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核磁共振基础 核磁共振概论 一维氢谱 一维碳谱 核磁共振概论 核磁共振发展历程 核磁共振概述 核磁共振特点 核磁共振的灵敏度 核磁共振仪器 描述核磁共振的方法简介 NMR 谱线的宽度 核磁共振的参数 一级谱图的规律 一组磁等价的核如果与另外 n 个磁等价的核相邻时，这一组核的谱峰将被裂分为 2nI +1个峰，I为自旋量子数。对于1H 以及13C、19F 等核种来说，I =1/2，裂分峰数目等于 n +1 个，因此通常称为“n +1 规律”。 因耦合而产生的多重峰相对强度可用二项式(a + b)n展开的系数表示，n 为磁等价核的个数。即相邻有一个耦合核时（n =1），形成强度基本相等的二重峰；相邻有两个磁等价的核时（ n =2），因耦合作用形成三重峰强度为 1:2:1；相邻有三个磁等价核时（n =3），形成四重峰强度为1:3:3:1等等. 化学等价 化学等价又称化学位移等价。如果分子中有两个相同的原子或基团处于相同的化学环境时，称它们是化学等价。 化学等价的核具有相同的化学位移值。 受阻旋转时同碳上的二相同基团，不是化学位移等价 与手性碳直接相连的-CH2上-CH(CH3)2不是化学等价的 实验操作 利用NUTS处理谱图 自旋耦合 产生原因：分子中磁核间的相互作用。它对化学位移没有影响，而对谱峰的形状有着重要影响。 αα βα B α β B-ΔB B+ΔB αβ ββ A核谱峰 A核能级图 A核磁场强度 耦合常数 J表示耦合的磁核干扰程度的大小，以赫兹 Hz为单位。耦合常数与外加磁场无关，而与两个核在分子中相隔的化学键的数目和种类有关。 J值与两核间的键的数目密切相关，通常在 J 的左上角标以两核相距的化学键数目，在 J 的右下角标明相互耦合的两个核的种类。如13C—1H 之间的耦合只相隔一个化学键，故表示为1JC—H，而1H—C—C—1H 中两个1H 之间相隔三个化学键，其耦合常数表示为3JH—H。 J 的大小还与化学键的性质以及立体化学因素有关，是核磁共振谱能提供的极为重要的参数之一。 J值有正负符号。相偶合的双核取向相同时能量较高，或取向相反时能量较低，则J0，反之，则J0. 耦合常数 J 对于四极矩核，由于四极矩弛豫很快，粒子在高能级存在时间很短，本身核磁谱线极宽，难于检测。同时，它与邻近核的耦合作用也表现不出来，可当作无磁性核来处理。 CHCl3 四极矩核的耦合 AX体系 A2X3体系 如果某组核既与一组 n 个磁等价的核耦合，又与另一组 m 个磁等价的核耦合，且两种耦合常数不同，则裂分峰数目为（n +1）（m +1） AMX体系 AX6体系 A2X3体系 固定环上 CH2两个氢不是化学等价的，如环已烷或取代的环已烷上的 CH2； 化学不等价 手性分子中的 -CH2上-CH(CH3)2 不是化学等价的 前手性中心不与手性中心相连，也可能不是化学等价 可以用基团替换法分析 样品配制 仪器准备 实验参数 数据采集 样品配制 溶剂： 氘代 溶解性 沸点 熔点 浓度： 对氢谱，10mM即可； 对碳谱或其他杂核谱，浓度尽量大些，提高信噪比。 高度： 样品量太少，无法得到满意的效果。原则是：探头线圈的三倍高度，具体换算结果如下:对Varian仪器，600-700 微升；对Bruker仪器，500 微升。 仪器匀场 谱图质量的关键 匀场要求极高： 0.3Hz/300MHz 1/109 梯度匀场：自动化 样品量规都绘有线圈的大小和位置，并于中心位置处标有中心线。样品应该以此中心线上下对称，才能得到满意的匀场效果。 读入数据FID 窗函数 FT 相位调节 定标、积分 * 李光玉 ligy@mail.sioc.ac.cn 有机化合物结构鉴定与有机波谱学 宁永成 科学出版社 有机化合物的波谱解析 药明康德 华东理工大学出版社 核磁共振现象 仪器 描述核磁共振的方法 谱图参数 实验操作 谱图处理 Felix Bloch, USA and Edward M. Purcell, USA The Nobel Prize in Physics 1952, for their discovery of new methods for nuclear magnetic precision measurements and discoveries in connection therewith Richard R. Ernst, Switzerland The Nobel Prize in Chemistry 1991, for his contributions to the development of the methodology of high resolution nuclear