合成工作中氢谱定量大家已经很熟悉，使用也比较普遍。但是，氢谱作为一种定量手段有很多缺点：1）氢谱的化学位移带宽很窄，大部分集中在0-10 ppm或0-12ppm的范围；2）各种小分子中都大量含有氢原子，单一样品或混合样品测氢谱的时候，化学环境类似的氢出峰会有重叠的情况，彼此干扰很大；3）用于药物测试时，药物的赋形剂也会影响核磁出峰。

随着氟化学的研究深入，现在每年在研的和上市的小分子药物中有1/3的都含有氟基团。利用氟谱做晶型分析、反应中控、物料衡算等。

关于利用核磁氟谱的做含量测定也越来越受关注，氟谱定量理论上有以下几个优点：1）自然丰度高，稳定性好，不像碳会不断衰变，自旋量子数1/2；2）氟谱对电子环境变化敏感，化学位移带宽超过200ppm，不会像氢谱那样拥挤在一个狭小的区间；3）一般无关的杂质、药物赋形剂中不含氟，对目标物的干扰小；4）样品检测需求量也很小，<mg级都可以测。

氟谱定量的测定方法和参数设定讨论：

1. T1弛豫（或纵向弛豫）

90°磁化角（Tip angle）具有最佳的信噪比（S/N）:

2. 测试时间

一般情况下，当设置测试时间为5倍的弛豫时间时，99.33%的弛豫信号（激发态回到基态过程中释放的能量信号）就可以被收集到。当测试时间设置为8倍弛豫时间信号采集率可以达到99.97%。比如，一个分子的弛豫时间为1.1s, 弛豫延迟设置为8.25s，采样时间1.75，那总的测试时间应该就是10s。

3. 采样时间

采样时间一般是目标产物半峰高线宽的倒数，比如一个目标峰的19F线宽是0.5Hz,采样时间应设置为2-2.5s为宜。采样时间不是越长越好，有效的采样时间可以在信号完全衰减之前尽量收集到有效的衰减信号，当信号完全衰减以后，继续接受到的无效信号就是噪音了，S/N会降低。

4. 信噪比

一般要求信噪比必须大于150/1才能将检测的不确定性降低到<1%。

5. 激发带宽

前面我们讨论过，氢谱的激发带宽一般在0-10ppm或0-12ppm，而氟谱的激发带宽则可以达到200ppm。但是，核磁的磁化探头受到功率限制，是不可能在如此大的带宽上实现均匀激发的。一般有四种方法解决这个问题：1）发射器频率设置在目标峰的激发频率附近；2）生成多个图谱；3）缩短激发脉冲的发射时间，增加带宽，但是这会牺牲信噪比。4）使用异型波（CHORUS）,有一个前提是底物在异型波的作用下没有很强的JFF耦合。

6. 瞬态数

从一个方向上收集单个瞬态的信号，可以降低弛豫时间的误差，但是信号会比较弱，通过多个瞬态数据的叠加可以大大提高信噪比。瞬态的数量称为瞬态数n。S/N是关于n2的函数，即瞬态数越多信噪比越大。（貌似可以通过增加样品浓度提高n）。

7. 傅里叶数

比如，我们的测试频率是100MHZ,在10us的时间里采集了有1000个数据点，那么频域范围如下：

直接进行傅里叶变换，得到如下图形：

因为参与傅里叶变换的点数较少，变换后的图形明显点数过于稀松，这时候就会使用“补零”的方法，把数据点压缩在一个更小的读取窗口里，让更多的数据点参与傅里叶变换。这样，在没有增加采样点和设备发射频率的情况下就能让取样点更加集中。下图是添加了7000个0点以后的图形。

在进行傅里叶变换，图形就平滑了很多，但是这只是数字上游戏，骗骗眼睛，对于分真实的核磁分辨率根本没有任何提高。就像你从近处看红绿灯是由多个小LED灯组成，他们组成的圆形，边缘很不光滑成锯齿状。然后你就往后退了100米（就是所谓的补零），眼睛再处理这个图形的时候，红绿灯的形状变成了一个规则的圆形。所以红绿灯没变，LED点数没有变，“补零”让你更加“全局”的观测红绿灯的形状而已。

要想正真的提高核磁分辨率，提高数据的准确度，最有效的方法还是提高核磁频率，单位时间内发射更多的脉冲波或者延长采样时间，采集更多的数据点。下图是延长采样时间以后，在80us的时间里采集了8000个数据点，那么频域范围如下：

在进行傅里叶变换，图形的分辨率得到了根本的提升。所以，要想获得更好、更可靠的核磁数据，没有捷径，要么花钱更新设备提高频率、要么花时间增加采样点。

8. 氟谱定量的具体方法-标准曲线法：

所谓的标准曲线法还是要借助特定量的内标，根据标准样品的积分值和样品浓度之间的关系建立标准曲线。然后将待测样品的积分值代入拟合公式计算得到待测样品的含量。如，下图是以三氟乙酸为内标（积分值100），检测盐酸氟西汀含量的一个实验，每一个样品中的三氟乙酸都是等量的，标品含量从0-2.0mmol/L不等，绘制出的标准曲线，拟合度高达99.9%（也就是拟合公式的可信度高达99.9%）。

需要注意的是，1）不是所有的含氟分子都适合做内标，肯定不能选用与底物反应的含氟内标；2）样品中内标的mol浓度和待测样品要接近，便于积分，减小误差；3）内标和样品的氟信号出峰位置应该尽量接近一些（选取相近的氟基团种类：三氟甲基找三氟甲基、氟苯找氟苯等等）。

找到规律以后，确定某种内标（比如三氟乙酸）具有普遍的适用性，也可以也不用每次都做标准曲线，尝试直接加内标定量，多送几个平行样确认就可以了。