lecture5---二维谱COSY

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1、二维核磁超复杂的一维核磁的解读－－－二维核磁1HNMRSpectrumofUbiquitin二维核磁原理Fatherof2DNMR:Jeener,BelgiumMainDevelopers:RRErnst，(Switzerland),RFreeman(UK,Oxford)常见二维核磁的功能1H－1HCOSY2键或3键质子耦合1H－1HTOCSY具有连续的键合联系的质子耦合1H－XHMQC，HSQC通过质子观察1键异核耦合1H－XHMBC通过质子观察2或3键异核耦合，多用于13CX－XCOSY天然丰度大于20％的杂核之间的1键耦合X－XINADEQUATE低天然丰度的杂核

2、之间的1键耦合1H－1HNOE差谱一维、二维NOESY、ROESY空间上接近质子之间的耦合常见二维核磁的功能二维核磁原理2DNMRisadomainofFTandpulsedspectroscopy+1D+1D=2D2Ddetectsignalstwice(before/aftercoupling)Sameas1Dexperiment90ºpulseTransfersbetweencoupledspins准备期(preparation)：主要任务使核处于热平衡状态或者在一次采样之后使自旋恢复到平衡状态。演化期(evolution)：准备期建立起来的平衡态破坏之后核自旋在

3、旋转坐标XY平面发生进动。进动的过程一般称为演化。t1是变化的。混合期(mixing)：在演化期完成之后，可以选择测定已演化的磁化矢量，混合期有可能不存在，它不是必不可少的。检测期(acquisition)（t2）：在检测期内以通常方式检出FID信息。与t2轴对应的2是通常的频率轴，与t1轴对应的1是什么，则决定于在演化期是何种过程。二维核磁原理二维核磁原理evolutiont1evolutiont1evolutiont1The‘basic’2Dspectrumwouldinvolverepeatingamultiplepulse1Dsequencewithasys

4、tematicvariationofthedelaytimet1,andthenplottingeverythingstacked.二维核磁原理二维核磁原理横轴代表2轴，纵轴代表其它频率1轴。分为三大类:J分辨谱亦称为J谱，把化学位移和自旋偶合的作用分辨开来。2.化学位移相关谱（Chemicalshiftcorrelationspectroscopy）是2DNMR的核心，它表明共振信号的相关性。有三种位移相关谱：同核，异核，NOE和化学交换等相关谱。3.多量子谱（multiplequantumspectroscopy）Δm>1的整数，用脉冲序列可检出多量子跃迁，得到

5、多量子跃迁的二维谱。二维核磁原理CorrelationSpectroscopy(COSY)ThefirstpulsecreatestransversemagnetizationcomponentswhichevolvechemicalshiftandhomonuclearJ-couplingduringtheevolutionperiodt1.Thesecondpulsemixesthemagnetizationcomponentsamongallthetransitionsthatbelongtothesamecoupledspinsystems.Correlatio

6、nSpectroscopy(COSY)---Whatdowewant目标：揭示自旋－自旋耦合AX自旋耦合体系CorrelationSpectroscopy(COSY)揭示自旋－自旋耦合CorrelationSpectroscopy(COSY)---HowItworksCorrelationSpectroscopy(COSY)A(t1)=Ao*cos(wo*t1)X分量的强度wot1f2(t2)频率f2来自于对t2的傅立叶变换多个不同的t1形成一个类似FID的规律频率f1来自于对t1的傅立叶变换t1A(t1)CorrelationSpectroscopy(COSY)---

7、Seeit?t2t1time-timef2t1time-frequencyfrequency-frequencyf2f1由一个频率轴（化学位移）确定的一维图谱已经转换成了二维图谱，其中两个频率轴1和2均与化学位移相对应，不同质子在它们各自的进动频率处（，）出现信号峰。不难想象，在频率域中二维图谱的信号峰出现在正方形的对角线（，）上，化学位移较大的信号分布在二维图谱对角线的左下方，化学位移较小的信号分布在右上方。信号大小的任何调控，比如来源于自旋核之间的偶合相互作用，以“交叉峰”的形式出现在对角线的两侧。CorrelationS