对包含可超极化核的化合物进行具有增强灵敏度的ＮＭＲ实验的方法，包括下列步骤：ａ）制备具有温度ＴＦ的包含空间对称分子的流体，该对称分子包含各自等分的两部分，其中所述对称分子在该温度ＴＦ下具有非－玻尔兹曼核自旋态分布，ｂ）提供具有确定化学身份的化合物，ｃ）提供一种模板，该模板为可以在每个位置上排列的对称分子的两个等分部分和化合物提供有序环境的位置，其中所述有序环境在化学或磁性方面区分每个位置上排列的对称分子的两个等分部分，并且其中所述有序环境能够通过在每个位置上排列的化合物和对称分子的两个等分部分之间的标量耦合或偶极耦合发生相互作用，ｄ）将制备的流体、提供的化合物和提供的模板汇合在一起，由此在对称分子、化合物和模板的短暂结合过程中将自旋序从对称分子转移至化合物的可超极化核，同时最终保持化合物的化学身份，和ｅ）对步骤ｄ）中制备的包含可超极化核的化合物进行ＮＭＲ测定。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及核磁共振(NMR)和磁共振成像(MRI)。本专利技术特别涉及 用于超极化核的方法，装置和化合物，更具体地说，本专利技术涉及对包 含可超极化核的化合物进行具有增强的灵敏度的NMR实验的方法。
技术介绍
NMR和MRI涉及检测施加的磁场中激发态与基态之间的核自旋跃 迁。因为这些状态之间的能量差异通常小，所以通常的化学上相同的 核的玻耳兹曼分布使得在室温下处于动态平衡的核自旋态群体几乎相 同。由于磁共振实验中检测信号的强度与群体差异成正比，所以NMR 信号一般是弱的。然而，可以通过使磁核超极化增强可检测NMR信号的强度。在本 文上下文中的超极化(也称作预偏振)意旨明显过量的磁核被诱导成相 同的自旋态的过程。这因通过能级的群体更大的不等性而导致可利用 的信号显著增加。为了超极化态有用，重要的是自旋态存在的期限足 够长以便提供有用的信息，即，自旋态的弛豫时间'长，。控制核自 旋弛豫率的规则是复杂的，而且不了解。足够的是某些核和自旋系统 具有可以延长至数小时，数天，数月乃至数年的弛豫时间。存在大量方式将某些核诱导成超极化态。最简便的方式在于在有 磁场存在下将物质冷却至极低温度，该磁场有利于较低能态群体，其 中核自旋与所施加的磁场一致。该方法适合于产生超极化单原子气体， 诸如氙或氦-3。通过使用基于激光的技术也增加了这些核的极化水平。易于极化的一种分子为二氢。二氢以各种自旋态存在，其中各个 核的自旋是排列定位(原位，较高能级)，或反向(对位，较低能自旋态)。仲氢(P-H2)为具有自旋构型ap-pa的二氢核自旋异构体。仲氢不具有 净磁矩且由此在这种形式下不可能通过磁共振方法观察到。然而，原 位形式保持了磁共振活性。可以通过在有促进转化成较低能仲氬态的 适当催化剂存在下冷却至低温简便地使二氢双核自旋系统超极化。在 该方法中，催化剂的作用在于干扰二氢分子且由此降低其对称性；否 则量子机械选择定律就会阻碍两自旋态之间的互变。 一旦从催化剂中 分离并且恢复到室温，仲氢自旋态就可以在没有外部作用存在下持续 一年以上。可以通过称作仲氩诱导的极化(PHIP)使核超极化。PHIP已经证实 为高度有效的并且目前已经取得了超过本领域公知的其它方法的异核 NMR信号的增强效应。PHIP—般为化学反应的结果，其中仲氢核被转 入具有某些对称特性的另一个分子。在正确情况下，仲氢分子的自旋 态在成为新分子组成部分的两个氢原子自旋下被保护。如果其它NMR-活性核处于氢核耦合间距内，那么那些核的自旋极化可以自发地被转 移。按照这种方式，异核，诸如"C, "N和31P的信号可以得到增强。 作为实例，W0 99/24080中描述了 PHIP法，其中通过含"C中心的对 称碳-碳双键添加仲氢。在这类方法的一个实例中，首先通过添加仲氢 还原威尔金森催化剂随后加入乙烯配体。然后使所得氢化物配体进行 与乙烯配体的迁移插入反应，随后使乙烯配体从复合物中解离而形成 未配位的超极化乙烷。有关PHIP的综述在Blazina等的Dalton Trans. ， 2004， 2601-2609中给出。常规的PHIP方法包括将仲氢化学加成至可氢化的底物(化合物) 上，通常为包含双键和三键的有机底物(化合物)。该方法由此限于底 物(化合物)能够进行二氬化。此外，氢等价物在所有阶段均无法得到 保护，从而通过驰豫导致超极化发生一定的损耗。专利技术目的本专利技术的目的在于提供对包含可超极化核的化合物进行NMR实验 的方法，其中极化被转移至化合物的可超极化核，该方法易于进行并且可以应用于更广泛的化合物，特别是可应用于不能进行氩化反应的 化合物。
技术实现思路
