核磁共振-139911幻灯片.pptVIP

1H-核磁共振 历史： 1946年，由Purcell （哈佛大学）和Bloch （斯坦福大学）发现核磁现象； 1950年，核磁共振与化学结构的关系被发现； 50年代初，30MHz 核磁仪出现； 1953年 Varian公司试制了第一台NMR仪器 60年代，250MHz 核磁仪出现； 70年代---目前，傅立叶变换(Fourier )与超导技术的应用促进了核磁仪质的飞跃，目前已有950MHz，并可广泛用于其它核的测定（如13C, 15N, 19F 等）。 应用：分子生物学，药物化学，植物化学，医学…… 核磁共振的方法与技术作为分析物质的手段 ，由于其可深入物质内部而不破坏样品 ，并具有迅速、准确、分辨率高等优点而得以迅速发展和广泛应用 ，已经从物理学渗透到化学、生物、地质、医疗以及材料等学科 ，在科研和生产中发挥了巨大作用 。 近二十多年发展 高强超导磁场的NMR仪器，大大提高灵敏度和分辨率； 脉冲傅立叶变换NMR谱仪，使灵敏度小的原子核能被测定； 计算机技术的应用和多脉冲激发方法采用，产生二维谱，对判断化合物的空间结构起重大作用。 12位因对核磁共振的杰出贡献而获得诺贝尔奖科学家 1944年 I.Rabi 1952年 F.Bloch 1952年 E.M.Purcell 1955年 W.E.Lamb 1955年 P.Kusch 1964年 C.H.Townes 1966年 A.Kastler 1977年 J.H.Van Vleck 1981年 N.Bloembergen 1983年 H.Taube 1989年 N.F.Ramsey 1991年 R.R.Ernst 2002年 瑞士科学家库尔特·维特里希 因“发明了利用核磁共振技术测定溶液中生物大分子三维结构的方法 提供的信息 氢的类型（化学位移） 氢所在的环境（偶合常数、裂分） 数量（积分曲线） 体系的运动状态（核自旋弛豫时间） 核间距离（Overhauser现象） 2，核磁共振原理： 原子核的磁矩 自旋核在磁场中的取向和能级 核的回旋和核磁共振 核的自旋弛豫 讨论: 共振条件：? = ?0 = ??0 核的自旋驰豫 驰豫过程:由激发态恢复到平衡态的过程 驰豫过程可分为两种类型：自旋-晶格驰豫和自旋-自旋驰豫。 自旋晶格驰豫：核与环境进行能量交换。体系能量降低而逐渐趋于平衡。又称纵向驰豫。速率1/T1，T1为自旋晶格驰豫时间。 自旋自旋驰豫：自旋体系内部、核与核之间能量平均及消散。又称横向驰豫。体系的做能量不变，速率1/T2，T2为自旋自旋时间。 驰豫时间与谱线宽度的关系 ：即谱线宽度与驰豫时间成反比。 饱和：高能级的核不能回到低能级，则NMR信号消失的现象。 3，核磁共振仪及谱图： NMR仪器的主要组成部件： 磁体：提供强而均匀的磁场 样品管：直径4mm, 长度15cm,质量均匀的玻璃管 射频振荡器：在垂直于主磁场方向提供一个射频波照射样品 扫描发生器：安装在磁极上的Helmholtz线圈，提供一个附加可变磁场，用于扫描测定 射频接受器 ：用于探测NMR信号，此线圈与射频发生器、扫描发生器三者彼此互相垂直。 核磁共振波谱的测定 样品：纯度高，固体样品和粘度大液体样品必须溶解。 溶剂：氘代试剂(CDCl3, C6D6 ,CD3OD,CD3COCD3, C5D5N ) 标准：四甲基硅烷 (CH3)4Si ，缩写：TMS 优点：信号简单，且在高场，其他信号在低场， ?值为正值；沸点低（26.5 °C);易溶于有机 溶剂；化学惰性 实验方法：内标法、外标法 此外还有：六甲基二硅醚（HMDC, ? 值为0.07ppm), 4,4-二甲基-4-硅代戊磺酸钠（DSS, 水溶性，作为极性化合物的内标，但三个CH2的? 值为0.5~3.0ppm,对样品信号有影响