ICS07.080 CCSA40 中华人民共和国国家标准 GB/T45548—2025 氘代试剂同位素丰度的测定 核磁共振波谱法 Determinationofisotopeabundanceofdeuteratedreagents— Nuclearmagneticresonancespectroscopy 2025-04-25发布 2025-04-25实施 国家市场监督管理总局 国家标准化管理委员会发布前 言 本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定 起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由全国生化检测标准化技术委员会(SAC/TC387)提出并归口。 本文件起草单位:上海化工研究院有限公司、中国测试技术研究院、中国科学院上海有机化学研究 所、上海市计量测试技术研究院、宁波萃英化学技术有限公司、华东理工大学、中国计量科学研究院、武 汉中科牛津波谱技术有限公司、华东师范大学、深圳深检集团医学检验实验室、广州佳途科技股份有限 公司、上海康尔诺生物制药有限公司。 本文件主要起草人:雷雯、解龙、孙雯、周李华、吴涛、喻静兰、王伟、郭寅龙、赵雅梦、高章华、李杰、 武利庆、马丽侠、徐增益、张维冰、颜贤忠、张磊、刘亚辉、单益凡、梁大成、吴剑、甘莉、沈安、肖伟敏、杨帆、 吴高胜。 ⅠGB/T45548—2025 氘代试剂同位素丰度的测定 核磁共振波谱法 1 范围 本文件描述了核磁共振波谱仪测定氘代试剂同位素丰度的方法。 本文件适用于氯仿-D、二氯甲烷-D2、氯苯-D5、碘苯-D5、溴苯-D5、丙酮-D6、苯-D6、甲苯-D8、甲醇- D4、乙醇-D6、重水、二甲基亚砜-D6、四氢呋喃-D8、对甲苯磺酰甲酯-D3、溴布特罗-D9、邻苯二甲酸二(2- 丁氧基乙基)酯-D4、对羟基苯甲酸甲酯-支-D3、异香兰素-D3、邻苯二甲酸二甲酯-D4、乙醇-D、乙酸-D共 21种氘代试剂(纯度≥98%)的同位素丰度测定,其他氘代试剂同位素丰度的检测可参考本文件。 2 规范性引用文件 本文件没有规范性引用文件。 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 稳定同位素 stableisotope 某元素中不发生或极不易发生放射性衰变的同位素,即半衰期大于1015年的元素的同位素。 [来源:GB/T37750—2019,3.1.12,有修改] 3.2 同位素丰度 isotopeabundance 一种元素的同位素混合物中,某特定同位素的原子数占该元素的总原子数的百分比。 注:以atom%A表示,其中A为特定同位素的元素符号的代码。 [来源:GB/T37750—2019,3.1.13,有修改] 3.3 氘代试剂 deuteratedreagent 化合物中一个或多个氢原子被稳定同位素氘(2H或D)取代使之能被识别的试剂。 [来源:GB/T37750—2019,3.3.11] 3.4 氘标记位点 deuteratedsites 化合物中不同化学位移的氢原子被氘原子取代后形成的位点。 注:如苯-D6属于单个氘标记位点;甲苯-D8属于多个氘标记位点,有氘标记甲基和氘标记苯基两个氘标记位点。 3.5 氘整体标记化合物 fullydeuterium-labeledcompound 氘原子取代化合物分子中所有氢原子的标记化合物。 1GB/T45548—2025 3.6 氘部分标记化合物 partiallydeuterium-labeledcompound 氘原子取代化合物分子中部分氢原子的标记化合物。 4 原理 在充分弛豫条件下,一维核磁氢谱(1HNMR)的峰面积与所对应的氢原子个数成正比。核磁氢谱 只能检测氢原子,当化合物中氢原子被氘原子取代后峰面积减少,减少的比例与氘同位素丰度成正比。 稳定同位素氘代试剂的分类有氘部分标记化合物(如甲苯-D5、甲苯-D3、邻苯二甲酸二甲酯-环-D4)和氘 整体标记化合物(如甲苯-D8、乙醇-D6)两大类。氘部分标记化合物通过“自身”非标记位点的氢原子数 量和核磁峰面积作为参照,结合氘标记位点的峰面积计算出氘同位素丰度。氘整体标记化合物的所有 位点均被氘标记,无法通过“自身”进行参照,需要引入合适的内标物质作为参照,氘代试剂中加入内标 物质采用内标法进行定量氢谱测定,通过内标物质的定量峰积分峰面积计算氘同位素丰度。 5 试剂或材料 5.1 内标物质 除非另有说明,本方法所用内标物质均为标准物质或标准样品。 5.1.1 N,N-二甲基甲酰胺(C3H7NO):纯度≥99%;CAS号为68-12-2。 5.1.2 马来酸(C4H4O4):纯度≥99%;CAS号为110-16-7。 