TMS：核磁氢谱中TMS和残留氯仿峰都存在

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坦率地说，作为天然有机化学的研究者，作者有时提到TMS，有时提到残留氯仿，更多时候指的是两者。当不需要化学位移精度时（例如，当新化合物没有参考化学位移时），这似乎很好，但当需要更精确的化学位移信息时，例如通过化学位移检测样品中已知化合物的存在与否，则不然。因此，NMR内标的合理选择非常重要，但很容易被很多人（包括笔者本人）忽视。

最近，这个问题引起了国际知名化学家明尼苏达大学（UMN）的R. Hoye教授的关注。直观地说，氯仿似乎更容易受到溶质分子的干扰，因为它是氢键供体并且具有永久偶极子。但事实真的如此吗？Hoye教授的团队做了一个有趣的实验，通过首次同时研究TMS和氘代氯仿来解决这个难题。

R. Hoye教授。图片来源：UMN

为了准确研究残留氯仿和TMS的化学位移变化，需要消除不同批次核磁共振检测引起的细微干扰和参数差异。传统的核磁共振管就是这样，很明显，这种干扰是无法避免的。

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Hoye的团队创造性地使用同心轴NMR管来同步样品的NMR测试（下图）。在该同心管的内管中，他们添加了含有0.05%TMS的氘代氯仿溶液（99.8%D），并且没有其他溶质作为空白对照（）。外管中加入含23个溶质和0.05%TMS的氘代氯仿溶液，溶质浓度变化范围较大。通过这种方式，测试了不同性质和浓度的溶质对TMS和残留氯仿的影响。

可以

同时测试含有溶质（外管）和空白对照（内管）的TMS氘代氯仿溶液中的同心核磁共振管示意图。图片由 J. Org. Chem 提供。

他们以丙酮为例来展示实验结果。内管内TMS和残余氯仿的化学位移没有变化（内管内残余水峰的位移也无变化），外管TMS和残余氯仿化学位移均随丙酮浓度的增加而增加。残留氯仿的化学位移大于TMS，但TMS的变化表明它不是完全惰性的（与丙酮的相互作用较弱）。

含有不同浓度丙酮的氘代氯仿（99.8%）TMS（0.05%）溶液的核磁氢谱图。图片由 J. Org. Chem 提供。

同样氯仿，对于甲醇

，TMS和残留氯仿的化学位移变化与甲醇浓度在整个实验范围内呈线性关系。他们通过线性相关图中比较残留氯仿和TMS的斜率来分析残留氯仿和TMS的相对灵敏度（FOM），结果表明残留氯仿比TMS受甲醇浓度的影响更大。

残留氯仿和TMS的化学位移变化是溶质甲醇浓度的函数。图片由 J. Org. Chem 提供。

事实上，他们研究的 23 种溶质中的大多数 （19） 表明，残留氯仿和 TMS 化学位移都受到溶质浓度的影响，前者的相对灵敏度 （FOM） 大于 1。当溶质的官能团含有氢键供体时，氯仿的化学位移变化最大。当与氯仿相似的二氯甲烷用作溶质时，对氯仿和 TMS 的影响是一致的（FOM 为 1）。4-氟硝基苯、6-氟苯和TPPO的情况正好相反，其中TMS比氯仿（FOM小于1）受到的影响更大。这可能与上述三种含苯化合物对氯仿质子的屏蔽作用有关。这种屏蔽作用可能会在一定程度上抵消化合物与氯仿形成的氢键效应。他们的研究还发现，偶极子值和溶质分子的灵敏度（FOM）之间没有显着的对映关系。

21 种溶质的氘代氯仿 （99.8%）TMS （0.05%） 溶液灵敏度 （FOM） 值。图片由 J. Org. Chem 提供。

既然已经研究了氘代氯仿溶液中残留氯仿和TMS的NMR位移变化，那么其他常用氘代试剂（如氘代丙酮、甲醇、DMSO、苯）中残留溶剂峰和TMS的趋势如何？因此，他们使用乙醚作为溶质，并使用同心轴NMR管进行类似的实验，结果表明，含有这些氘代试剂的TMS和残留溶剂峰与溶质干扰非常相似，因此这些溶液中的参比TMS不如氘代氯仿溶液中的参比TMS可靠。

最后，

文章幽默地得出结论，世界上没有真正惰性的核磁共振内标，这个实验表明，在氘代氯仿溶液中，参比TMS在大多数溶质条件下（不包括一些苯基或有机硅烷化合物）比残留氯仿更可靠。也许样品的确切化学位移值在每种实验情况下都不重要，但话又说回来，准确性比模糊性好，更何况参考TMS只是一个手势，那么为什么不养成这样的习惯呢？原

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TMS 是 CHCl3 用作 CDCl3 中的 1H NMR

L.，R.霍伊*

有机化学， 2022， 87， 905–909， DOI： 10.1021/acs.joc.

讲师介绍

R.霍伊

（本文由Born 提供）。