¹¹B NMR利用硼-11核的磁共振，探测溶液中含硼化合物的结构与动态。核心在于其四极矩效应导致的特征性化学位移（三配位硼δ~+80至+10 ppm，四配位硼δ~+10至-20 ppm）和谱峰宽窄。该技术广泛应用于有机合成中间体监测、锂电池电解质分析、硼药物代谢研究及材料科学中硼配位环境表征，是硼化学研究的必备工具。

¹¹B（自旋 I = 3/2，天然丰度 80.1%），在400MHz的核磁共振的共振频率约为128.3MHz。相比于碳谱而言，只要不是展宽太严重的结构，还是比较容易出峰的。最常用的内标是 BF₃·OEt₂（三氟化硼乙醚络合物），其化学位移定义为 δ = 0 ppm，默认的谱宽一般在-100ppm至100ppm之间。由于¹¹B的核四极矩会大大加速弛豫恢复，所以实验的D1可以设置很短(通常小于1s）。

上图为我公司核磁做的¹¹BNMR图，需要留意的是由于核磁探头本身有硼本底信号，这部分信号在谱图中会表现为一个抬高基线后能看到宽包（上图局部放大的箭头部分）。但是通过基线校准或者扣除空白本底能减小甚至消除本底的影响，得到较为平整的谱图（见整体图）。

同样的，¹¹BNMR中也能观察到一些1/2核如¹⁹F，³¹P造成的耦合，如上图-35ppm的五重峰，暗示着结构中含有类似BF₄^– 这样的基团。

上图总结了各种结构¹¹BNMR化学位移的大致范围供大家参考。

这边大家会有一个疑问，B元素有两种天然同位素¹⁰B和¹¹B ，为何通常选择¹¹B做核磁。这里其实主要是出于灵敏度和核四极矩两个维度的考量。

就灵敏度而言，¹¹B 的天然丰度是¹⁰B 的 4 倍多，¹¹B的共振频率又比¹⁰B高3倍，两者结合导致在相同磁场、相同浓度和实验条件下，¹¹B 的相对灵敏度约为¹⁰B 的 50倍以上。这意味着要获得¹⁰B 与¹¹B相当的信噪比，需要数百到数千倍长的实验时间或高得多的样品浓度。

而另一方面，¹⁰B 的四极矩是¹¹B的两倍多。而液体核磁中，越大的核四极矩往往意味着越宽的出峰。这导致了¹⁰B的信号通常宽如“土丘”，甚至难以从基线噪音中分辨，进一步加剧了¹⁰BNMR的识谱困难。

对于常规的液体NMR研究（溶液化学、有机合成、生物化学），目标是获取高分辨率的化学位移、耦合常数等结构信息，与¹⁰B相比，¹¹B提供了更佳的灵敏度、合理的谱线宽度和足够的信息量，因为成为了液体核磁中硼谱的首选。

除了化学位移以及周围1/2核的耦合信息外，硼谱还能通过谱图的峰宽给出一些额外信息。一般而言，如果硼谱出峰尖锐（如上图-35ppm的五重峰）意味着高对称性（如四面体 [B(OH)₄]⁻）或存在快速的动力学过程（如配体交换、平衡过程）。而较宽的硼谱信号往往意味着低对称性、较大的四极耦合（如平面三角形 BR₃），或处于慢交换状态。这里要小心的是，样品中的顺磁性杂质（如氧气、金属离子）也会导致所有信号非特异性宽化，需要加以区分。

专业检测服务再升级，助力药学化学领域高质量发展

近日，无锡瑞峰检测技术有限公司正式通过ISO9001质量管理体系认证，标志着公司在质量管理水平、检测服务规范性及客户满意度保障方面达到国际标准。作为专注于药学和化学检测的高新技术企业，瑞峰检测将以此次认证为契机，进一步强化核磁共振（NMR）、液质联用（LCMS）等核心技术的检测能力，为生物医药、新材料等领域的客户提供更可靠的技术支持。

设备性能全面达标，助力科研数据精准可靠

近日，瑞峰公司400MHz核磁共振波谱仪顺利通过2025-2026年度仪器性能验收。此次验收于2025年11月21日由设备原厂专家团队完成，所有关键性能指标均达到并优于原厂设计标准，进一步巩固了瑞峰公司在分析测试服务领域的质量优势。

