核磁共振原理及分析技术课件.ppt

核磁共振原理及分析技术 1、核磁氢谱 2、核磁碳谱 3、碳谱dept 4、二维核磁 例：分子式为C5H10Br2的同分异构体的核磁共振谱的数据如下： A：δ＝1．0（单峰，6H） δ＝3．4（单峰，4H） B：δ＝1．0（三重峰，6H） δ＝2．4（四重峰，4H） C：δ＝1．0（单峰，9H） δ＝5．3（单蜂，1H） D：δ＝1．3（多重峰，2H） δ＝1．85（多重峰，4H） δ＝3．35（三重峰，4H） 请写出A、B、C、D的构造式。 操作步骤 30mg样品溶解在0.5ml氘代溶剂中，并装入5mm核磁管； 利用空压机气流放入核磁体内； Lock锁场，选择所用氘代试剂； Getprosol获取采样参数； Atma调谐到300M； Topshim 1d一维匀场； Sw设定谱宽；O1P设定谱宽中心；NS设定扫描次数； Rga自动增益； Zg采集数据；efp傅里叶转化；apk相位校正 手动标化学位移和积分面积。 Plot打印谱图 * 1、 基本原理 氢质子是带电体，自旋时产生一个磁场，自旋量子数ms 为＋1/2、－1/2： ΔE与磁场强度（Ho）成正比。给处于外磁场的质子辐射一定 频率的电磁波，当辐射所提供的能量恰好等于质子两种取向的能 量差（ΔE）时，质子就吸收电磁辐射的能量，从低能级跃迁至 高能级，这种现象称为核磁共振。 2、核 磁 共 振 仪 示 意 图 用固定频率的电磁波照射，调节磁场强度到一定值，即可发生核磁共振。（样品管直径5mm） 由于有机分子中质子所处化学环境的不同，导致其周围电子云密度不同，在外加磁场作用下，引起电环流，环流引起另一个感应磁场，该感应磁场使质子产生对抗磁场，因此质子所感受的磁场强度减弱，实际作用于质子的磁场强度比H0小百万分之几，此时我们说质子受到屏蔽，质子周围电子云密度越大，屏蔽越大。 屏 蔽 效 应 电子环流产生的屏蔽效应有去屏蔽及屏蔽。 苯环：反屏蔽；乙炔：屏蔽；乙烯：反屏蔽。 要使质子产生跃迁，必需加大磁场强度才能发生共振。这种由于同一类型磁核在分子中化学环境不同，而显示出不同的吸收峰，峰与峰之间的差距称为化学位移。化学位移的大小，采用一标准物为原点，其它峰与原点的距离就是该峰的化学位移。目前一般采用TMS（（CH3）4Si ）作为标准物。 化 学 位 移 由于共振频率ν（Hz）与外加磁场H0 成正比，因此同一化合物的同一基团的ν值会因谱仪工作频率的不同而不同，不便比较。如：CHCl3 60MHz：437Hz ；100MHz：728Hz。因此实际应用中采用的是同一种与工作频率无关的标度 ?： νs —νTMS δ= × 106 （ppm） 核磁共振仪频率 ? νs ：样品的共振频率 437 — 0 δ= × 106 = 7.28 ppm 60 × 106 因此，各种不同结构的H便有一定的? 值。 （60MHz仪器：1ppm=60Hz ；100MHz仪器：1ppm=100Hz ） CH3OH 二、结构对化学位移的影响 质子在不同的结构环境中经受的屏蔽效应不同，其化学位移也不同，根据质子的化学位移可以推测其结构环境。因此，NMR是测定有机化合物结构的有效手段。 1）在CH3X型化合物中，X电负性越大，甲基碳原子上电子密度越小，甲基上质子所经受的屏蔽效应越小，质子信号出现在低场（? 值会随着H与X距离的增大而减小）。 2) 吸电子的取代基对屏蔽效应具有加和性，例： CHCl3 CH2Cl2 CH3Cl ?/ppm 7.3 5.3 3.1 3) 双键C－H和芳烃中芳环上质子处于去屏蔽区域 ?/ppm 7.3 5.3 0.9 原因： 4) 炔烃中质子处于电子环流产生的感应磁场中的屏蔽区： ?/ppm 1.8 5) 同一类型化合物中的屏蔽: