[发明专利]一种基于三维核磁共振谱鉴定链烷烃与环烷烃的方法

说明书

本发明公开了一种基于三维核磁共振谱鉴定链烷烃与环烷烃的方法。该方法首先获得待测样品的二维氢‑碳相关谱和三维HSQC‑TOCSY谱，然后基于三维核磁共振谱对二维氢‑碳相关谱中的谱峰信号进行全归属。对待测样品二维氢‑碳相关谱中的谱峰进行鉴定，比较与其它谱峰碳化学位移、由三维谱获得的氢‑氢TOCSY信号及强度、谱峰氢化学位移，从而确定待鉴别的信号属于链烷烃或者环烷烃。优点是：技术可靠，可有效鉴别有机混合物和润滑油基础油中的链烷烃和环烷烃，避免了主观因素和人为误差，结论科学可靠。

技术领域

本发明涉及核磁共振波谱学检测及分析方法，尤其是涉及基于三维核磁共振谱鉴定链烷烃与环烷烃。

背景技术

近年来，随着我国对润滑油基础油研究的不断深入以及对油品质量要求的不断提高，润滑油基础油加工技术的发展变得越来越重要。为了调整加工工艺，提高产品质量，需要对润滑油基础油的烃类组成进行分析，而润滑油基础油中链烷烃与环烷烃的分离分析是检测鉴定的难点。

目前，润滑油基础油的组成分析主要通过质谱法等技术来完成，这些技术一般能得到饱和链烷烃、环烷烃、芳香烃等烃类组成但没法得到其支链结构信息，而核磁共振技术尽管能获得烃类的支链结构信息，但现有方法无法区分润滑油基础油烃类组成中的主要成分链烷烃和环烷烃。

发明内容

本发明目的是提供一种基于三维核磁共振谱鉴定链烷烃与环烷烃的方法，可以将有机化合物混合物和润滑油基础油中的链烷烃及环烷烃信号进行鉴定，为润滑油基础油工艺技术的进一步改进提供有力帮助。

本发明的技术方案是通过下列关键步骤实现的：

1)将样品装入5mm核磁样品管，并将样品管放入Bruker AVANCE 700MHz核磁共振谱仪，实验温度可选择范围为298～318K，等待5～10分钟以便使样品内的温度达到平衡。然后采集一维氢谱，测定质子的90度硬脉冲的脉冲宽度，同时对氢的谱宽进行优化。

2)采集二维氢-碳相关谱，对碳的谱宽进行进一步优化，优化后碳的谱宽为10～50ppm，氢的谱宽为5～10ppm。

3)设置用于获得高灵敏的三维核磁共振谱实验：

导入编译好的本发明脉冲序列：首先施加一个质子90度硬脉冲，延时0.5*Δ时间，然后同时施加质子和X核180度硬脉冲，再延时0.5*Δ时间，施加一个1～2.5毫秒的质子脉冲。然后，同时施加质子和X核90度硬脉冲，延时0.5*t₁时间，施加一个质子180度硬脉冲，再延时0.5*t₁时间后，施加一个系统自带1ms的梯度脉冲GZ1SMSQ10.100梯度场脉冲。之后，施加一个X核180度硬脉冲，延时δ时间后，同时施加质子和X核90度硬脉冲，延时0.5*Δ时间，施加一个质子180度硬脉冲。之后延时0.5*t₂时间，施加一个X核180度硬脉冲。再延时0.5*t₂时间后，施加一个系统自带质子的TOCSY自旋锁定组合脉冲，然后延时δ，施加一个质子180度硬脉冲，之后施加一个系统自带1ms的SMSQ10.100梯度场脉冲，然后开始采样，在采样期间对X核进行Garp组合脉冲去耦。

设置化学位移和J耦合演化时间Δ的值为1.4～2.1毫秒；t₁为F1维对应的X核化学位移演化时间，其初始值为0.128毫秒；t₂为F2维对应的质子化学位移演化时间，其初始值为0.155毫秒；设置演化时间δ的值为1～2毫秒；设置TOCSY自旋锁定组合脉冲混合时间20～150毫秒，三维采样点数分别为400～1024、40～120和48～128，扫描次数16～64，空扫次数16～64，扫描时间间隔为1～2秒，然后开始采集核磁共振信号。

4)对前述步骤3)所获得的数据进行三维傅立叶变换处理，得到三维核磁共振谱；