有机化学专业的本科生通常会接触到核磁共振(NMR)波谱学，特别是在结构阐明方面．然而，定量核磁共振(qNMR)1，2在很大程度上仍然被忽视，尽管在化学和制药部门对样品纯度的评估越来越重要。3.
此外，介绍给本科生的定量分析方法——即HPLC和GC分析——通常采用通常的添加法，即峰值强度与已知浓度的样品创建的校准曲线相关联。4，5
这种技术也被用于qNMR光谱，6而且，虽然有效，方法采用内部校准被认为是更准确的，导致较低的模糊水平。7、8
在本文中，nmready-60.用两种方法对工业白酒中的酒精含量进行了测定。第一步涉及校正曲线的制备，而第二步涉及使用内部校正剂。此外，将比较从两种技术获得的数据，并强调应用内校准的好处。
过程
校准曲线的制备
D中的乙醇溶液2首先制备O (5%， 10%， 15%， 20%， 25%， 30% v/v)，然后分别将各0.6 mL溶液转移到NMR管中，最后插入NMReady-60中。平衡5分钟后1H NMR谱最终以三份记录如下：
- 光谱中心:5ppm
- 光谱宽度：20 ppm
- 接收器增益：12dB
- 扫描次数:8次
- 点数:4096
- 延时:32秒
- 脉冲角度：90°
- 虚拟扫描:0
在每个光谱内，整合乙醇三态（δ= 0.84ppm），随后记录绝对整体区域。绘制已知的EtOH浓度与绝对整体面积（作为每浓度记录的三份酸盐的平均值）绘制以产生校准曲线。
通过校准曲线制备用于量化的未知样品
在核磁共振管中，将0.3 mL的商品酒与0.3 mL的D混合2通过微管。合成的样品完全混合，然后插入核磁共振。然后让样品平衡5分钟，然后记录1H NMR光谱三次校准曲线参数。使用乙醇三联体的绝对整体，测量单个样品的醇含量。校准曲线方程中的该值用于计算醇含量。
未知样品的制备以供内标定量
取核磁共振管，取0.3 mL马来酸溶液——将1.6354 g(纯度≥99%)溶解于D2O在5ml的容量瓶中-通过微型移液管加入0.3 mL的商品酒中。合成的样品完全混合，然后安装到核磁共振波谱仪上。让样品平衡5分钟，然后记录1H NMR谱，包含以下参数，一式三份:
- 光谱中心:5ppm
- 光谱宽度：20 ppm
- 接收器增益：自动
- 扫描次数:8次
- 点数:4096
- 三个延迟：28秒
- 脉冲角度：90°
- 虚拟扫描:0
为了测量醇含量，将1H NMR谱中乙醇的三态态和马来酸的单态态(δ = 6.09 ppm)进行了综合。然后，使用以下方程:
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（1） |
在那里,
米Etoh.=乙醇质量
n马=马来酸单身（2）中的质子数
我Etoh.＝乙醇三联体的整体面积
米马=马来酸质量(0.0981 g)
兆瓦Etoh.=乙醇的分子量(46.07 g/mol)
nEtoh.=乙醇三重态(3)中的质子数
我马=马来酸单重态的积分面积;
兆瓦马=马来酸的分子量(116.07 g/mol)
将已知值代入，可将式1简化为:
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（2） |
根据公式2，单个样品中的乙醇质量可以通过其密度(ρ = 0.789 g/mL)转换为体积。乙醇的体积百分比由这个值确定。
结果与讨论
如本程序所述，取得的1H NMR Spectra伴随着长时间的延迟;这对于实现准确和可靠的结果非常重要。间隙延迟的持续时间与NMR样品的延迟直接成比例T1放松时间，通常设置为最长T1松弛时间乘以5倍，以确保在应用下一个脉冲之前，样品中的每个核都已完全放松。为了达到这个标准，T1测定乙醇的三联体（〜4-7秒）和马来酸（〜2秒）的单胞片的弛豫时间，以鉴定适当的间隙延迟。
图1显示了通过将乙醇浓度绘制反对绝对整体区域而产生的校准曲线。有人看到数据点非常适合（r2= 0.9992）至线性方程，用于测量市售的液体样品中的醇含量。
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图1所示。编制测定酒精含量的校准曲线。
用标定曲线测定了商品白酒的酒精含量，结果如表1所示。
