武汉物数所波谱与原子分子物理国家重点实验室的固体核磁共振与多相催化研究组在半整数四极核的固体核磁共振方法研究方面取得新进展，相关研究结果发表在Chem. Commun. (2013, 49, 6653-6655)上。　 （http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2013/cc/c3cc42961j）

在NMR可观测核中有三分之二核的自旋量子数为半整数，称为半整数四极核（如I=3/2: 11B、23Na等；I=5/2：17O、27Al等），它们广泛存在于各种无机和有机体系中。由于这类固体样品中多种强相互作用的存在，使得诸如J耦合、长程偶极耦合等弱相互作用的观测面临着信号损失严重、检测灵敏度低等多方面的问题，一直是固体NMR研究的难点。

固体核磁共振与多相催化研究组与法国里尔一大和华东师范大学合作，基于静磁场下半整数四极核能产生多能级裂分的性质，提出了一种二维J 耦合异核相关实验新方法 PT(Population Transfer)-J-HMQC。通过用射频脉冲对半整数四极核卫星跃迁能级布局数的扰动，大幅提高了核自旋之间极化转移速率，从而有效减少了传统固体二维J-HMQC NMR实验中核自旋由于长时间横向弛豫衰减造成的信号损失。该实验方法在31P-27Al二维J耦合异核相关实验中成功实现了3~5倍的NMR信号增强，意味着在获得相同信噪比的前提下，二维PT-J-HMQC的实验时间仅为传统J-HMQC实验的1/9~1/25。在前期的研究工作中，该研究组还针对半整数四极核发展了灵敏度增强的二维双量子魔角旋转方法并成功应用于沸石分子筛等多相催化剂活性中心的微观结构表征(J. Magn. Reson. 2009, 200, 251; Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 8657; J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 1607)。

该工作得到了国家自然科学基金委、国家科技部和中国科学院的重点支持。

（左上）PT-J-HMQC原理示意图；（右）由PT-J-HMQC获得的二维31P-27Al J耦合异核相关谱；（左下）与传统J-HMQC方法获得二维相关谱的切片比较。