核磁共振光谱定量分析法介绍

（一）特点：1、对于确定的核（质子），其信号强度与产生该信号的核（质子）的数目成正比，而与核的化学性质无关。2、利用内标法或相对比较法，分析混合物中某一化合物时可无需该化合物的纯品作对照。3、信号峰的宽度很窄，远小于各信号之间的化学位移的差值，因而混合物中不同组分的信号之间很少发生明显的重叠。4、方法简易快速、专属性高，可选择性地测定复方药物或药物制剂中的组分乃至药物的立体异构体；一般无需分离，且不破坏被测样品。

（二）定量分析方法：NMR图谱中，可获得化学位移、偶合常数、共振峰面积或峰高。化学位移和偶合常数是结构测定的重要参数；而共振峰面积或峰高是定量分析的依据。共振峰面积或峰高直接与被测组分的含量成正比。定量分析时，一般只对该化合物中某一指定基团上质子引起的峰面积或峰高与参比标准中某一指定基团上质子引起的峰面积进行比较，即可求出其绝对含量。当分析混合物时，也可采用其各个组分的各自指定基团上质子产生的吸收峰强度进行相对比较，然后求得相对含量。因此，在测量峰面积或峰高以前，必须了解化合物的各组成基团上质子所产生共振峰的相应位置，也就是它们的化学位移值（d值），并选择一个合适的峰作为分析测量峰。常用的NMR定量分析方法有：

1、内标法（绝对测量法）：在样品溶液中，直接加入一定量内标物质后，进行NMR光谱测定。将样品指定基团上的质子引起的共振峰（即吸收峰）面积与由内标物质指定基团上的质子引起的共振峰面积进行比较，当样品与内标均经精密称重时，则样品的绝对重量(Wu)可由下式求得：Wu/Ws=Au·EWu/

As·EWs —— Wu=Ws·Au·EWu/ As·EWs

式中：Au为样品测得和峰面积（不少于5次测定的平均值）；As为内标物测得的峰面积（不少于5次测定的平均值）；EWu为样品在该化学位移处的质子当量；EWs为内标在该化学位移处的质子当量。若样品重为W，则百分含量=Wu/W ×100%

对内标物要求：(1)最好能产生单一的共振峰，在扫描的磁场区域中，参比共振峰与样品峰的位置至少有30Hz的间隔；(2)应溶于分析溶剂中；(3)应有尽可能小的质子当量(EWs)；(4)不应与样品中任何组分相互作用。常用的内标物有：苯或苯甲酸苄酯（在5.3ppm处，由C6H5COOCH2-C6H5中的-CH2所致），适用于非芳香化合物；马来酸，适用于非链烯型化合物。

2、相对测量法：当不能获得样品的纯品或合适的内标时，可用相对测量法进行分析。操作方法与内标法相同。计算相对含量是以样品指定基团上一个质子引起的吸收峰面积(A1/n1)和杂质指定基团上一个质子引起的吸收峰面积(A2/n2)进行比较，然后按下式计算样品与该杂质的相对百分含量：

样品的相对百分含量={(A1/n1/[(A1/n1)+(A2/n2)]}×100%

式中，n1和n2是指定基团的质子数。本法适用于含有一、二种杂质的样品的分析。

3、外标法：欲测样品中某一组分的含量，可采用该组分的标准品做成一系列不同浓度的标准液，使样品液浓度在其范围内，然后进行NMR测定，由所得图谱中某一指定基团上质子引起的峰面积对浓度作图，即得标准品的校正曲线。在平行条件下，测定样品溶液组分指定基团上质子的峰面积，即可由校正曲线求得样品的浓度。

4、峰高或峰位测量法：结构相似的混合物样品（如互为异构体），由于其NMR峰分离效果不好，用峰面积定量法不能精确测定，误差较大，此时可考虑采用峰高测量法或峰位测量法。(1)峰高测量法：是基于峰高与样品中有关核的浓度成正比，各组分之间的峰高比只取决于样品的百分组成，而与样品的多少和仪器的性能无关。测定某一对异构体时，先用异构体I和II的纯品配成溶液，再用质子快速交换简化光谱。由简化的NMR光谱可知两异构体的吸收峰互不干扰；可测出各自峰高。两者摩尔数MI+MII=1，若两者的峰高为HI和HII，则：HI=MI×CI=（1-MII）CI

；HII=MII×CII ；两式中，CI和CII是异构体I和II的峰高系数，为已知，HI和HII可测得。据此可求得MI和MII。

(2)峰位测量法：当样品中两种组分之间具有可进行质子快速交换的基团时，经质子快速交换后，原来两种组分基团的信号合并，在NMR光谱上得到单一信号，此峰的化学位移与两组分的摩尔分数有线性关系，因此，测出混合物的化学位移，可直接求出二组分的混合比例。如有机胺及其盐的N-CHa上的质子可以进行质子快速交换，可用NMR法定量测定有机胺酸性水溶液的氯仿提取液中游离胺及其盐的比例。混合物中N-CHa的化学位移(dm)可按下式计算：dm=db+(da-db)Xa

式中db和da为纯的游离胺及其盐的化学位移，Xa为盐的摩尔分数。以dm对Xa或Xb（游离胺的摩尔分数）作图，应呈直线关系。因此可先用纯品配成已知组成比例的混合物，测得其dm并作出校正曲线后，再测得未知混合物的dm，即可由校正曲线求得Xa或Xb。