核磁共振PPT精选文档.ppt

第7章 核磁共振分析;7.1 核磁共振波谱;（1）原子核带有正电，自旋时产生磁场，具有磁矩 （2）在很强的外磁场中，具有核磁矩的原子核产生磁能级分裂，分裂成两个或更多的量子化能级;1. 原子核的自旋（atomic nuclear spin ）;原子核存在自旋，核磁矩不为零， 能与外加磁场相互作用，发生能级分裂，用于核磁共振分析;讨论:; 氢核（I=1/2），核磁矩不为零，在外磁场作用下绕磁轴转动，产生能级分裂，分裂能级可用磁量子数m表示。 m可以取值： I， I－1…..－I，外磁场方向有（2I+1）种能级。;P;? E= E2 － E1 = （h/2 ?） ? H0;（1）在相同 H0 下，不同的核，因磁旋比不同，发生共振的频率不同，可以鉴别各种元素及同位素。;（3）核磁共振产生的条件;7.1.2 核磁共振波谱仪 （nuclear magnetic resonance spectrometer）;（3） 射频信号接受器（检测器）：当质子的磁能级差与辐射频率相匹配时，发生能级跃迁，吸收能量，在感应线圈中产生毫伏级信号。;（5）工作方式： ?0 = H0 ? / (2? ) 固定外磁场，扫描辐射频率 固定吸收频率，扫描外磁场 ; 样品的制备;常用溶剂的化学位移值;7.2 1H-核磁共振波谱;NMR的主要直接信息;7.2.1 化学位移（chemical shift）;实际作用在原子核的外磁场为：H =（1- ? ）H0 ?：屏蔽常数。 ? 越大，屏蔽效应越大。 实际共振频率为：? = [? / (2? ) ]（1- ? ）H0 由于电子云的屏蔽，使原子核的共振吸收频率变小; 2. 化学位移?（chemical shift）;3. 化学位移的表示方法;Δν＝ ?样品－ ?TMS = [? / (2? ) ]（ ? TMS - ?样品）H0; ;②?小：屏蔽强，共振需要的磁场强度大，在高场出现，靠近TMS ；?大：屏蔽弱，共振需要的磁场强度小，在低场出现，远离TMS;例题， 某质子的吸收峰与TMS峰相隔134Hz。若用60 MHz的核磁共振仪测量，计算该质子的化学位移值是多少？;7.2.2 影响化学位移的因素 （factors influenced chemical shift）;1．取代基的电负性（诱导效应--去屏蔽效应）;电负性对化学位移的影响;2. 电子环流效应（磁各向异性效应）;（2）叁键;（3）苯环;Date;3.氢键效应;ROH （a） + R’OH （b） = ROH （b） + R’OH （a） ROH （a） + HOH （b） = ROH （b） + HOH （a）;7.2.3 耦合常数;1、自旋耦合与自旋裂分 spin coupling and spin splitting;自旋耦合：;概念：化学等价与磁等价; 分子中相同种类的核（或相同基团），不仅化学位移相同，而且还以相同的耦合常数与分子中其它的核相耦合，表现共同的耦合常数，这类核称为磁等价的核。;两核（或基团）磁等价的条件;2.耦合规律 （n+1 规律）;2Ha;峰裂分数与强度;峰裂分数与强度;3. 耦合常数（J） 单位： 赫兹Hz，一般不超过20 Hz 自旋－自旋耦合，可反映相邻核的特征，可提供化合物分子内相接和立体化学的信息 ; ;（2）邻碳耦合;反式 (trans);Date;（3）远程耦合（了解）;Ha;自旋耦合具有相互性：nJxy= nJyx ( J 值相同) 耦合是固有的，只有当相互耦合的核化学位移不等时，才会表现出耦合裂分 耦合强弱( J 值大小)与原子核间所隔的化学键多少（n）有关 通常1H核之间的耦合出现在 n ? 3，当它们之间有双键存在时，n = 4-5，也会出现耦合（远程耦合）。 不同的原子核会有些差别。 裂分峰数: 磁等价核n：n＋1；两组磁等价核： （n＋1）（m＋1）;示例： Ha裂分为多少重峰？;例如：;7.2.4 谱图解析;1.各类有机化合物的化学位移;各类有机化合物的化学位移;各类有机化合物的化学位移;常见结构单元化学位移范围;2、谱图中化合物的结构信息;（1）由分子式求不饱和度 （2）由积分曲线求各组1H核的相对数目 （3）解析各基团 首先解析：;例1;正确结构：;例2;结构(2)确定过程;例3;结构(3)确定过程;例4;结构(4)确定过程;例5) C5H10O2;（1）H数目 6：4：4：6 = 3：2：2：3 （2）不饱和度=1 有一个双键 （3）??=3.6处为