如何使用Benchtop QNMR测量酒精内容

有机化学中的本科生通常暴露于核磁共振（NMR）光谱，具有特定于结构阐明的专​​注。但是，定量NMR（QNMR）^1，2尽管化学和药品部门越来越重要，但仍然在很大程度上忽略了评估样品的纯度。^3.

此外，定量分析方法 - 即HPLC和GC分析 - 引入本科生通常采用通常的添加方法，其中峰强强度与从已知浓度的样本产生的校准曲线相关联。^4,5

这种技术也已用于QNMR光谱，^6.虽然有效，已知采用内部校准物的方法更准确并导致较低的歧义。^7,8

在这篇文章中NMReady-60应用两种方法测定市售白酒中的酒精含量。第一步是准备校准曲线，第二步是使用内部校准剂。此外，将比较从两种技术获得的数据，并强调应用内部校准的好处。

程序

校准曲线的制备

D中的乙醇溶液₂o最初制备（5％，10％，15％，20％，25％，30％v / v），然后，将0.6ml各溶液分别转移到NMR管中，最后插入NMREADY-60。平衡5分钟后，¹核磁共振氢谱最终记录为以下三份:

• 光谱中心：5 ppm
• 光谱宽度:20ppm
• 接收机增益:12 db
• 扫描数量：8
• 要点：4096
• 三个延迟：32秒
• 脉冲角:90°
• 假扫描：0

在每个光谱中，对乙醇三重态(δ = 0.84 ppm)进行积分，随后记录绝对积分面积。已知的EtOH浓度相对于绝对积分面积(作为每个浓度记录的三次重复的平均值)绘制以生成校准曲线。

通过校准曲线制备用于定量的未知样品

在NMR管中，将0.3ml的商品液与0.3ml D混合₂o通过微型探针。将所得样品完全混合并随后插入NMR中。然后使样品平衡为5分钟，然后记录¹核磁共振氢谱三份，带有校准曲线参数。利用乙醇三元组的绝对积分，测定了单个样品的酒精含量。用标定曲线方程中的这个值来计算酒精含量。

通过内部校准剂制备未知样品用于定量的量化

拍摄NMR管，其中0.3mL马来酸溶液 - 通过溶解在D中的1.6354g（≥99％）制备₂将O在5ml容量烧瓶中，通过微量液进入0.3ml商业液体。将所得样品完全混合，然后安装在NMR光谱仪上。使样品被平衡为5分钟，然后记录¹H NMR频谱具有以下三倍体的以下参数：

• 光谱中心：5 ppm
• 光谱宽度:20ppm
• 接收机增益:汽车
• 扫描数量：8
• 要点：4096
• 扫描延迟:28秒
• 脉冲角:90°
• 假扫描：0

为了测量醇含量，将来自乙醇的三重态和来自马来酸（δ= 6.09ppm）的单态谱中的1H NMR光谱中的三重态。然后，使用以下等式：

（1）

在哪里，

m_EtOH乙醇质量
N_嘛顺丁烯二酸单线态中的质子数(2)
一世_EtOH⁼乙醇三重态的积分面积
m_嘛=马来酸的质量（0.0981g）
m_EtOH=乙醇的分子量（46.07g / mol）
N_EtOH=乙醇三联体中的质子数（3）
一世_嘛=马来酸单线的整体面积;
m_嘛=马来酸的分子量(116.07 g/mol)

等式1可以通过代替已知值简化如下：

（2）

从等式2，获得单个样品中的乙醇质量，可以通过使用其密度（ρ= 0.789g / ml）转化为体积。从该值建立乙醇的体积％。

结果和讨论

如手术所观察到的那样，收购¹H NMR谱图存在长扫描间隔延迟;这对于获得准确可靠的结果是非常重要的。扫描延迟时间与核磁共振样品的延迟时间成正比T.₁放松时间通常设置为最长T.₁放松时间乘以五次，以确保样品中的每个核在施加下一个脉冲之前完全放松。满足这个标准，T.₁测定了乙醇三价态(~ 4-7秒)和马来酸单价态(~2秒)的弛豫时间，以确定合适的扫描间隔时间。

