核磁共振波谱学概论PPT课件.ppt

核磁共振谱仪(Bruker) 高场核磁共振谱仪的发展为核磁共振应用于生物大分子奠定了基础 化学位移和自旋偶合的相继发现将NMR信号与化学结构联系起来，NMR开始广泛用于化学 蛋白质的1H谱 ? 蛋白质的第一张1H谱(核糖核酸酶, 40MHz),记于1957年 [Adapted from Jeremy N.S.Evans (1995) Biomolecular NMR Spectroscopy. p.3, Oxford University Press Inc.] ?2.0 mM Rnase T1的900MHz 1H谱 核磁共振波谱的主要参数 NMR观测结果能提供物质结构的基本信息 1、静态结构 ①.化学位移（δ） ②.偶合常数（J） 2、动态结构 ③.纵向弛豫（T1），即自旋－晶格弛豫 ④.横向弛豫（T2），即自旋－自旋弛豫 ⑤.核欧沃豪斯增强效应（Nuclear Overhauser Effect，简称为NOE） 弛豫时间 1H NMR 13C NMR DEPTs COSY HSQC HMBC TOCSY NOESY 11B NMR 19F 23Na 29Si 31P 195Pt 核磁共振的特点及其应用 核磁共振技术的特点及其应用 核磁共振基本原理-引言 庞文民 核磁共振的方法与技术作为分析物质的手段，由于其可深入到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。 涉及化工、石油、橡胶、建材、食品、冶金、地质、国防、环保、纺织及其它工业部门。 从物理学渗透到化学、生物、地质、药学、医学、农业、环境、矿业、脑科学、量子计算机、纳米材料、C60、软物质、超导材料以及材料等学科。 核磁共振波谱学 庞文民 联系方法 中国科技大学理化科学实验中心 高分子微结构与NMR实验室（106） 庞文民 0551 pangwm@ustc.edu.cn 本课程主要内容： 第一讲：核磁共振波谱学概述 第二讲：核磁共振基本原理 第三讲：核磁共振氢谱 第四讲：核磁共振碳谱 第五讲：核磁共振二维谱 第六讲：固体核磁共振谱 第七讲：核磁共振波谱仪介绍 第八讲：核磁共振实例及解析 第一讲：核磁共振波谱学概述： 什么是核磁共振 核磁共振的发展历史 核磁共振谱的主要参数 核磁共振的特点及其应用 核磁共振概念 核磁共振（Nuclear Magnetic Resonance，简写为NMR），是指核磁矩不为零的核，在外磁场的作用下，核自旋能级发生塞曼分裂（Zeeman Splitting），共振吸收某一特定频率的射频（radio frequency 简写为rf或RF）辐射的物理过程。 1946年Stanford的Bloch和Harvard的Purcell各自独立观察到核磁共振现象。 1952年获得诺贝尔物理奖 核磁共振现象 许多原子核是有磁性的 在磁场中磁矩绕磁场作Larmor进动 在特定频率的电磁波照射下发生共振 核磁共振信号强度对电磁波频率作图就是通常看到的核磁共振谱图 B0 核磁共振波谱学的发展历史 核磁共振波谱学发展史上的里程碑 1946年Stanford的Bloch和Harvard的Purcell各自独立观察到核磁共振现象。 1952年获得诺贝尔物理奖 30年代Rabi和Gorter等做了许多工作。1936 年Gorter试图观察LiF中的7Li核的共振吸收。不幸的是，由于所使用的LiF太纯，使样品的弛豫时间太长而失败。 固体(石蜡)中核磁矩共振吸收 布洛赫《物理评论》“核感应”的论文 瑞士的Ernst对二维NMR进行了深入研究，于1976年用量子统计的系综理论对二维NMR原理进行详尽的理论阐述，1983年又提出乘积算符理论，大大简化了脉冲序列的分析。 二维NMR 1 比列时的Jeener于1971年提出二维NMR的思想 2 瑞士的Ernst对二维NMR进行了深入研究，于1976年用量子统计的系综理论对二维NMR原理进行详尽的理论阐述，1983年又提出乘积算符理论，大大简化了脉冲序列的分析。 二维NMR 脉冲傅立叶变换及多维核磁共振波谱技术的发展使得NMR可以用于蛋白质溶液结构解析 瑞士的Wüthrich首先将2D-NMR的方法用于蛋白质，发展了将2D-NMR和距离几何结合得到蛋白质在溶液中的空间结构的方法 ，第一个用NMR方法解析出蛋白质的空间结构,获得2002年诺贝尔化学奖 瑞士的Wüthrich第一个用NMR方法解析出蛋白质的空间结构 The Nobel Prize in Physiology or medicine 2003 核磁共振成像技术 （MRI） 核磁共振是发展中的学科新实验方法 8名科学