MIA-8-核磁共振波谱法PPT.ppt

氢谱分为一级谱和二级谱（高级谱） 一级谱 （ first order spectra ） 的特点 : ① J v D ＞ 6 ，② 偶合峰裂分符合 n+1 规律。 J v D ＜ 6 称为二级谱，二级谱不符合 n+1 规律，谱线位置及强度变化都比 较复杂。 去偶 (spin) decoupling CH3CH2OHA + HB+ = CH3CH2OHB + HA+ ①单键具有双键性 较高温度下等价 3 11.3.6 氢谱的信号强度以积分面积或积分线高度表示。 * 第八章 核磁共振波谱法Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy, NMR 8.1 NMR的基本原理和核磁共振波谱仪 8.2 化学位移（δ） 8.3 自旋偶合、自旋裂分与偶合常数 8.4 氢谱的解析 8.5 13C NMR简介 8.1.1 核自旋和核磁矩 大多数原子核都围绕某个轴作自身的旋转运动，称为自旋（spin）。 自旋的核具有一定的角动量P 自旋≠0 的核都具有核磁矩μ P和μ 都是矢量，方向相同。 μ 和P成正比，μ =γ P 比例常数γ称为磁旋比(magnetogyric ratio) γ 可由实验测定 8.1.2 核磁能级 将自旋核置于外磁场H0中，由于μ 和H0相互作用，μ 相对于H0有不同的取向。 用磁量子数m 表示核自旋不同的空间取向。 m由自旋量子数I决定，m=I, I-1, …, -(I+1), -I。 m只能取(2I+1)个值。 I由原子核种类决定。 质量数和原子序数都为偶数的核I=0，没有自旋、没有磁性。 1H、13C、I= ，其电荷分布为球形对称。 I≥1的核，其电荷分布偏离球对称。 11.1.2 核磁能级和核磁共振 自旋核处于磁场中，H0和μ相互作用的能量 对于1H核，由于μ 有两个取向，因而具有两个能级： m= + 低能级 E+ m= - 高能级 E— 两个能级之差△E=E— —E+ = 无外加磁场时，能级简并。 有外加磁场时，核磁能级分裂。H0↑，ΔE↑ 8.1.3 larmor进动和核磁共振 核磁共振条件 也可由 hν =△E 导出 即外来的频率为ν 的电磁波的能量正好等于两个核磁能级差△E时，低能级的核就会吸收电磁波，跃迁到高能级，从而产生核磁共振吸收。 8.1.4 核自旋弛豫 在热平衡状态下，处于较高能级的1H核数（Nj）和处于较低能级的1H核数（N0）符合Boltzmann分布 H0=1.0492T, 300K 即处于低能态的核仅比高能态的核约多百万分之十。NMR的成功测量即建立在此微弱多数的基础上。 若N0 = Nj，就观察不到NMR吸收，称为饱和(saturated)。 实际上，如果射频场不太强，总能看到NMR吸收，这是因为存在着弛豫（relaxation process），即高能态的核通过非辐射途径回到低能态这样的过程。 小结 5、由于存在弛豫这样的过程，通常总能测得磁核的NMR谱 8.1.5 CW和PFTNMR 自由感应衰减信号 8.2.1 屏蔽效应和化学位移（δ） 弧立氢核并不存在，1H都处于一定的结构和环境中，被电子云包围。d为—CH3质子峰，C为––CH2––质子峰，不同类型的质子的共振频率有差别。 1H核外电子在外磁场作用下会产生感应磁场，其方向与外磁场相反，从而减弱了外磁场，起了屏蔽作用（shielding effect）。 屏蔽常数σ H实=H0（1—σ） v = 1H核外电子云密度愈大，屏蔽作用愈强（σ愈大）。若固定频率，则发生共振所需磁场强度愈高，即共振将出现在较高场。反之，共振将出现在较低场。 由于屏蔽作用不同引起的吸收峰位置的变化，称为化学位移（chemical shifts），用δ表示。 屏蔽作用大小与核外电子云密度有关，而电子云密度又和1H核的类型及所处的化学环境有关。 8.2.2影响化学位移的因素 苯环氢出现在低场 δ≈7 醛氢在低场 δ 9~7 乙烯氢在较低场 δ 5.25 乙炔氢在屏蔽区 高场δ1.08 δ Ha 3.92 Hb 3.55 Hc 0.88 δ Ha 4.68 Hb 2.40 Hc 1.10 8.2.3 常见1H化学