图1显示了通过绘制乙醇浓度与绝对积分面积的关系而得到的校准曲线。可以看出，数据点拟合得相当好(R²= 0.9992)的线性方程，该方程将用于测量市售酒类样品中的酒精含量。

图1。校准曲线准备确定酒精含量。

使用校准曲线测量商业液体的醇含量，结果显示在表1中。

表格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[一种]	％ 错误
香波城堡	16.5	15.94	3.39
赤尔尔科	20.0	19.71	1.45
脱石	28.0	27.57	1.54
皇冠皇家苹果	35.0	34.88	0.34
大马尼埃	40.0	38.96.	2.60
孟买蓝宝石	40.0	38.74	3.15

^[一种]实验值是平均3个单独的采集。

可以清楚地观察到，通过制造商指定的样品规定的醇含量良好，且百分比跨越0.34和3.39。

带有内校准剂——马来酸——的商品酒样品被一个代表突出显示¹H NMR频谱（见图2）。

图2。例子¹获得的核磁共振氢谱，用于用内校准剂定量酒精含量。

从马来酸的单线酸突出位于δ= 6.06ppm，而来自商业液中的乙醇的三重态在δ= 0.82ppm处出现。表2显示了与内部校准技术建立的酒精含量。

表2。通过内标测量的酒精含量

	酒精含量（％v / v）
商业酒	制造商	实验[一种]	％ 错误
香波城堡	16.5	16.81	1.88
赤尔尔科	20.0	20.38	1.90
脱石	28.0	27.94	0.21
皇冠皇家苹果	35.0	35.7	2．00
大马尼埃	40.0	39.67	0.83
孟买蓝宝石	40.0	405.	0.13

^[一种]实验值是平均3个单独的采集。

在与之建立的酒精内容之间可以看到优异的相关性NMReady-60以及制造商报告的酒精含量除了无需准备单独的校准曲线，内部校准剂还提供了更精确的结果，与校准曲线获得的结果相比，误差在0.13到1.90之间，百分率更低。

结论

本文展示了如何在实验中有效地使用NMREADY-60，以准确地确定各种商业液体的酒精含量。在此，使用两种技术并获得互补结果。然而，当使用内部校准剂时，确定更准确的结果并消除了校准曲线的制备。此外，实验可以很容易地进行，并在本科实验室设置中提供了QNMR原理和使用的优异介绍。

数据无障碍

NMREADY-60使直接和打印要处理数据。也可以将数据直接导出到USB或网络文件，在那里可以使用第三方NMR处理软件来解决它。

参考资料及进一步阅读

1. 泡利,g . f .;Jaki, b .美国;Lankin，D. C.j . Nat,刺激。2007那70589。
2. 泡利,g . f .;陈,美国;Simmler c;Lankin特区;Godecke t;Jaki, b .美国;弗·j·b·;麦艾尔派恩,j·b·;J·g·J·纳波利塔诺Med。化学。2014那57.，9220。
3. 马尔兹，弗尔;Jancke，H.J. Pharm。生物化。肛门。2005那38.，813。
4. 大米、g·W。j .化学。建造。1987那64, 1055年。
5. Ferguson，G. K.j .化学。建造。1998那75，467。
6. 拉杰扎德，M.j .化学。建造。2012那89，1454。
7. 定量NMR-技术细节和TraceCert^®认证参考资料，欧洲杯足球竞彩https://www.sigmaaldrich.com/content/dam/sigma-aldrich/docs/sigma-aldrich/brochure/1/qnmr-brochure-rjo.pdf.（2019年3月4日访问）。
8. 爬坡道那R.A;Nicholson，C.P.j .化学。建造。2017那941965年。

这些信息已经从Nanalysis公司提供的材料中获得、审查和改编。欧洲杯足球竞彩

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