1、核磁共振（NMR）主講內(nèi)容主講內(nèi)容1 核磁共振波譜的產(chǎn)生2 儀器裝置與試驗技術(shù)3 3 化學位移化學位移4 4 各類質(zhì)子化學位移各類質(zhì)子化學位移 5 5 自旋偶合與裂分自旋偶合與裂分6 6 核磁共振氫譜及解析核磁共振氫譜及解析當一束電磁波照射到置于某一磁場中的有機化合物時，物質(zhì)中的自旋核能級自旋核能級發(fā)生裂分發(fā)生裂分，并吸收能量從低能級躍遷躍遷到高能級所產(chǎn)生的吸收光譜稱核磁共振波譜。 按自旋核的不同分為：1 1H-NMRH-NMR 、1313C-NMRC-NMR 等。1.1 1.1 核磁共振波譜的產(chǎn)生核磁共振波譜的產(chǎn)生l電磁波能量E ：E = h1共振條件：共振條件：0)21()21(2BhEE

2、El 磁極轉(zhuǎn)化能量E： 共振條件：共振條件：E=EE=E02B實現(xiàn)核磁共振的方式：實現(xiàn)核磁共振的方式：掃頻及掃頻及掃場掃場裸露的氫核：裸露的氫核： B0 =1.4092T=1.4092T時，時， = 60MH= 60MHZ Z 化學位移化學位移02B3.1 3.1 化學位移的產(chǎn)生化學位移的產(chǎn)生共振公式：共振公式：但還受到核周圍的電子環(huán)境的影響，使不同種類的氫原子所吸收的頻率稍有不同，即譜線位置不同。u屏蔽作用屏蔽作用，使氫核實際受到的外磁場作用減小減小。3.1 3.1 化學位移的產(chǎn)生化學位移的產(chǎn)生u感生磁場B B0 0對外加磁場B B0 0的屏蔽作用稱為電子屏蔽效應(yīng)屏蔽效應(yīng)。屏蔽作用對磁場強度

3、的影響程度用屏蔽常數(shù)屏蔽常數(shù) 表示 。H核電子對質(zhì)子的屏蔽作用電子對質(zhì)子的屏蔽作用外磁場感應(yīng)磁場H核l核實際受到的磁場強度：共振條件：共振條件：)1 (20B屏蔽的存在，共振需更強更強的外磁場(相對于裸露的氫核）。 B = BB = B0 0 B B0 0= B= B0 0 （1 - 1 - ） 在有機化合物中，各種氫核周圍的電子云密度不同（結(jié)構(gòu)中不同位置）共振頻率有差異，即引起共振吸收峰的位移的現(xiàn)象稱為化學位移，化學位移，用赫茲（HZ）表示化學位移。 3.1 3.1 化學位移的產(chǎn)生化學位移的產(chǎn)生u用位移常數(shù)用位移常數(shù) 值表示化學位移值表示化學位移3.2 3.2 化學位移的表示方法化學位移的表

4、示方法 化學位移的測定一般都用適當?shù)幕衔镒鳛闃藴饰镔|(zhì)，測定樣品和標準物質(zhì)的頻率之差，這個差值為化學化學位移值位移值。以TMS（四甲基硅烷）為參照物。優(yōu)點：1 單一尖峰；2 不干擾樣品信號；3 與樣品不反應(yīng)、不 締合；4 易溶于有機溶劑，沸點低（27.2），易回收。 缺點：不溶于重水，用重水測定時用DSS(2,2-二甲基-2-硅代戊磺酸鈉鹽）（0.52.5ppm 有干擾）。位移常數(shù) 值的定義：u 用位移常數(shù)用位移常數(shù) 值表示化學位移值表示化學位移)(10)1066ppmppm振蕩器標標樣（樣 、標：樣品、標準物中氫核的吸收頻率(赫茲)；：樣品中氫核與標準物中氫核的吸收頻率之差；順磁性位移 去屏

