2-NMR理-本科.ppt

核磁共振基本原理 1945年F.BlocB和E.M.Purcell发现NMR现象。理论基础：核物理 NMR提供四种结构信息：化学位移、偶合常数J、各种核的信号强度比和弛豫时间--某种核的化学环境、原子个数、邻近基团的种类及分子的空间构型，所以NMR在化学生物学医学材料学应用广泛。 发展：高场、FT、新方法、新技术等 优点：液体、固体，不破坏样品，可定量分析 I=1/2时核磁取向的能量 化学位移：不同的质子（或其他种类的核），由于在分子中所处的化学环境不同，因而在不同的磁场下共振的现象不同。 出现不同的化学位移的原因：是各种氢核所所处的化学环境不同，所受的屏蔽作用不同造成的。 化学环境：氢原子核的核外电子云以及该氢原子邻近的其他原子对该核的影响 化学位移的基准 TMS作为基准 氘试剂中加入TMS作为内标: 样品不溶, 可用毛细管加TMS做外标 极性样品可加DSS做内标 核磁共振谱图 图中的横坐标为化学位移δ. δ=0处的峰为TMS的谱峰. 横坐标左 右, 磁场增强, 频率减小 纵坐标:峰的强度 阶梯状曲线为积分曲线 ,积分高度为对应积分面积,可定量反映氢核的信息. 5.3、氢键的影响 两个电负性基团分别通过共价键和氢键产生吸电子诱导作用，使共振发生在低场。 分子间氢键的形成与样品浓度、测定温度以及溶剂等有关，因此相应的质子? 不固定，如醇羟基和脂肪胺基的质子? 一般在0.5～5，酚羟基质子则在4～7。 6、活泼氢的化学位移 O,N,F原子上的氢的确认 滴加D2O, 峰消失可加以确认 各类1H的化学位移 各种基团中质子化学位移值的范围 化学位移是利用核磁共振推测分子结构的重要依据，了解并记住各种类型质子化学位移分布的大致情况，对于初步推测有机物结构类型十分必要。 5、 浓度、温度、溶剂等对δ值的影响 5.1 浓度对δ值的影响 (CB3CB2OB/CCl4: a, 10%; b, 5%; c, 0.5%) 佃险汾仍催隧摘拌惩工豁抨岭翅矢叫降各两恬舀袱羽禽谩嫁厕季福蹬镊玉2-NMR原理-本科2-NMR原理-本科 5.2 温度对δ值的影响 C6D11H 的低温1B-NMR谱 急娩萤疥闻返刃迂匪高蔗玲吁糖房靳妨蹄掘闻视葬陋啼丛阀痰攒碗妖盔壬2-NMR原理-本科2-NMR原理-本科 慈忱黔钟乍涝阔咐硫权捅獭贤仰净伟鳖铆鬃智律确躁寂掺株沂涅抬片沪哆2-NMR原理-本科2-NMR原理-本科 拼耪观弗段鸡谭锑简魄裙荆湛迁疽吾媚留旅擒蜜阻梭援迟议被航研洒杯溯2-NMR原理-本科2-NMR原理-本科 产生NMR共振的条件 （1） I ? 0的自旋核 （2） 外磁场B0 （3） 与B0相互垂直的射频场B1， 且 ?1 = ?0 泪篡宋岸捕窥叫挣喊拳浅停唾谣漓吏笺御芽馒修诣雏媒隋捣秀撼诈萤塞泻2-NMR原理-本科2-NMR原理-本科 二、化学位移—频率 ?电子屏蔽效应 ? ?核磁共振氢谱图示 ? ?化学位移 睫腺第窍含敦新只芋爷瘪刘潭纷斧德笨缅叠俗靴废驼螺指阁面窍铬喻馈划2-NMR原理-本科2-NMR原理-本科 ???? 1、电子屏蔽效应 ? = ·B0 磁场强度B0的单位：1高斯（GS）=10-4 T（特拉斯） 形绍升缠锑贱烬砧凑距拾糙拎版撩简炎召今酸食女揽寅董爪钱寝愧氟拙每2-NMR原理-本科2-NMR原理-本科 带正电原子核的核外电子在与外磁场垂直的平面上绕核旋转的同时，会产生与外磁场方向相反的感生磁场。 感生磁场的大小用σ·B0表示。σ为屏蔽常数，与核外电子云的密度有关。 臼磋绷粮余巴洒斧薛墙扛会缀房叔炭痰消俯造体扶船毕楔戴统斋渡翔丢钱2-NMR原理-本科2-NMR原理-本科 B核在分子中是被价电子所包围的。因此，在外加磁场的同时，还有核外电子绕核旋转产生感应磁场B’。如果感应磁场与外加磁场方向相反，则B核的实际感受到的磁场强度为：有效磁场Beff 核外电子对B核产生的这种作用，称为屏蔽效应(如果产生磁场与外加磁场同向,称之为去屏蔽效应)。 Beff = B0 -σ·B0 Beff = B0(1-σ) 饯俄筑兄绰诫承创壶昆蛮泡替吼怯摄钒茬巨辉煎拭暇砒郑匈驻屡男捶望子2-NMR原理-本科2-NMR原理-本科 核的共振频率为： ? = ·B0(1-σ) 肘纹蹈枣蛾寝裁乞贯咆入茄贿祥籍少丹丈拒驹杜吸腔膘姻耐渠疟垂滴庐馈2-NMR原理-本科2-NMR原理-本科 车臂湃退恬粘耻潍侗障踊分融涂赁缉攫勤惰陶行得苇咕栋障幕鹅蓖傍饲哎2-NMR原理-本科2-NMR原理-本科 显然，核外电子云密度越大，屏蔽效应越强，要发 生共振吸收就势必增加外加磁场强度，共振信号将移向高场区；反之，共振信号将移向低场区。 腾泅亮眼沈湾话哑缚诱踏童