烟草果胶和纤维素含量13C MultiCP/MAS NMR同时测量

果胶和纤维素是烟草细胞壁的重要组成成分,其含量对烟草品质与安全性产生重要影响。传统分析方法难以实现果胶和纤维素的同时定量。本文在优化核磁共振波谱序列条件的基础上,采用固体13C多重交叉极化/魔角旋转核磁共振波谱分析技术(13C MultiCP/MAS NMR)建立了烟草果胶和纤维素含量的同时测量新方法。方法以聚半乳糖醛酸和微晶纤维素为标准物质,以3-(三甲基甲硅烷基)丙酸-d4钠盐(TMSP)做为内标物质,分别建立内标法标准曲线,相关系数R2为0.999 0和0.998 2。果胶测量的检出限和定量限分别为0.38和1.28 mg·g^(–1),精密度(RSD,n=5)小于3.05%。纤维素测量的检出限和定量限为1.01和3.32 mg·g^(–1),精密度(RSD,n=5)小于2.74%。应用本方法测量烟梗、烟草薄片和烟叶等不同类型样品中的果胶和纤维素含量,并对比烟草行业标准方法的测量结果,果胶含量的相对误差在-0.95%至4.51%之间,纤维素含量的相对误差在0.77%至2.46%之间。表明13C MultiCP/MAS NMR方法快速,准确,适合批量样品的分析测量,为果胶和纤维素等细胞壁类大分子的同时定量分析提供重要技术支持。

中低变质程度煤显微组分结构的^(13)C-NMR研究

利用13C-NMR核磁共振技术对中低变质程度煤显微组分(镜质组和惰质组)的分子结构进行了研究,计算了5种煤9个显微组分的13C-NMR结构参数,获得了样品的结构特征及变化规律。结果表明,惰质组结构中芳构化程度要高于镜质组;脂碳数量则少于镜质组,芳环上的烷烃侧链也没有镜质组长;随着煤变质程度的提高,煤分子中芳构化程度不断提高,但惰质组的芳香度随变质程度变化的规律明显不如镜质组;在中低变质阶段,对煤化进程起主导作用的的是芳构化作用而不是环缩合作用,但在惰质组中脂碳断裂形成芳环的现象不明显。惰质组中含氧官能团的总量要低于同等变质程度的镜质组。

东胜长焰煤热解含氧官能团结构演化的^(13)C-NMR和FT-IR分析

以东胜煤田色拉一号井田2号煤层长焰煤为研究对象,利用浮沉离心法富集其镜质组。基于工业分析、元素分析、13C-NMR、FT-IR、谱图分峰拟合技术和化学分析测试,求取镜煤及一系列热解煤含氧官能团结构与含量参数,从不同角度研究了含氧官能团的分布规律与演化特点。镜煤中羧基、羰基含量分别为8.91~10.90 mol/kg、1.61~1.79 mol/kg,随热解温度升高羧基显著减少。热解作用促使以端基形式连接在脂肪链或脂肪环结构氧上的甲基和亚甲基首先脱去,且在温度高于350℃后基本稳定。氧在热解过程赋存状态的变化是芳香体系与脂肪体系相互竞争的结果,510℃热解煤中芳香类氧和脂肪类氧的含量分别为7.49、3.45 mol/kg。羟基的演化过程与热解过程中氧的赋存状态密切相关。随着热解过程的进行,在热解温度低于440℃时,各种羟基含量均减少,热解过程对于大分子网络的破坏干扰了各种氢键作用,而羟基π作用则暂时增强,至510℃时各种氢键含量均降为最低。东胜长焰煤中含氧官能团化学活性顺序为:[COOH]>[R-O]>[Ar-O-Ar,Ar-O-C,C-O-C]>[C=O]。镜煤非活性醚键含量为0.68 mol/kg,活性醚键为0.48 mol/kg,主要为非活性醚键。

E_1级MDF用三聚氰胺改性脲醛树脂的定量^(13)C-NMR结构研究

采用13C-核磁共振定量分析了由选定碱-酸-碱工艺所合成的E1级MDF用三聚氰胺改性脲醛树脂。结果表明:在初始碱性阶段有70％的甲醛分子转化成了羟甲基脲,25％的甲醛分子转化成了亚甲基醚键。三聚氰胺全部发生羟甲基化,65％的羟甲基三聚氰胺缩聚成亚甲基醚键的结构。亚甲基醚键在最后的碱性保温阶段发生分解。三聚氰胺对缩聚反应的参与提高了亚甲基键的含量。