本专利技术的这一目的通过对包含可超极化核的化合物进行具有增强的灵敏度的NMR实验的方法实现，该方法包括下列步骤a) 制备具有温度TF的包含空间对称分子的流体，该对称分子各 自包含两个等分部分，其中所述对称分子在该温度TF下具有非-玻尔 兹曼核自旋态分布，b) 提供具有确定化学身份(chemical identity)的化合物，c) 提供一种模板，该模板为可以在每个位置上排列的对称分子 的两个等分部分和化合物提供有序环境的位置。其中所述有序环境在化学或磁性方面区分每个位置上排列的对称 分子的两个等分部分，并且其中所述有序环境能够通过在每个位置上排列的化合物和对 称分子的两个等分部分之间的标量耦合或偶极耦合发生相互作用，d) 将制备的流体、提供的化合物和提供的模板汇合在一起，由 此在对称分子、化合物和模板的短暂结合过程中将自旋序从对称分子 转移至化合物的可超极化核，同时最终保持化合物的化学身份，和e) 对步骤d)中制备的包含可超极化核的化合物进行NMR测定。 作为本专利技术的核心，极化从富含特定自旋态的对称分子(例如富含的仲氢)的制备流体直接被转移至化合物的可超极化核，在该方法 中不改变化合物的化学身份。为了实现这一自旋转移，本专利技术提出使 用具有有序环境的位置的模板，并且使所述流体和化合物在该模板存 在下汇合在一起。这类有序环境的位置作为对称分子(或其两个等分部分)与化合物 之间的中间体(broker)起作用。有序环境的位置首先允许该位置上 的对称分子和化合物排列，即，它允许某些类型的对称分子和化合物 与该位置结合。 一般而言，这种结合相当疏松，并且可以属于配位类型。当对称分子(或其两个等分部分)与有序环境位置结合时，对称分子的两个等分部分在化学或磁性方面变得可区分；换句话说，对称分 子的对称性被破坏。这就是本专利技术有序环境位置的特征。在这种情况 中，"熵"试图使对称分子的两个等分部分的核自旋接近热平衡；然 而，对称分子的极化需要继续进行的目标。作为结果，对称分子的极 化变得-主要-可用于转移。此外，当对称分子(或其两个等分部分)和化合物在有序环境位置 上排列时，有序环境位置介导(建立)对称分子的等分部分和化合物(或其可超极化核)的核自旋耦合；这是本专利技术有序环境位置的另 一个 特征。耦合机制特别可以为标量耦合或偶极耦合。通过介导耦合，所 述化合物变成能够达到从对称分子中转移的极化目标。 一般而言，有 序环境位置导致对称分子的携带自旋的原子和化合物的可超极化核在 原子尺度上的空间相邻接近。基本上，通过将制备的流体、提供的化合物和模板汇合在一起并 且诱导(至少)对称分子，化合物和模版的短暂结合，自旋序转移可以 以相当快速和简便的方式进行。在最简便的情况中，可以在溶液中将 流体，化合物和模版混合，或两种成分(诸如流体和化合物)的混合物 流过或通过第三种成分(一般为模板)。在本专利技术方法的条件下，自旋 序转移基本上自动发生，无需应用额外的措施。然而，按照本专利技术， 通过如下进一步所述的某些措施可以加速或强化自旋序转移。在对称分子与待极化化合物之间无净化学反应必要性，以便实现 本专利技术的自旋序转移，这使得自旋序转移固有地变简便。按照本专利技术， 在自旋序转移前和转移后的化合物的化学身份相同。就不需要化学反 应而言，本专利技术的方法变得基本上可用于每种化合物，特别是还用于 不具有常规PHIP所必需的双或三C-C键的化合物。此外，与常规的 PHIP相比，非-反应性对称分子，诸如(15102变得可以作为超极化源。本专利技术的有序环境可以采用均相或非均相极化转移催化剂的形 式。本文档来自技高网...
【技术保护点】
对包含可超极化核的化合物进行具有增强灵敏度的ＮＭＲ实验的方法，包括下列步骤： ａ）制备具有温度ＴＦ的包含空间对称分子的流体，该对称分子各自包含两个等分部分，其中所述对称分子在该温度ＴＦ下具有非－玻尔兹曼核自旋态分布， ｂ）提供具 有确定化学身份的化合物， ｃ）提供一种模板，该模板为可以在每个位置上排列的对称分子的两个等分部分和化合物提供有序环境的位置， 其中所述有序环境在化学或磁性方面区分每个位置上排列的对称分子的两个等分部分， 并且其中所述有序环 境能够通过在每个位置上排列的化合物和对称分子的两个等分部分之间的标量耦合或偶极耦合发生相互作用， ｄ）将制备的流体、提供的化合物和提供的模板汇合在一起，由此在对称分子、化合物和模板的短暂结合过程中将自旋序从对称分子转移至化合物的可超极 化核，同时最终保持化合物的化学身份，和 ｅ）对步骤ｄ）中制备的包含可超极化核的化合物进行ＮＭＲ测定。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：SB达科特，GGR格林，PIP埃里奥特，J洛佩特塞劳，
申请(专利权)人：约克大学，
类型：发明
国别省市：GB[英国]
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