核磁共振波谱仪是药物研发、化学合成及材料分析等领域的关键设备，其数据准确性直接关系到科研结果与客户项目的可靠性。为确保仪器长期稳定运行，并满足客户对谱图质量的高标准要求，瑞峰公司每年定期委托原厂对设备进行全面的性能指标确认与评估。此次验收涵盖了分辨率、灵敏度、线性等多个核心参数，旨在及时发现潜在隐患，保障设备始终处于最佳工作状态。

验收过程中，原厂工程师对瑞峰公司的核磁设备进行了系统检测与调试。数据显示，仪器各项性能不仅完全符合原厂技术要求，部分指标甚至优于标准值，体现了设备出色的维护水平和运行状态。

瑞峰公司相关负责人表示：“我们始终坚持‘质量第一’的服务原则，通过定期专业维护与性能验证，确保每一张谱图都真实、准确、可靠。此次顺利通过验收，不仅是对我们设备管理能力的肯定，也为客户后续的科研与开发工作提供了坚实保障。”

未来，瑞峰公司将继续加强仪器设备的精细化管理与技术创新，为客户提供更高效、精准的分析测试服务，助力行业科研水平持续提升。

具体性能指标及验收报告大家可在下载区下载。

核磁共振（NMR）实验时，我们常常把注意力集中在样品分子本身，却忽略了一位至关重要的“隐形向导”——氘代试剂。它不仅溶解我们的样品，更肩负着提供锁场信号和作为内标的重任。选错溶剂，轻则图谱信噪比差，重则导致谱图无法解析，甚至得出错误结论。

这篇教学贴将带你从零开始，彻底搞懂如何为你的实验选择最合适的氘代试剂。

一、 为什么必须用氘代试剂？

1. 锁场
   • 氘（²H）原子核有核磁活性，但其共振频率与 ¹H 和 ¹³C 完全不同。仪器可以识别氘信号并利用它来实时校正和稳定磁场，这个过程就是“锁场”。没有锁场，磁场会在采集过程中漂移，具体表现是原本尖锐的信号会在一个区域内重叠，得到的谱图又宽又丑。这一现象在需要长时间扫描的核磁实验比如碳谱中尤其显著。
2. 匀场
   • 核磁对磁场均匀度有极高要求。为了实现这个目标，除了磁体本身“底子”要好之外，低温匀场和室温匀场电流产生补偿磁场也起了关键作用。而匀场所依赖的“眼睛”就是氘代溶剂中的氘信号。
3. 氘代率与内标
   • 商业氘代试剂的氘代率通常不是100%（例如99.8%）。那未被氘代的少量质子就会在谱图中留下一个信号，这就是残留溶剂峰。经常做液体核磁的同学都知道，即使氘代率达到99.8%的氘代试剂，所残留的溶剂峰有时候都和样品的目标峰在同一个强度级别；那假如溶剂没有被氘代，那样品峰基本就会淹没在溶剂信号的“汪洋大海”之中了，对目标化合物的识别和解析产生非常大的干扰!
   • 这个残留峰还有一个非常重要的用途：作为化学位移的内标。我们报告的所有化学位移（如 δ 7.26 ppm for CDCl₃）都是相对于这个内标峰来确定的。

二、 选择氘代试剂的“黄金法则”

核心原则：相似相溶原理。

你的样品必须能充分溶解在所选溶剂中。溶解度不足会导致信号弱、信噪比差，甚至根本测不出。这是所有选择的基石。

三、 选择时的关键考量因素

在选择时，请依次思考以下四个问题：

1. 溶解度（首要问题）

• 低极性有机物（如烷烃、芳香烃）：
  • CDCl₃（氘代氯仿）：它能溶解绝大多数中低极性的有机化合物，价格相对便宜，是实验室的“万金油”。
  • C₆D₆（氘代苯） ：它们对非极性分子溶解性好。此外，由于苯环的磁各向异性，它能够引起溶质分子的信号发生显著的位移，有些时候对于一些在其他溶剂中重叠信号的识别有特效。
• 极性大、水溶性强的化合物（如糖、氨基酸、无机盐）：
  • D₂O（重水）：首选。注意，活泼氢（如-OH, -NH₂）会与D₂O发生交换，其信号会减弱或消失。
• 化合物溶解性不明时
  • DMSO-d6（氘代二甲亚砜）：溶解能力极强，号称“万能溶剂”。能溶解很多CDCl₃和D₂O难溶的物质。但它粘度大，可能导致峰变宽，且沸点高不易回收样品。

2. 化学惰性

• 确保你的样品不会与溶剂发生反应。
• 特别注意：
  • CDCl₃：久置会分解产生少量DCl（氘代盐酸），呈酸性。对于对酸敏感的物质，使用前需用碳酸钾干燥。
  • D₂O：和活泼氢会发生氢氘交换，从而使结构中的活泼氢不可见。
  • 丙酮-d6：具有羰基，可能会与某些亲核试剂反应。