神东2^(-2)煤镜质组大分子结构模型^(13)C-NMR谱的构建与修正

利用浮沉离心法得到了神东原煤的镜质组(SDV),并对其进行了固体13C-CP/MAS NMR测试和元素分析。由13 C-NMR实验得到了SDV中碳原子的结构分布特征和12种结构参数。结果表明,在SDV的结构中芳香碳原子的存在形式主要是缩合程度为2的萘,其余则是以苯环和含杂原子的芳香环。利用结构参数和元素分析的结果构建了SDV的大分子结构模型,并运用13C-NMR预测软件ACD/CNMR predictor计算了SDV大分子结构模型的13C化学位移。根据计算结果对SDV的大分子结构模型进行了修正,获得了能和实验谱图吻合较好的大分子结构模型。

2-丁基-四氢噻吩亚砜^(13)C-NMR的理论研究

在RHF/6-31G和B3LYP/6-31G水平上对顺式(Cis-)与反式(Trans-)2-丁基-四氢噻吩亚砜(BTHTO)进行几何优化,应用规范不变原子轨道法(GIAO)在6-31G、6-31+G、6-31++G和6-31+G(2d,p)水平上计算了Cis-和Trans-BTHTO的13C-NMR,对13C-NMR谱进行了归属。结果表明,BTHTO噻吩五元环的稳定构象呈半椅式,Cis-和Trans-BTHTO中与硫原子直接碳原子13C-NMR的显著差异主要是由于空间构型不同引起分子的静电势场对相应碳原子的屏蔽作用不同所致。

^(13)C-NMR分析混合酸处理脱灰对永兴褐煤结构的影响

运用煤的结构化学理论和固态13C-NMR的研究方法,对比分析了永兴褐煤在混合酸处理脱灰前后碳组成的变化。研究表明,混合酸处理脱灰对永兴褐煤中脂肪碳和芳香碳两者比例分配的影响并不大,但对季碳、环内氧接脂碳、芳香桥碳和羧基碳的破坏作用比较明显;在芳香桥碳锐减的同时,芳甲基的比例非但没有减少反而略有增加,表明永兴褐煤中的双环及多环结构被破坏为单环结构,芳香簇的尺寸变小了,这是混合酸处理脱灰对永兴褐煤结构最重要的影响。

油页岩的^(13)C-NMR特征及FLASHCHAIN热解模拟研究

采用固体13C-NMR核磁共振技术表征了甘肃窑街矿区油页岩的碳骨架结构,分析并计算了油母质团簇化学结构参数,包括团簇平均碳原子数、芳碳原子数、脂碳原子数及芳环数。在热重红外分析仪(TG-FTIR)上进行了油页岩的热解实验,得到了热解产物的生成规律。结合样品的团簇化学结构参数,采用基于油页岩结构的FLASHCHAIN模型模拟其热解产物的生成过程;模拟结果与TG-FITR实验数据符合较好,印证了模型预测的合理性。

固体核磁CP/MAS^(13)C-NMR在植物纤维原料研究中的应用

固体核磁CP/MAS13C-NMR光谱已经成为一种重要的科学研究方法,本文综述了在植物纤维和制浆造纸科学研究方面的应用。

三元乙丙橡胶的^(13)C-NMR定量分析

用 13C核磁共振波谱法对三元乙丙橡胶进行了研究 ,通过图谱中各个峰的积分值 ,并用特定的计算公式测定了三元乙丙橡胶中乙烯及第三单体乙叉降冰片烯的含量 ,为红外光谱批量的定量分析建立了基准化的标定。

^(13)C-NMR法研究醋酸纤维素的取代基分布

用常规醋酸纤维素的13C-NMR法计算取代基分布难以准确。采用先将二醋酸纤维素中的剩余羟基完全丙酰化,再用13C-NMR法测定二醋酸纤维素乙酰基的取代分布的方法,其研究结果表明,完全丙酰化的二醋酸纤维素的碳谱中羰基碳区两组三重峰可较好地分开,因而可以根据它们的面积比算出其总取代度及在2,3和6位碳原子上的取代基分布。

端羟基聚丁二烯(HTPB)的^(13)C-NMR研究

以过氧化氢催化丁二烯聚合而得到的端羟基聚丁二烯(HTPB)在工业上具有广泛的用途,当它们发生交联时,即能形成结构体,用作推进剂、涂料和其它材料的基体,HTPB的质量对其最终产物的力学性能起着决定性的作用。然而人们已经发现,在某些情况下,使用相同牌号的HTPB,甚至用常规的分析方法进行鉴定认为是相同的HTPB。

包甲素类似物的~1H-NMR和^(13)C-NMR谱

目的通过对包甲素类似物NMR谱的分析,考察其结构差别对共振信号化学位移的影响。方法以6β-乙酰氧基-3α-羟基莨菪烷为原料,利用酰化和磺酰化反应合成包甲素类似物,测试各化合物的1H-NMR谱和个别化合物的"c-NMR谱。结果合成了8个化合物,并对各化合物的NMR谱信号进行详细归属。结论取代基的诱导效应、共轭效应、磁各向异性效应和立体效应对莨菪烷化合物杂环上氢核和碳核的化学位移有较大的影响。