5、蔽效應(yīng)抗磁性位移 屏蔽效應(yīng)高場小低場大CHCl3TMS1.02.03.04.05.06.07.08.0/ppm0u 用位移常數(shù)用位移常數(shù) 值表示化學位移值表示化學位移 CH3CH2Cl的1HNMR譜：100MHZ4002230u用赫茲（用赫茲（H HZ Z）表示化學位移）表示化學位移60MHZ0134240TMSCH2CH3)(10)1066ppmppm振蕩器標標樣（和固有磁場有關(guān)系，磁場強度越高分辨率越高。和固有磁場有關(guān)系，磁場強度越高分辨率越高。CHCH3 3CHCH2 2ClCl的的CHCH3 3和和CHCH2 2化學位移用化學位移用 值表示如下值表示如下：u用位移常數(shù)用位移常數(shù) 值表示

6、化學位移值表示化學位移6060MHZ儀器 CHCH3 3 ： = (134 - 0= (134 - 0）/ 60 = / 60 = 2.232.23 CHCH2 2 ： = (240 - 0= (240 - 0）/ 60 = / 60 = 4.004.00 100100MHZ儀器 CHCH3 3 ： =（223 - 0223 - 0）/ 100 = / 100 = 2.23 2.23 CHCH2 2： =（400 - 0400 - 0）/ 100 = / 100 = 4.004.00)(10)1066ppmppm振蕩器標標樣（4 4 各類質(zhì)子化學位移各類質(zhì)子化學位移吸收峰不是一個點值吸收峰不是

7、一個點值3.3 1H-NMR譜圖乙苯的1H-NMR譜圖5H3H2H8.07.06.05.04.03.02.01.00ppmCH2CH3不同組代表不同種類的氫，不同強度對應(yīng)該種氫原子的相對個數(shù)。不同組代表不同種類的氫，不同強度對應(yīng)該種氫原子的相對個數(shù)。峰的裂分？峰的裂分？ 5 5 自旋偶合與裂分自旋偶合與裂分原子核間的相互干擾作用叫自旋偶合自旋偶合，由于自旋偶合產(chǎn)生的譜線增多的現(xiàn)象叫做自旋裂分自旋裂分，裂分的譜線之間的距離叫偶合常數(shù)偶合常數(shù)J J（Hz）。偶合一般發(fā)生在相鄰碳相鄰碳上的質(zhì)子之間，J鄰。v化合物CHClCHCl2 2-CH-CH2 2ClCl的氫譜:CH2 CH3.955.77核磁

8、共振產(chǎn)生的條件核磁共振產(chǎn)生的條件02B對Ha來說：Hb有兩種自旋方向，同向、反向。CaRRRRHHCbab1234自旋自旋- -自旋裂分自旋裂分自旋同型 自旋異型 無Hb影響時的Ha的化學位移值同向，作用在Ha上的磁場為B0 + B0 ,去屏蔽。反向，作用在Ha上的磁場為B0 - B0 ，屏蔽。u一般說來，當質(zhì)子相鄰碳上有n n 個同類質(zhì)子，它的吸收峰裂分為 n + 1n + 1個峰；以以CHCH3 3CHCH2 2OHOH為例為例：CHCH3 3 三重峰、三重峰、CHCH2 2四重峰四重峰n + 1n + 1規(guī)律規(guī)律（1） B0 + 3 B0 CH2: 四重峰對對CHCH2 2來說來說：CH3中三個氫自旋取向可能的排列方式為：（2） ， ， B0 + B0 （3） ， ， B0 - B0（4） B0 - 3 B0 u對對CHCH3 3來說：來說： CH2中兩個氫自旋取向可能的排列方式為:n + 1n + 1規(guī)律規(guī)律（1）； B0 + 2 B0（2） 、 ； B0（3） B0 - 2 B0CHCH3 3: 裂分成三重峰p按n + 1n + 1規(guī)律分裂的譜圖叫做一級譜圖一級譜圖。峰的強度峰的強度：積分曲線高度比：積分曲線高度比。6 6 核磁共振氫譜的解析核磁共振氫譜的解析u氫譜中給出的結(jié)構(gòu)