3. 溶剂峰的干扰

• 每种氘代溶剂都有其残留质子峰，它们会出现在谱图的特定位置。你需要确保这些溶剂峰不会与你样品的关键信号峰重叠。
• 常见溶剂峰化学位移（¹H NMR，以TMS为0 ppm）:
  • CDCl₃: ~7.26 ppm (单峰)
  • DMSO-d6: ~2.50 ppm (五重峰)
  • 丙酮-d6: ~2.05 ppm (五重峰)
  • D₂O: ~4.79 ppm (单峰，受温度和pH影响)
  • 甲醇-d4: ~3.31 ppm (五重峰) 和 ~4.87 ppm (单峰，OH可交换)
  • 乙腈-d3: ~1.94 ppm (五重峰)
  • 苯-d6: ~7.16 ppm (单峰)

4. 特殊需求

• 低温实验：需要低凝固点的溶剂，如 甲醇-d4/氘代DMF混合物 或 氘代丙酮。
• 氢键研究：选择非极性溶剂如 CDCl₃ 或 C₆D₆，因为它们对样品的氢键干扰最小。
• 粘度：高粘度溶剂（如DMSO-d6）会导致谱线增宽，降低分辨率。在可能的情况下，优先选择低粘度溶剂（如CDCl₃, 丙酮-d6）。

四、 实战选择指南（流程图）

这是一个简化的决策流程：

                                      开始
                                       ↓
                                我的样品是什么极性？
                                       ↓
----------------------------------------------------------------------------   
         |                             |                         |
   弱极性/中极性                  中/强极性，含N杂环             强极性/水溶性
  (大部分有机分子)            (多羟基化合物、某些药物分子)       (糖、氨基酸、盐)
         |                             |                         |
         ↓                             ↓                         ↓
     首选: CDCl₃                  首选: DMSO-d6               首选: D₂O
   价格便宜，通用                   溶解力超强                  天然溶剂
         ↓                             ↓                         ↓
   如果溶解度不好                 如果太粘或想避开           如果需要看活泼氢
考虑: 氘代DMSO，氘苯，丙酮-d6      溶剂峰重叠               考虑: DMSO-d6
                            考虑: CDCl₃，氘代甲醇
  
                                       ↓
                        检查溶剂峰是否干扰我的样品关键信号峰？
                                       ↓
                        检查我的样品是否与溶剂发生化学反应？
                                       ↓
                                  确定最终选择！

五、 实用小贴士与常见陷阱

1. 水的干扰：
   • 氘代DMSO溶剂容易吸水，如果是大瓶装，要及时密封保存。
2. 酸的干扰：
   • 氘代氯仿久置会产生氘代盐酸，一些对酸敏感样品要特别留意用新鲜氘氯。
3. “三芳烃”现象：
   • 当使用氘代苯（C₆D₆）时，如果样品分子含有极性官能团，苯分子可能会与样品发生微弱的方向性相互作用，导致同一样品分子中不同位置的质子化学位移发生显著变化。这有时可以用来解析拥挤的谱图。
4. 样品浓度：
   • 浓度太低，信噪比差；浓度太高，可能导致分子间聚集或粘度增加，使峰形变差。通常 5-20 mg/mL 是常见的浓度配置选择。
5. 氘代试剂的节约使用：
   • 在选择氘代试剂之前，建议阅读文献了解化合物的溶解性质。如果样品比较多，可以先在非氘代溶剂中测试溶解度，而避免用昂贵的氘代试剂来“试”溶解。核磁管通常只需要约 0.6 mL 的溶剂。

总结

选择氘代试剂不是一个随意的决定，而是一个基于溶解度、化学相容性和谱图解析需求的战略性选择。

• 新手入门套装：CDCl₃, DMSO-d6, D₂O。这三瓶试剂可以解决你90%的问题。
• 进阶探索：根据具体样品特性，尝试 丙酮-d6, 甲醇-d4, 乙腈-d3, 苯-d6 等，可能会得到更符合你化合物的谱图。

一张高质量的核磁谱图始于一个正确的溶剂选择。希望这篇指南能成为你在实验室里的得力助手。

无锡瑞峰检测技术有限公司与北京厄恩斯特检测技术有限公司合作建立的核磁谱图检索系统已在公司首页上线，该检索免费，便于大家工作中查询CAS号对应的核磁谱图。欢迎使用。