化学博士神操作！不加内标，使用氘代氯仿的溶剂峰测定核磁产率！
有机合成，尤其是有机合成方法学经常要计算核磁产率（NMR yield），这时就要用到qNMR（定量核磁）。qNMR定量的原理是在测试样品中加入准确定量的内标物，由于NMR光谱中的信号强度与负责该特定共振的质子数成正比，根据内标物的谱峰积分面积和目标物的积分面积就可以计算目标产物的含量。
图1 内标法qNMR操作流程示意图
qNMR可以对粗产物混合物进行简单的定量，确定反应收率以及有机化合物的纯度。理想的内标应该是高纯度、便宜、稳定、化学惰性、不挥发、不吸湿并且可溶于大多数NMR溶剂的化合物。但是，如果内标物是非挥发性的，那么样品的回收就比较麻烦。为了解决这个问题，近日，拉脱维亚（全球女性最“过剩”的国家，男女比例10:1）有机合成研究所的化学家提出了一种新的解决办法，使用氘代溶剂CDCl3中的残留溶剂作为内标，相关论文在美国化学会旗下J.Org.Chem.发表。
CDCl3是有机合成实验室中最常用、最便宜的NMR溶剂之一，对大部分有机化合物都能溶解，而且方便样品回收，因此常被用作NMR的首选溶剂。并且如果存储得当，其浓度对于批料将保持恒定。
图2 CHCl3溶剂
如果要想用残留的溶剂信号作qNMR的内标，前提是要确定了CDCl 3批次中精确的CHCl3浓度。研究人员首先使用1,3,5-三甲氧基苯（TMB）做内标测定了CDCl3中未氘化的CHCl3残留溶剂的浓度，测试结果为16.231±0.138mM。1个月后重复测定为16.144±0.037 mM（标准偏差为0.23％），证明CHCl3浓度可以保持恒定至少1个月。
图3 CDCl3中CHCl3浓度的测定示意图
搞清楚CHCl3浓度后，就可以用它进行NMR定量测试了。作者建议通过称重准确定量CDCl3。将盖有样品的小瓶放在分析天平上，并测量皮重。向小瓶中添加CDCl 3（〜1 mL），立即用螺帽密封小瓶，并通过分析天平测量CDCl3的精确重量。摇动样品直至所有分析物溶解。将样品溶液转移到NMR管中并记录1 H NMR光谱。将7.26 ppm处的CHCl3信号和分析物信号进行积分。根据下面的等式计算核磁产率。
图4 使用CDCl3残留溶剂做内标测定核磁产率示意图
图5 等式1. c （CHCl3）是计算出的氯仿质子浓度[mM/L]，I (X)是所研究化合物的积分强度，N(x)是所研究化合物的积分质子数，M(x)所研究化合物的分子量。
研究人员使用这种方法确定了9种化合物的重量m（qNMR CHCl3），并与TMB做内标的qNMR结果进行对比。结果表明新方法的准确性与使用TMB作为内标的传统方法相当。
作者进一步将这个技术用于了乙烯基砜9合成条件的优化筛选，使用CDCl 3 qNMR方法，可以很容易地评估粗产物和分离出的产物的1H NMR收率和产物9的纯度，从而快速确定最佳反应条件（entry 4）。
【qNMR分析方法操作步骤】
将反应混合物在0℃下搅拌15分钟。滤出白色沉淀物，滤饼用溶剂（1mL）洗涤，并将滤液减压蒸发。向粗产物中，加入约3g精确称量和预先确定的CHCl3浓度的CDCl3。将样品溶液转移到NMR管中并记录1 H NMR光谱。将分析物的选择信号进行积分。在qNMR条件下测量1 H NMR后，根据等式1确定样品中的产物重量，然后根据等式2计算核磁产率。
等式2
作者建议，实验室可以标定一瓶常规使用的CDCl3，足够使用一个月。对于需要经常回收样品的同学实在是再实用不过了，有兴趣的同学不妨也试一试。希望这个巧妙的想法能提高大家的工作效率。。
论文链接：
https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acs.joc.0c02744