用GC-MS和NMR算產率，為什麼結果差別很大？誤差的來源可能是什麼？

01-24

Buchwald–Hartwig偶聯反應，反應物和產物中都含有F。分別用GC-MS和F NMR做反應物和產物的圖像，再用產物／反應物算產率。為什麼產率計算出來差別如此大？誤差的來源可能有哪些？在哪種情況下用GC-MS更靠譜？在哪種情況下用F NMR更靠譜？

GC-MS的使用過程中主要會遇到以下的幾個問題：

1. MS的樣品量和信號強度的非線性問題比FID還有HPLC的UV檢測器來的嚴重，而且MS的上樣量範圍太窄，樣品製備過程容易引入誤差。

2. GC柱前split效率問題，方法沒做好的話切溶劑切不好導致拖尾對低沸點分析物有影響，另外不同的物質在柱前氣化效率不一樣，導致不同的GC-MS方法真正上柱的分析對象含量有區別。

3. GC-MS本質上是有損分析，熱不穩定物質可能給出熱裂產物分子峰或者不給出峰，假陽性假陰性的概率比別的分析方法來的大。相比之下HPLC和核磁基本上是屬於無損分析，假陽性假陰性概率相對較低。

我自己FID用的不多，FID的上樣量範圍更廣，安捷倫的GC-FID工作站軟體裡面沒有切溶劑的選項，每次看著一個溶劑峰都想死。據說FID的上樣量和信號線性關係比MS要好一點？農殘還有藥物分析實驗室裡面保留那麼多GC-FID肯定是有原因的。當然，對有機來說現在實驗室里如果只有GC-FID等於是個睜眼瞎。

其實專門的色譜分析部門據說已經都在用外標了，當然，用外標的前提是樣品製備要過關，移液槍固然很爽，但是外標法會要求用玻璃移液管，對，就是定量分析實驗裡面的老古董。

核磁高場低場信號積分不一致的情況主要是不同的核的弛豫時間不一樣導致信號收集不完整。H和F的T1通常都在4秒鐘左右，做到滿足digital resolution和完全的信號弛豫的話兩次掃描之間需要間隔20秒。通常的默認的3秒鐘的delay根本不夠做到嚴格的信號採集和回收。

關於核磁定量的參考文獻： http://www.eurolab.org/documents/EUROLAB%20Technical%20Report%20NMR%20Method%20Development%20and%20Validation%20May%202014_final.pdf

===回到題主的問題：請先校準儀器===

1. GC-MS算產率轉化率一定要做標準曲線，底物產物都要做，分析對象和內標的摩爾比從0.1-1.5做至少六七個點。考慮到GC進樣的柱前損失問題，一個樣品最好進三次樣。

2. 嚴格的核磁定量請 a.校準儀器的90° pulse，b. 測量內標和分析對象的max T1，c. time domain 氫譜64k，氟譜128~256k，d. 採集參數裡面time domain + delay &> 5*T1

3. 優化反應條件過程中盡量使用一種分析方法。如果不同的分析方法給出的產率需要進行比較，一般來說核磁產率可能會略低一點，畢竟製備核磁樣品的過程中有很多樣品轉移的步驟，容易造成物料損失。

===再補充一下===

貌似樓主沒有提到內標，那我就只能假設樓主在算色譜產率的時候沒有用內標了！沒有內標根本不能算色譜產率啊！有機反應的結果除了產率還有轉換率和物料平衡啊！

0.1 mmol反應，殘留0.02 mmol底物，拿到0.05 mmol產物，正確的數據詮釋是產率50%，轉換率80%，物料平衡62.5%。如果核磁不加內標的話，按題主的說法單純比較原料和產物信號峰的面積會引入「物料平衡100%」（還有歸一化）的假設，那麼產率就變成了0.02/(0.02+0.05)*100%=71%，我也只能╮(╯▽╰)╭

沒一個靠譜的

"差別很大"是多大?

GC-MS的質譜檢測器本來定量就不好，±10%我也見過，想做準確的定量還是老老實實的去用傳統檢測器的GC+內標

NMR儀器不好的話±5%~±10%也很容易就出來了(一個氫積分出1.10也不罕見吧) 另外F-NMR我基本不用，你用什麼做內標?我見過一個人拿了一個易揮發的東西做內標結果都飛了╮(╯▽╰)╭

難道你用的是外標?總感覺那樣就更不靠譜了，為什麼不用氫譜?

另外我見過無數的人用儀分定量有機反應只做一次不取平均

倆10%一加就14%了⊙▽⊙80%和66%的區別喲~~

這些東西也就是只能幫幫忙，發現好的還是老老實實過柱子吧~~

哦~~另外這種問題還是去小木蟲吧

建議純化後做定量，能用液相的最好。

GC-MS用來分析反應雜質很好用。定量最好用外標或內標，歸一化非常不靠譜。

F-NMR定性還行，定量尚且不如低場的氫譜。

反應監控最好還是用HPLC-UV/Vis，根據情況決定是否用內標。

也要看濃度。我的實驗濃度太低。用GCMS的tfr 不是linear的關係。所以定量上會非常不準確

跟具經驗F譜和GCMS定量都不準確，推薦HPLC

你平時做核磁可能會發現，高場和低場的核磁信號積分並不嚴格的成比例，事實上就是核磁的位移相差較大的情況下，積分定量是不很可靠的。GC 理論上更靠譜，但是要做到嚴格的定量，也要做一些校準。建議看看相關的教科書。

個人感覺GC-MS的結果更可靠。

GC-MS是氣相色譜-質譜的聯用技術。即先用氣相色譜對樣品進行分離，再用質譜方法進行檢測。其定量的信號來源是電子倍增管或者CCD，都是對帶電粒子對檢測器的撞擊進行計數。其定性定量的準確性較高，是很多物質分析檢測的國家標準方法。

F-NMR是對氟原子核在磁場下對某能量的射頻輻射吸收強度進行測量。其定性的原理是不同化學環境下的氟原子核具有不同的化學位移。定量的原理則是對射頻吸收的信號峰進行積分。需要注意的是，此積分值沒有有意義的量綱，因此若要定量，必須要參比信號或者標準曲線。這決定了F-NMR的信號誤差來源更多更大，在我看來，以分析化學的觀點最多算是半定量吧。

1.樣品製備誤差

2.標準曲線誤差

3.設備本身

4.其他