSQC和gHMBC操作的应用实例，对这方面了解很少，谢谢

HMBC 和 NOESY 是非常特殊解决化合物立体结构疑难杂症的利器. 在第七页 69 楼提供有一些范例.

对于 HSQC (加 g 表示梯度操作), 其功能不如 HMBC 或 NOESY 神妙. 主要是检测 H-C 相关, 方便用来解决一维谱出现的归属问题. 在天然物的归属列表中, 写出 HSQC, 下面再分列两行 H 与 C 的信息, 如下图所示.

HSQC 协助碳谱归属的范例如下: 2-甲基丙稀酸乙酯 (CH2=CHCH3-CO2CH2CH3) 的碳谱解析过程存在疑惑, 不确定 4,5 号C的归属. 利用 HSQC 可以明确的辨别出来.