波普核磁详解.ppt

第三章 核磁共振氢谱（1H NMR）;分子结构的测定 化学位移各向异性的研究 金属离子同位素的应用 动力学核磁研究 质子密度成像 T1T2成像 化学位移成像 其它核的成像 指定部位的高分辨成像 元素的定量分析 有机化合物的结构解析 表面化学 有机化合物异构体区分和确定 大分子化学结构的分析;1. 核的自旋 核磁共振研究的对象：具有磁矩的原子核。 原子核是带正电的粒子。其自旋运动将产生磁矩，但并非所有同位素的原子核都有自旋运动，只有存在自旋运动的原子核才有磁矩。 μ磁矩，P自旋角动量，γ核的旋磁比,I自旋量子数, h普朗克常数 原子核的自旋运动与自旋量子数I 有关。I=0的原子核没有 旋运动，I 不等于0的原子核有自旋运动。 原子核可按I 的数值分为以下三类;①当中子数和质子数都是偶数时,I = 0; 在外加磁场中,磁性核的核磁矩所取的方向数: 2I+1 用 m = I , I – 1, ……, -I +1 , -I 表示 ;Date;通过计算，在常温下，1H处于B0为2.349T的磁场中，位于高、低能级上的1H核数目之比为0.999984。可见，处于低能级的核数目仅比高能级的核数目多出百万分之十六！当低能级的核吸收了射频辐射后，被激发至高能态，同时给出共振吸收信号。但随实验进行，只占微弱多数的低能级核越来越少，最后高、低能级上的核数目相等---饱和---从低到高与从高到低能级的跃迁的数目相同---体系净吸收为0---共振信号消失！; 高能态的核自旋经过外辐射途径把多余的能量给予环境（固体的晶格，液体则是周围的同类分子或溶剂分子）或其它低能态的核，这个过程称为“弛豫” 前者称为纵向弛豫，也称“自旋--晶格子弛豫” T1 后者称为横向弛豫，也称“自旋---自旋弛豫” T2;第二节 核磁共振谱仪简介;1H 的自然丰度 99.985% 13C 的自然丰度 1.11%; 1.屏蔽效应;核屏蔽;?0：仪器的公称频率;由于化学位移是与外加磁场成正比，所以在不同的磁场下所的化学位移数值也不同，也会引起许多麻烦，引入ppm并使用同一参照样品，就是光谱独立于外加磁场。;内标物;例：; 低场 高场 去屏蔽 屏蔽 ;3.3.2 影响化学位移的因素;1. 诱导效应;;2. 共轭效应;3. 杂化态;4. 各向异性;乙烷质子 0.96 乙烯质子 5.84;（3） 三键的各向异性;（4） 单键的各向异性;5. 范德华效应;6. 氢键的影响;3.3.3 各类质子的化学位移;亚甲基（CH2）;2. 烯烃;;2-甲基-1-戊烯的氢谱;一些烯烃的化学位移：; Ar-H d 6.5-8.0ppm Ph–CH– d 2.3-2.7ppm;;■稠环芳烃抗磁环流的去屏效应增强，使稠环上的氢的化学位移比苯环大。;4. 杂芳环; -C≡C-H ～1.7-3.1 ppm -C≡C-CH2- ～1.6-2.6 ppm -CH-C≡N ～2.1-3.0 ppm;6. 卤代烷烃;7. 醛;8. 活泼氢—— -OH，-NH2，-SH;;3.3.4 化学等价与磁等价;;;;;Ha;;2. 磁等价; 1. 自旋偶合的产生（峰的分裂）;C;Ha;2. 耦合常数;（2） 3J（ H-C-C-H ）;练习：某葡萄糖样品含有a和b两种异构体,根据氢谱确定两种异构体含量。;;1）折线性(W)的4J;2）丙烯型体系 H–C=C–C–H 4J=0～3Hz;3）高丙烯型体系;5）芳香体系;偶合常数计算;16.2Hz;;3. 核磁谱图的分类;Date;相互耦合的核组成自旋体系 1）化学位移相同的核构成一个核组。用A, B, M, X, ……标注； 2）化学位移相差较大，用AM, AX, AMX, ……标注； 化学位移相差较小，用AB, ABC, XY, ……标注； 3）核组内的核若磁等价，用A3, A2B, X2, ……标注； 4）若核组内的核磁不等价，用AA’A’’, ……标注。;一、 取代苯环 1）单取代苯环 （1）第一类取代基团：;（3）第三类取代基团：;Date;2）对位取代苯环 属于AA’BB’体系，其