第七章_核磁共振波谱.ppt

§7.1 核磁共振基本原理 §7.2 屏蔽效应与化学位移 §7.3 影响化学位移的因素 五、各种环境中质子的化学位移 §7.4 简单自旋偶合与自旋裂分 原因：相邻两个氢核核磁距之间的自旋偶合（自旋干扰） 1) 裂分数目 2nI+1 I=1/2： 质子裂分数目 n+1 自旋偶合等间距裂分峰之间的距离成为偶合常数（J），反映了核之间的偶合作用的强弱。 二、核的化学等价与磁等价 三、自旋体系的分类 §7.5 核磁共振波谱仪 §7.6 核磁共振谱法的应用 强偶合：??/J 小于10 高级NMR图谱 表示方式：ABC、KLM等连续的字母表示。 Ha、Ha’ 化学等价 磁不等等价 Hb、Hb’同样 属于: AA’BB’ 2个Hb 化学等价 磁等价 属于：AB2 弱偶合：??/J 大于10 一级NMR图谱 表示方式：AMX等不连续的字母表示。 磁等价的核表示方式：A2、B3连续的字母表示。 磁不等价、而化学等价的核表示方式：AA’ 、BB’、AA’BB’。 一. 主要组成及部件的功能 工作原理基仪器结构框图（连续波核磁共振波谱仪） 射频和磁场 扫描单元 射频发射 单元 射频监测 单元 数据处理 仪器控制 磁场 磁场 仪器组成部分：磁场、探头、射频发射单元、射频和磁场扫描单元、射频监测单元、数据处理仪器控制六个部分。 探头 二.磁场 要求：磁场强度均匀，高分辨率的仪器要求磁场强度均匀度在10-8 磁场强度稳定 探头是核磁共振波谱仪的心脏部分。 种类：永久磁铁、电磁铁、超导磁铁 电磁铁：通过强大的电流产生磁场，电磁铁要发出热量，因此要有水冷装置，报磁温度在20~350C范围，变化不超过0.10C/时；开机后3~4小时即可达到稳定状态。 超导磁铁: 磁场强度高达100KG，磁场强度均匀、稳定；用与200~600MHz的核磁共振波谱仪；价格昂贵。 三.探头 在电磁铁的两极上绕上一对磁场扫描线圈，当线圈中通过直流电时，所产生的磁场叠加在原有的磁场上，使有效的磁场在102mG范围内变化，而且不影响磁场的均匀性。 磁场强度小于25KG.用于60MHz的核磁共振波谱仪。 探头包括：试样管、射频发射线圈、射频接收线圈、气动涡轮旋转装置。 试样管：内径5mm，容纳0.4ml液体样品 探头上绕有射频发射线圈、射频接收线圈 气动涡轮旋转装置：使样品管在探头中，沿纵轴向快速旋转，目的是使磁场强度的不均匀性对测定样品的影响均匀化，使谱峰的宽度减少。102r/min. 四.射频发射单元 1H1常用60、200、300、500MHz射频振荡器，要求射频的稳定性，发射出随时呈线性变化的频率。 五.射频和磁场扫描单元 扫频：固定磁场强度扫描射频 扫场：固定射频扫描磁场强度 固定 v = 60 MHZ H0： 14092 ?0.142G ~10-6 固定H0=14092 G v： 60 MHZ ?600 HZ ~10-6 六. 射频接收单元 射频接收线圈、检波器、放大器 七. 数据处理仪器控制(略)） 八. 脉冲傅里叶变换核磁共振波谱仪（PFT-NMR) (略) 一、NMR一级谱图 1. 弱偶合：??/J 大于10 NMR一级谱图中吸收峰数目、相对强度与排列方式遵守如下规则： 2. 磁等价的核不产生裂分 3. 近程偶合： nJ ， n 大于3时可以不考虑偶合现象 4. 裂分峰的数目： 2nI+1 质子I=1/2 裂分数目 n+1 同时受到两组质子的耦合裂分峰的数目： -CHa2- CH2-CHb3 裂分峰数目： ( na +1) ( na +1) 6. 裂分峰的强度(面积)之比：(a+b)n 展开的各项系数 7. 与化学位移不同，偶合常数（J）与H、v无关，受化学环境的影响也很小。 1）区别杂质与溶剂峰 2）计算不饱和度 3）求出各组峰所对应的质子数 4）对每组峰的位移(δ)、偶合常数(J)进行分析 5）推导出若干结构单元进行优化组合 二、谱图解析的步骤 1. 核磁共振谱图提供的化合物结构信息 2.谱图解析的一般步骤 6）对推导出的分子结构进行确认（可以辅助其他方法） 1）峰的数目 2）峰的强度(面积)比 3）峰的位移(δ) 4）峰的裂分数 5）偶合常数(J) 1. 峰的数目：2 2. 峰的强度(面积)比：1：3 3. 峰的位移(δ)： δ =～3.3