5.1.3 二甲基亚砜(C2H6OS):纯度≥99%;CAS号为67-68-5。 5.1.4 对苯二甲酸二甲酯(C10H10O4):纯度≥99%;CAS号为120-61-6。 5.1.5 八甲基环四硅氧烷(C8H24O4Si4):纯度≥99%;CAS号为556-67-2。 5.2 氘代溶剂 除非另有说明,本方法所用氘代溶剂均为分析纯。 5.2.1 氯仿-D(CDCl3):纯度≥99%,氘同位素丰度≥99atom%D;CAS号为865-49-6。 5.2.2 甲醇-D4(CD3OD):纯度≥99%,氘同位素丰度≥99atom%D;CAS号为811-98-3。 5.2.3 丙酮-D6(C3D6O):纯度≥99%,氘同位素丰度≥99atom%D;CAS号为666-52-4。 5.2.4 二甲基亚砜-D6(C2D6OS):纯度≥99%,氘同位素丰度≥99atom%D;CAS号为2206-27-1。 5.3 2mL螺纹玻璃瓶 5.4 5mm核磁管 6 仪器和设备 6.1 核磁共振波谱仪:具有400MHz或更高频率的傅里叶变换核磁共振仪(FT-NMR);氢(1H)谱图 中定量峰信噪比不低于300。 6.2 分析天平:分度值为0.01mg。 6.3 涡旋振荡器:转速为0r/min~2500r/min。 2GB/T45548—2025 7 试验步骤 7.1 氘整体标记化合物样品的配制 依次称取10mg~25mg内标物质(内标物质的选择见附录A中表A.1)和500mg~750mg氘整 体标记化合物液体样品于2mL螺纹玻璃瓶(5.3)中,密封,经涡旋振荡器(6.3)混合均匀后转移到 5mm核磁管(5.4)中,密封备用,每个样品制备2个平行样品。 7.2 氘部分标记化合物样品的配制 将10mg~40mg氘部分标记化合物固体样品和0.6mL氘代溶剂(氘代溶剂的选择见表A.3)于 2mL螺纹玻璃瓶(5.3)中,经涡旋振荡器(6.3)混合均匀后转移到5mm核磁管(5.4)中,密封备用,每个 样品制备2个平行样品。 对于氘部分标记化合物液体样品,将0.6mL样品直接加入5mm核磁管(5.4)中,密封备用,每个 样品制备2个平行样品。 7.3 推荐的核磁共振氢谱测试条件 核磁共振波谱仪氢谱测试条件宜采用下列参数: a) 试验温度:室温; b) 脉冲角:90°; c) 弛豫延迟时间:70s; d) 扫描次数:32次; e) 采样点数:32K; f) 谱宽(化学位移δ):-2~14。 7.4 核磁共振波谱仪检测 将配制好的样品放入核磁共振波谱仪内进行测定。相位校正调谐,选择被测的氘代试剂或氘代溶 剂锁场、匀场,选择核磁共振波谱仪参数条件(7.3),每个样本平行测定3次并保存数据。 7.5 核磁共振波谱仪数据处理 对原始数据进行傅里叶变换、相位校正和基线校正。氘整体标记化合物积分区域见表A.1,内标物 质积分区域见表A.2,各积分7次,去掉最大值和最小值,中间5次取平均值。内标物质和氘整体标记 化合物样品的1HNMR谱图,见附录B;氘部分标记化合物样品的1HNMR谱图,见附录C。 8 结果计算 8.1 氘整体标记化合物计算公式 氘整体标记化合物中单个氘标记位点同位素丰度计算方式见公式(1);氘整体标记化合物中多个氘 标记位点先由公式(1)计算出每个氘标记位点的同位素丰度,再由公式(2)计算出平均同位素丰度。 Ej=1-wRNRMxIx wxNxMRIR×CRæ èçö ø÷×100 ……………………(1) 3GB/T45548—2025 E=∑(EjNj) ∑Nj(j=1,2,3,…,n) ……………………(2) 式中: Ej———所测样品某个氘代位点的氘同位素丰度,atom%D; E———所测样品氘同位素丰度,atom%D; wR———内标物质的质量,单位为克(g); NR———内标物质定量峰对应的氢原子数量; Mx———样品非标记状态下对应的摩尔质量,单位为克每摩尔(g/mol); Ix———样品氘代位点对应的1HNMR峰面积; CR———内标物质的纯度; wx———样品的质量,单位为克(g); Nx———样品氘代位点非标记状态下对应的氢原子数量; MR———内标物质的摩尔质量,单位为克每摩尔(g/mol); IR———内标物质定量峰对应的1HNMR峰面积; Nj———氘代位点中氘原子数量; n———氘代位点的数量。 注:氘整体标记化合物的Mx和Nx定量相关信息见表A.1,推荐内标物质的Mx和Nx定量相关信息见表A.2,重 水样品同位素丰度测定结果见表D.1。 8.2 氘部分标记化合物计算公式 氘部分标记化合物中单个氘标记位点同位素丰度计算方式见公式(3);氘部分标记化合物中多个氘 标记位点先由公式(3)计算出每个氘标记位点的同位素丰度,再由公式(2)计算出平均同位素丰度。 Ej=1-IxN