[医药卫生]第1章__核磁共振谱基础.ppt

有机结构分析 徐效华 南开大学元素有机化学研究所 核磁共振发展的历史 1921年o.Stern发现了原子通过不均匀磁场会发生偏转。证实了电子磁距在磁场中有不同的取向。 1939年I.I.Rabi首先让氢分子通过不均匀磁场，然后再通过一个均匀磁场，同时在均匀磁场设置一个射频场，发现氢分子能吸收特定的频率射频而发生偏转。这是首次发现核磁共振现象。Rabi的这一实验获得1944年若贝尔物理奖。 1949年W.D.Knight发现了金属铜与Cu2Cl2 63Cu的NMR的共振频率不同，确立了原子核与核处的化学环境有关，从而揭示了NMR信号与物质结构的关系。 1949年H.C.Torrey首次将脉冲技术应用到NMR实验，并发现了水于甘油质子衰减振荡信号（FID). 1951年W.G.Proctor等发现了NaSbF6 NMR有5条谱线组成。这是首次观察到的自旋偶合现象。 1952年E.M.Purcell and F.Bloch因为发现一般状态的核磁共振现象，获得若贝尔物理奖。 1953年A.W.Overhauser发现了NOE效应。 1957年P.C.lauterbur首次利用连续波观测13C谱。 1965年J.W.cooley提出了傅立叶变换原理，使脉冲FTNMR方法在实际中得以实现。 1971年比利时科学家J.Jeener提出了二维核磁的原理和实验方法。 1971年R.Damadian首次提出核磁成像原理 1975年R.R.Ernst提出了二维13C分解谱，获得了第一张二维谱。 1976年R.R.Ernst确立了二维谱的理论基础。和同核化学位移相关谱。它是二维谱和多维谱的里程碑。（J.Chem.Phys.1976,64,2229) 1979 L.Muller 提出HMQC原理。 1979 J.Jeener提出化学交换相关谱。 1980年S.Mucura提出NOESY技术 1981年A.Bax将INADEQUATE技术应用推广到二维谱。 1981 A.Bax 提出远程COSY技术。 1982年DEPT技术得到应用。 1982年RR.Ernst提出接力相关谱和多量子滤波相关谱（MQF-COSY). 1982年RR.Ernst提出TOCSY谱。 1984年H.Kessler提出了COLOC技术。 1985年A.BaX提出了HOHAHA技术。 1986年A.Bax提出了HMBC技术。 1987年C.Griesinger和R.R.Ernst提出三维相关谱技术。 1991年E.R.P.Zuiderweg提出四维NMR. 1992年瑞士科学家RR.Ernst因其在傅立叶变换和二维核磁方面的杰出贡献获得若贝尔化学奖 核磁仪器 .1953年美国Varian公司研制第一台商品化NMR(30MHz)核磁仪。 .1964年Varian公司研制第一台超导核磁谱仪（200MHz). .1969年Varian研制成功脉冲傅立叶变换核磁谱仪（XL-100). .1987年Bruker公司研制成功第一台600MHz 核磁仪. .1993年Bruker公司研制成功第一台750MHz 核磁仪。 2001年Varian研制成功第一台900MHz 核磁仪。 核磁共振仪的主要组成部分： 应用领域 化学，物理，生命科学，医学，药物学。 .定性与定量分析。 .有机化合物结构的鉴定和未知化合物结构测定 高分子化合物结晶度的测定，高分子链立体构型测定。 .生物大分子的结构与功能研究。药理研究，生物活体组织含水量的测定。 .疾病的诊断。 一些实际的应用 分子结构的测定 化学位移各向异性的研究 金属离子同位素的应用 动力学核磁研究 质子密度成像 T1T2成像 化学位移成像 其它核的成像 指定部位的高分辨成像 元素的定量分析 有机化合物的结构解析 表面化学 有机化合物中异构体的区分和确定 大分子化学结构的分析 生物膜和脂质的多形性研究 脂质双分子层的脂质分子动态结构 生物膜蛋白质——脂质的互相作用 压力作用下血红蛋白质结构的变化 生物体中水的研究 生命组织研究中的应用 生物化学中的应用 在表面活性剂方面的研究 原油的定性鉴定和结构分析 沥青化学结构分析 涂料分析 农药鉴定 食品分析 药品鉴定 第一节 基本原理1．1原子的磁性 2核磁共振的产生 拉莫尔进动 在磁场中，通电线圈产生磁距，与外磁场之间的相互作用使线圈受到力矩的作用而发生偏转。同样在磁场中，自旋核的赤道平面也受到力矩作用而发生偏转，其结果是核磁距围绕磁场方向转动，这就是拉莫尔进动。 在静磁场，具有磁距的原子存在不同的能级。如果用一特定的频率电磁波照射样品，满足ΔE= hν = γ h/2πH0,原子核即可进行能级跃迁，这就是核磁共振。 ν为电磁波的频率，其相应的圆频率： ω＝2πν。 第二节.化学位移 某