[医药卫生]云大波谱分析—核磁-氢谱.pdf

云南大学化学学院学科基础课《波谱分析》 授课教师： 羊晓东 第四章 核磁共振 第四章 核磁共振 Nuclear Magnetic Resonance Nuclear Magnetic Resonance NMR NMR Ⅰ核磁共振氢谱 Ⅰ核磁共振氢谱 Ⅰ核磁共振氢谱 Ⅱ核磁共振碳谱 Ⅱ核磁共振碳谱 Ⅱ核磁共振碳谱 Ⅲ二维核磁共振谱 Ⅲ二维核磁共振谱 Ⅲ二维核磁共振谱 Ⅰ核磁共振氢谱 Ⅰ核磁共振氢谱 4.1. 核磁共振的基本原理 4.1. 核磁共振的基本原理 4.2. 核磁共振仪与实验方法 4.2. 核磁共振仪与实验方法 4.3. 氢的化学位移 4.3. 氢的化学位移 4.4. 各类质子的化学位移 4.4. 各类质子的化学位移 4.5. 自旋偶合和自旋裂分 4.5. 自旋偶合和自旋裂分 4.6. 自旋系统及图谱分类 4.6. 自旋系统及图谱分类 4.7. 核磁共振氢谱的解析 4.7. 核磁共振氢谱的解析 前言 过去50年，波谱学已全然改变了化学家、生物学家和生 物医学家的日常工作，波谱技术成为探究大自然中分子内部 秘密的最可靠、最有效的手段。NMR是其中应用最广泛研 究分子性质的最通用的技术：从分子的三维结构到分子动力 学、化学平衡、化学反应性和超分子集体、有机化学的各个 领域。 1945年 Purcell （哈佛大学） 和Bloch （斯坦福大学） 发现核磁共振现象，他们获得1952年Nobel物理奖。 1951年 Arnold 发现乙醇的NMR信号，及与结构的关 系。 1953年美国Varian公司试制了第一台NMR仪器。 NMR近二十多年发展 NMR近二十多年发展 1. 高强超导磁场的NMR仪器，大大提高灵敏度和分辨率。 1. 高强超导磁场的NMR仪器，大大提高灵敏度和分辨率。 2. 脉冲傅立叶变换NMR谱仪，使灵敏度小的原子核能被测定。 2. 脉冲傅立叶变换NMR谱仪，使灵敏度小的原子核能被测定。 3. 计算机技术的应用和多脉冲激发方法采用，产生二维谱，对 3. 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。 判断化合物的空间结构起重大作用。 4. 英国R. R. Ernst教授因对二维谱的贡献而获得1991年的Nobel 4. 英国R. R. Ernst教授因对二维谱的贡献而获得1991年的Nobel 奖。 奖。 5. 瑞士科学家Kurt Wuethrich “发明了利用核磁共振技术测定溶 5. 瑞士科学家Kurt Wuethrich “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”而获得2002年诺贝尔化学 液中生物大分子三维结构的方法”而获得2002年诺贝尔化学 奖。 奖。 1 1 • H-NMR • H-NMR o how many types of hydrogen ? o how many types of hydrogen ? o how many of each type ? o how many of each type ? o what types of hydrogen ? o what types of hydrogen ? o how are they connected ? o how are they connected ? NMR谱的结构信息 NMR谱的结构信息 1 化学位移 1 化学位移 2 偶合常数 2 偶合常数 3 积分高度 3 积分高度 4.1. 核磁共振的基本原理 4.1. 核磁共振的基本原理 4.1.1 原子核的自旋、磁矩 1924年，Pauli 预见原子核具有自旋和核磁距。 若原子核存在自旋，产生核磁矩。 具有自