表1。通过校准曲线测量的酒精含量
|
酒精含量(% v/v) |
|
|
| 商业酒 |
制造商 |
实验(一) |
%的错误 |
| 尚博尔 |
16.5 |
15.94 |
3.39 |
| Frangelico |
20．0 |
19.71 |
1.45 |
| Disaronno |
28．0 |
27.57 |
1.54 |
| 皇冠皇家苹果 |
35.0 |
34.88 |
0.34 |
| 金万利酒 |
40.0 |
38.96 |
2.60 |
| 孟买蓝宝石 |
40.0 |
38.74 |
3.15 |
(一)实验值是3个单独获得的平均值。
可以清楚地观察到，取得的结果与制造商为一系列样品规定的酒精含量很好地相关，百分比误差范围在0.34到3.39之间。
具有内部校准 - 马来酸的商业液体样品 - 由代表突出显示1H NMR谱(见图2)。
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图2。例子1H NMR谱获得用内部校准物量化醇含量。
马来酸的单重态在δ = 6.06 ppm，而乙醇的三重态在δ = 0.82 ppm。表2显示了用内标技术建立的酒精含量。
表2。采用内标法测定酒精含量
|
酒精含量(% v/v) |
|
|
| 商业酒 |
制造商 |
实验(一) |
%的错误 |
| 尚博尔 |
16.5 |
16.81 |
1.88 |
| Frangelico |
20．0 |
20.38 |
1.90 |
| Disaronno |
28．0 |
27.94 |
0.21 |
| 皇冠皇家苹果 |
35.0 |
35.7 |
2.00 |
| 金万利酒 |
40.0 |
39.67 |
0.83 |
| 孟买蓝宝石 |
40.0 |
40.05 |
0．13 |
(一)实验值是3个单独获得的平均值。
可以看到酒精含量之间建立了极好的相关性nmready-60.和制造商报告的酒精内容。除了否定要准备单独的校准曲线的必要性之外，与用校准曲线获得的那些相比，内部校准剂还提供了更精确的结果，越低于0.13和1.90之间的百分比百分比。
结论
本文展示了NMReady-60是如何在实验中有效地用于准确测定各种商业白酒的酒精含量的。这里使用了两种技术，并获得了互补的结果。然而，当使用内标时，更准确的结果被确定，校正曲线的制备也被取消。此外，实验可以很容易地进行，并提供了一个很好的介绍原理和使用qNMR在本科实验室设置。
数据的可访问性
NMReady-60支持数据直接处理和打印。也可以将数据直接导出到USB或网络文件中，在那里可以使用第三方核磁共振处理软件进行处理。
参考和进一步阅读
- 泡利,g . f .;Jaki, b .美国;Lankin, d . C。J. NAT。刺激。2007年，70, 589年。
- 泡利,g . f .;陈，陈;Simmler，C。;Lankin，D. C .;Gödecke，T。Jaki, b .美国;Friesen，J.b .;Mcalpine，J.B。;Napolitano，J。G. J.地中海,化学。2014年，57, 9220年。
- Malz f;Jancke, H。j .制药。生物医学。肛交。2005年，38, 813年。
- 大米、g·W。J.Chem。教育。1987年，641055。
- 弗格森g·K。J.Chem。教育。1998年，75., 467年。
- Rajabzadeh, M。J.Chem。教育。2012年，89., 1454年。
- 定量核磁共振技术细节和TraceCERT®认证的参考资料,亚博网站下载https://www.sigmaaldrich.com/content/dam/sigma-aldrich/docs/Sigma-Aldrich/Brochure/1/qnmr-brochure-rjo.pdf(访问2019年3月4日)。
- 山，r;尼克尔森,c·P。J.Chem。教育。2017年，94., 1965年。
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