[发明专利]基于核磁共振技术的氟化物扩散排序谱的测试方法

说明书

本发明涉及化学分析领域，尤其是指一种基于核磁共振技术的氟化物扩散排序谱(¹⁹F‐DOSY)的测试方法。本发明通过脉冲序列的设计以氟为观测核来测定氟的扩散系数D。目前仪器使用的测量D的脉冲序列是以氢为观测核，因此无法用于氟的D测量。在此基础上本发明改变了观测核，由氢核变为氟核，并且优化了相关参数。本发明能够克服以氢为观测核的检测方式的不足。为氟化物样品中氟的扩散系数D测定提供了一种简便有效的手段。

技术领域

本发明涉及化学分析领域，尤其是指一种基于核磁共振技术的氟化物扩散排序谱(¹⁹F‐DOSY)的测试方法。

背景技术

在有机化学的发展研究过程中，有机氟化学是研究过程中的一个重要分支。由于氟的原子半径小，电负性强等特点，含氟化合物往往具有独特的化学、物理和生物性能，目前含氟有机化学材料、军工材料、含有氟元素的润滑剂、聚四氟乙烯、含氟药物、表面活性剂、功能涂料及含氟农药中间体的合成都大大促进了氟化学的发展。

目前含氟化合物的测试方法有氟离子选择电极法，测定的氟是离子氟，不能直接测定结合状态的氟及有机氟，比色法，操作繁琐，对试剂要求甚高；气相色谱法，该方法具有敏感度高，不受其它离子干扰，重复性佳等优点，但是生物材料仍需要预处理无机化等。这些方法都有一定的局限性，共同的缺陷就是不能确是含氟化合物的种类与结构，测试方法相对复杂，且对氟元素的定性和定量的方法又少。核磁共振(NMR)波谱学是研究物质结构的一门学科，它在成分和结构分析方面有着较其它分析手段突出而明显的优势，例如对样品的限制条件少、不破坏样品，能尽量在保持样品初态的情况下完成测试。¹⁹F的天然丰度为100％，自旋量子数I＝1/2，其磁矩为2.6273核磁子。在核数目相等、磁场相同的条件下，其相对灵敏度为质子的83.4％，在频率相同的情况下为质子的94.1％。因此，核磁共振氟谱(¹⁹F NMR)容易得到高分辨率的谱图，且¹⁹F NMR检测方法具有迅速、准确、分辨率高、对含氟化合物的选择其有唯一性、其他元素对¹⁹F的测定干扰少等优点。

应用¹⁹F NMR测试辅助确定复杂含氟化合物结构起到举足轻重的作用，同时核磁共振二维谱新技术也逐渐发展起来，在众多的二维核磁共振谱中扩散排序谱(DiffusionOrdered Spectroscopy，DOSY)技术以其独特特点而成为国内外学者研究的热点之一。通过DOSY技术可测得混合溶液中各组分分子的自扩散系数(D)，依据自扩散系数的不同可实现不同组分NMR信号的分离。DOSY谱是测量扩散常数的脉冲梯度场自旋回波实验的“二维”版本，它是基于分子的平移运动通过脉冲梯度场(pulsed field gradient，PFG)来编码，使分子的扩散运动与梯度场强度建立空间和逻辑上的线性关系。自扩散的动力来源于热力学平衡下的分子的热运动，是自然界质量传递的一种基本方式，因此扩散系数也会引起相应的变化，通过扩散系数的改变反映分子络合或组装程度发生变化的方法已被广泛接受。在DOSY谱中有可能获得混合物中各个化合物的信号，它们分别出现在二维数据矩阵的不同行中，其结果类似于色谱分离的结果，只是它在NMR管中实现。目前是测量溶液中样品的自扩散系数的一个重要方法，在混合物分析、超分子、分子自组装、材料等方面的研究中得到广泛应用。

目前，核磁共振扩散排序谱DOSY技术成为核磁共振领域的研究热点之一，但以¹⁹F作为检测核的¹⁹F‐DOSY测试方法或相关技术未见报道。本发明涉及一种特殊的核磁共振谱¹⁹F NMR的DOSY谱，旨在优化¹⁹F谱和DOSY谱的检测条件，建立基于NMR技术的氟化物扩散排序谱(¹⁹F‐DOSY)测试方法；该发明结果亦可为混合物分析、超分子、分子自组装、材料等复杂体系的剖析提供一个可借鉴参考的方法。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种可直接测定氟化物核磁共振扩散排序谱的方法。