^(13)C-NMR分析漆酶处理木素的结构特征

利用1 3C NMR技术对漆酶、漆酶 /介体体系处理前后枫香木酶解木素进行结构分析。结果表明 ,经漆酶 /介体体系 (LMS)处理后 ,木素的部分 β O 4结构发生醚键断裂 ,脱甲基或脱甲氧基反应发生 ,根据结构变化推断反应过程中紫丁香基型结构优先反应 ;经漆酶处理后 ,木素单位苯环的羰基含量和甲氧基含量增加。

脲醛树脂化学结构及反应的13C-NMR研究

通过13C-NMR可以很好地解析采用传统工艺(碱—酸—碱工艺)合成脲醛树脂反应过程中的结构变化,并可推测可能发生的反应。研究表明:碱性条件下,甲醛与尿素的反应以加成反应为主,反应生成大量的一羟甲脲,尿素全部参与反应,甲醛此时以聚合状态存在,同时伴有缩聚反应的发生;酸性反应阶段以缩聚反应为主,形成以亚甲基键或醚键联接大分子体系,聚合状态的甲醛已全部分解,并以甲二醇的形式参与缩聚反应;第3次尿素的加入可以明显地降低反应体系中的游离甲醛含量,同时主要生成为一羟甲脲。

FTIR和^(13)C-NMR研究球笼烯钕系聚丁二烯链结构

用ＦＴＩＲ和１３Ｃ－ＮＭＲ法测定了Ｎｄ（ｎａｐｈ）３－Ａｌ（ｉ－Ｂｕ）３－Ｃ６０衍生物催化体系及添加Ｃ６０合成的聚丁二烯的链节含量。结果表明，球笼烯钕系聚丁二烯的顺－１，４链节达９８．８％，反－１，４链节为０．８％；当添加的Ｃ６０用量为Ｃ６０／Ｂｄ＝１．６×１０－４（摩尔比）时，顺－１，４链节降至９３．６％，反－１，４链节升至４．６％，反－１，４链节ＩＲ特征吸收峰较普通钕系聚丁二烯向高频移动了６ｃｍ－１，这表明Ｃ６０分子与Ｂｄ共同参与了向活性中心竞争配位过程。

^(13)C-NMR分析混合酸处理脱灰对构造煤结构的影响

运用煤的结构化学理论,基于固体^(13)C-NMR测试方法,对比分析了构造煤在混合酸处理脱灰前后碳组成的变化.研究表明,混合酸处理脱灰对构造煤中脂肪碳、芳香碳和含氧官能团的比例分配影响不大,但对碳组成有一定影响.脱灰后比例增加明显的结构包括脂甲基碳、甲氧基/芳甲氧基碳、桥接芳碳,结构受到明显破坏;比例显著减小的结构归属为亚甲基/次甲基碳、环内氧接脂碳、侧支芳碳、质子化芳碳.混合酸处理脱灰对构造煤结构最重要的影响在于芳香稠环结构有所改变,脱灰样品中芳香簇的尺寸变大了.

^(13)C-NMR分析技术在改性聚苯醚剖析中的应用

应用^(13)C核磁共振分析技术,参照Sadtler标准^(13)C核磁共振谱图,对国外公司的五种改性聚苯醚样品进行了剖析。结果表明,有两种改性聚苯醚样品系由聚苯醚、聚苯乙烯和磷酸三苯酯组成,该类材料具有优良的阻燃性能;有两种系由聚苯醚、聚苯乙烯和聚顺丁二烯共混而成,具有较强的冲击性能;有一种系由聚苯醚、聚苯乙烯和聚乙烯构成,具有突出的润滑性能和耐磨性能。

四种氮杂查尔酮的^(13)C-NMR波谱分析

为研究合成出的氮杂查尔酮13C-NMR图谱,确证其结构,采用测定的13C-NMR图谱与对应查尔酮的相关文献报道及计算机分析软件模拟计算结果相对照,比较各碳在图谱中的化学位移。结果显示,得出了相关化合物13C-NMR图谱出峰顺序和规律,并丰富了波谱数据。由此可知,确证了化合物结构。

漆酶介体体系处理纤维素乙醇木质素的~1H-NMR和^(13)C-NMR表征

针对漆酶处理纤维素乙醇木质素复杂的作用机理,采用~1H-NMR和^(13)C-NMR表征反应过程中木质素的结构变化。研究发现,纤维素乙醇木质素经漆酶处理后,侧链氧化脱除反应使木质素甲氧基含量、β-β型结构减少,β-O-4型结构中部分醚键断裂且漆酶介体体系可促进β-O-4型结构的降解。