固体核磁共振Multiple-CP定量技术的参数优化与应用研究

固体核磁共振Multiple-CP定量技术可实现对不同体系、 不同定量信息的检测. 然而, Multiple-CP对样品属性的宽容度较低, 其中有关样品属性的核磁共振参数包括氢的自旋晶格弛豫时间(T_1,H)、 交叉弛豫时 间(T_CH)和自旋锁定场下氢的自旋晶格弛豫时间(T_{\mathrm{1}\rho }^{\text{?}\mathrm{H}})等. 因而需要系统地掌握Multiple-CP各种实验参数与样品上述特性参数之间的关系, 从而确定Multiple-CP技术可适用的体系范围以及最优的实验参数范围. 基于此, 首先以L-丙氨酸为模型样品, 探讨在Multiple-CP实验中弛豫恢复时间(t_d)、 交叉极化接触时间(t_p)和交叉极化次数(n) 3种实验参数对分子中基团比例测量结果的影响规律. 并以L-缬氨酸、 L-丙氨酸/L-缬氨酸的混合物为模型样品, 探讨样品特性参数的差异性对Multiple-CP实验参数范围的影响. 实验结果表明, t_p受T_CH和\text{?}{T}_{\mathrm{1}\rho }^{\text{?}\mathrm{H}}的影响较大. 对于纯净物或均相体系, T_CH是影响t_p参数设置的关键. 依据实验数据发现, 当样品中各基团T_CH差异度小于8%时, 实验对t_p的宽容度较高; 对于混合物体系, 需同时考虑混合物中组分\text{?}{T}_{\mathrm{1}\rho }^{\text{?}\mathrm{H}\text{?}}差异度的影响. 当组分\text{?}{T}_{\mathrm{1}\rho }^{\text{?}\mathrm{H}\text{?}}差异度为32%、 各基团T_CH差异度为21%时, Multiple-CP对t_p的宽容度高, 可在较宽的参数范围内实现定量检测. 而当T_CH差异度较大时, 获取定量结果时t_p的参数范围较小, 实验条件较苛刻. Multiple-CP定量方法更适用于T_CH和\text{?}{T}_{\mathrm{1}\rho }^{\text{?}\mathrm{H}\text{?}}差异度较小的样品体系的定量研究. 通过研究样品T_CH和\text{?}{T}_{\mathrm{1}\rho }^{\text{?}\mathrm{H}\text{?}}对实验参数的影响, 总结了Multiple-CP方法所适用的样品体系特征, 为使用Multiple-CP进行定量检测提供可参考的参数设置方案.     

Precise molecular weight determination and structure characterization of end-functionalized polymers: An NMR approach <Emphasis Type="Italic">via</Emphasis> combination of one-dimensional and two-dimensional techniques

We present here the application of one-dimensional and two-dimensional NMR techniques to characterize the structure of methoxyl end-functionalized polystyrenes (PS). The peaks in ¹H-NMR spectra corresponding to main-chain, side-chain and chain-end groups are assigned by ¹H-¹H gCOSY, ¹H-¹³C gHSQC and gHMBC spectra. For the first time, the spin-lattice relaxation time (T ₁) of protons of the chain-ends is revealed to be affected more by polymer molecular weight (MW) than by the protons of the main-chains and the side-chains (almost independent from MW). As a result, a much higher delay time (d1) for chain-ends (d1 > 20T ₁) is needed for quantitative NMR measurement when using end-group estimation method to obtain the MW of PS, which is in accordance with the value estimated by GPC. An improved method for the polymer MW determination is established, by combination of different NMR techniques to distinguish the peaks, and a large d1 setting to achieve quantitative NMR analysis.     

耗时短、通用性强的固体核磁共振交叉极化定量检测方法

设计了r CDPz脉冲序列,结合使用ramp CP技术,提出了rQCPz/rQCPz~(RC)定量检测方法.与QCP/QCP_(RC)方法相比,rQCPz/rQCPz~(RC)更适用于高速魔角旋转条件及T_2~I较长的样品体系.为了评估rQCPz/rQCPz~(RC)方法的准确性,选取丙氨酸、组氨酸及二者的混合物作为检测样品,分别测定了样品分子基团的相对比例及混合物的组分含量.通过对DP,CP和rQCPz/rQCPz~(RC)法测定结果进行比较发现,与CP方法相比,rQCPz/rQCPz~(RC)检测结果的准确度显著提高,且准确度与传统的DP定量方法相当,但实验时间大大缩减.