核磁共振波谱法详细解析.pptx

1;一、核磁共振和核磁共振波谱法 　1.核磁共振(NMR): ;2.核磁共振波谱：以核磁共振信号强度对照射频率（磁场强度）作图，所得图谱。 3.核磁共振波谱法：利用核磁共振波谱对物质进行结构测定、定性和定量分析的方法。;　UV-Vis 200-760nm 紫外可见光 价电子跃迁 　　IR　　 　 红外线 振动－转动能级跃迁 　 NMR　 0.6-30m 无线电波　 原子核自旋能级跃迁;UV、IR－－测定A（T） NMR　－－共振吸收法 　共振吸收法：利用原子核在磁场中，核自旋能级跃迁时核磁矩方向改变产生感应电流来得到NMR信号。;三、核磁共振波谱法的应用 1.测定有机物结构：化学及立体结构（构型、构像、互变异构） 2.医学：核磁共振成像技术（医疗诊断） 3.生化：生物大分子、酶结构测定;⑴质子类型（-CH3, -CH2,＝CH，Ar-H）和所处的化学环境； ⑵ H分布情况 ； ⑶ 核间的关系。 缺点：不含H基团无 NMR信号, 化学环境相近的烷烃，难区别;第一节 基本原理;第一节 基本原理; I?0核，自旋产生核磁矩 ，核磁矩的方向服从右手法则，其大小与自旋角动量成正比。;磁矩方向：右手螺旋法则;(一) 核自旋能级分裂;氢核磁矩的取向;例：I=1时，;核磁矩在外磁场空间的取向不是任意的,是量子化的，这种现象称为空间量子化。 ; 在外加磁场中，自旋核发能级分裂，能级差和H0成正比;;共振吸收与弛豫;②?m=?1, 跃迁只能发生在两个相邻能级间;三、自旋驰豫; 低能态核数n+仅比高能态核数n-多十万分之一 当n- =n+时，NMR信号消失——饱和 外磁场H0 ↑/ 温度↓，n-/n+↓，对测定有利;*2. 共振吸收条件;第三节 化学位移;; H=(1-σ)H0 σ—屏蔽常数， σ与被研究核的核外电子云密度有关 电子云密度↑，σ↑，屏蔽效应↑;;　1. 定义：由于屏蔽效应的存在，不同化学环境 H核共振频率不同 2. 表示方法 采用相对值的原因： 绝对值不易测得； 对于同一核，H0不同时，ν不同，不便于比较，采用相对值δ与H0无关。 ;例： CH3Br, 标准物：四甲基硅烷TMS ①H0=1.4092T, νCH3=60MHz+162Hz, νTMS=60MHz; ② H0=2.3487T, νCH3=100MHz+270Hz, νTMS=100MHz ;3. 常用标准物：TMS —— (CH3)4Si ① 12个H化学环境相同，单峰 ②?最大（屏蔽大，δ=0），出现在最低频端 ③不与其他化合物发生反应 ④易溶于有机溶剂，沸点低 4. H谱常用溶剂：D2O, CDCl3;内部因素（分子结构因素）：局部屏蔽效应、磁各向异性效应和杂化效应等 外部因素：分子间氢键和溶剂效应等。 ;电负性↑，吸电子能力↑ ，H核电子云密度↓，?↓（去磁屏蔽效应），δ↑ ;正屏蔽区（+）：次级磁场磁力线与外加磁场方向相反，实受H降低，屏蔽效应↑，δ↓，右移。;;3）叁键（C≡C ）;3）芳环体系;酸类 R-COOH 10 ~12 酚类 ArOH 4 ~ 7 酰胺 RCONH2 5 ~ 8 醇、伯胺 0.5 ~ 5;四、几类质子的化学位移; ①芳氢7~8烯氢5~6炔烃2~3烷烃0~1 ② 次甲基；亚甲基；甲基 ③-COOH 11~12 -RCHO 9~10 ArOH 4~5 ROH 0.5~5 ?RNH2 0.5~5 ; -OCH3~4.0; -OCH2~4.3; -CO-CH3~2.6; -CO-CH2~2.4; －CO－CH2－CO　 ArCH3~2.5; ArCH2~3.1; ;第四节 偶合常数;1.自旋—自旋偶合： 核自旋产生的核磁矩间的相互干扰 2.自旋—自旋分裂： 由自旋偶合引起的共振峰裂分的现象 偶合是分裂的原因，分裂是偶合的结果。; 3．自旋分裂的产生 ;X 型分子;Y 型分子 ;;碘乙烷-CH3受-CH2 -2个H的干扰裂分为三重峰：;;在H－H偶合中，峰分裂是由于邻近C原子上H核磁矩存在，轻微改变了被偶合核的屏蔽效应，发生了峰裂分。 核间偶合作用通过成键电子传递。 并非所有的原子核对相邻氢核都有自旋偶合干扰作用。(35Cl、79Br、127I等); 4.自旋分裂的规律：n+1规律;Pascal 三角形;4 重 峰; eg: CH2DI 一氘碘甲烷;① 核间弱偶合，且偶合常数相等，峰裂分数为(n+n′+…)+1重峰。(服