第十一章核磁共振与电子自旋共振波谱.pptVIP

核磁共振波谱仪 傅立叶变换核磁共振波谱仪 不是通过扫场或扫频产生共振； 恒定磁场，施加全频脉冲，产生共振，采集产生的感应电流信号，经过傅立叶变换获得一般核磁共振谱图。 （类似于一台多道仪） 超导核磁共振波谱仪 永久磁铁和电磁铁： 磁场强度25 kG 超导磁体：铌钛或铌锡合金等超导材料制备的超导线圈；在低温4K，处于超导状态；磁场强度100 kG 开始时，大电流一次性励磁后，闭合线圈，产生稳定的磁场，长年保持不变；温度升高，“失超”；重新励磁。 超导核磁共振波谱仪： 200-400HMz；可 高达600-700HMz； 样品的制备： 试样浓度：5-10%；需要纯样品15-30 mg； 傅立叶变换核磁共振波谱仪需要纯样品1 mg ； 标样浓度（四甲基硅烷 TMS） ： 1%； 溶剂：1H谱 四氯化碳，二硫化碳； 氘代溶剂：氯仿，丙酮、苯、二甲基亚砜的氘代物； 2. 核磁共振实验方法 一、H谱图中化合物的结构信息 （1）峰的数目：标志分子中磁不等性质子的种类，多少种； （2）峰的强度(面积)：每类质子的数目(相对)，多少个； （3）峰的位移(? )：每类质子所处的化学环境，化合物中位置； （4）峰的裂分数：相邻碳原子上质子数； （5）偶合常数(J)：确定化合物构型。 不足之处： 仅能确定质子（氢谱） 11.1.4 核磁共振在高聚物研究中的应用 一级谱的特点 非一级谱（二级谱） 一般情况下，谱峰数目超过n+1规律所计算的数目 组内各峰之间强度关系复杂 一般情况下， ?和J不能从谱图中可直接读出 裂分峰数符和n+1规律，相邻的核为磁等价即只有一个偶合常数J；若相邻n个核n1个核偶合常数为J1， n2个核偶合常数为J2，n= n1+ n2则裂分峰数为（n1+1)( n2+1) 峰组内各裂分峰强度比(a+1)n的展开系数 从谱图中可直接读出?和J，化学位移 ? 在裂分峰的对称中心，裂分峰之间的距离（Hz）为偶合常数J 三、谱图解析 谱图解析步骤 由分子式求不饱合度：Ω= n4+((n3-n1)/2)+1 由积分曲线求1H核的相对数目 解析各基团 首先解析： 再解析： ( 低场信号 ) 最后解析：芳烃质子和其它质子 活泼氢D2O交换，解析消失的信号 由化学位移，偶合常数和峰数目用一级谱解析 参考 IR，UV，MS和其它数据推断解构 得出结论，验证解构 研究高聚物的主链结构 二、谱图解析 6个质子处于完全相同的化学环境，单峰。 没有直接与吸电子基团（或元素）相连，向高场移动。 1. 谱图解析（1） 谱图解析（ 2 ） 质子a与质子b所处的化学环境不同，两个单峰。 单峰：没有相邻碳原子（或相邻碳原子无质子） 质子b直接与吸电子元素相连，产生去屏蔽效应，峰向低场（相对与质子a ）移动。 质子b也受其影响，峰也向低场位移。 谱图解析（ 3 ） 裂分与位移 对 比 2. 谱图解析与结构确定(1) 5 2 2 3 化合物 C10H12O2 8 7 6 5 4 3 2 1 0 谱图解析与结构确定(1) 正确结构： U = 1+10+1/2(-12)=5 δ 2.1单峰三个氢，—CH3 峰 结构中有氧原子，可能具有： δ 7.3芳环上氢，单峰烷基单取代 δ3.0 δ 4.30 δ2.1 δ 3.0和δ 4.30三重峰和三重峰 O—CH2CH2—相互偶合峰 谱图解析与结构确定(2) 9 δ 5.30 δ 3.38 δ 1.37 C7H16O3，推断其结构 6 1 结构确定(2) C7H16O3， u=1+7+1/2(-16)=0 δ3.38和δ 1.37 四重峰和三重峰 —CH2CH3相互偶合峰 δ 3.38含有—O—CH2结构 结构中有三个氧原子，可能具有(—O—CH2)3 C7H16O3-C6H16O2=CH δ 5.3CH上氢吸收峰，低场与电负性基团相连 正确结构： 谱图解析与结构确定(3) 化合物 C10H12O2，推断结构 δ7.3 δ 5.21 δ1.2 δ2.3 5H 2H 2H 3H 结构确定(3) 化合物 C10H12O2 u=1+10+1/2(-12)=5 δ 2.32和δ 1.2—CH2CH3相互偶合峰 δ 7.3芳环上氢，单峰烷基单取代 δ 5.