核磁共振谱法（副本）.ppt

核磁共振 自1984年美国FDA批准磁共振成像系统应用于临床诊断以来，该技术及设备迅速发展起来. 10多位科学家因对核磁共振研究的杰出贡献而获诺贝尔奖 1 （1）磁铁 可以是永久磁铁，也可以是电磁铁，前者稳定性好。磁场要求在足够大的范围内十分均匀。当磁场强度为1.409T时，其不均匀性应小于六千万分之一。 由永久磁铁和电磁铁获得的磁场一般不能超过2.4T，这相应于氢核的共振频率为100MHz。对于200MHz以上高频谱仪采用超导磁体。 超导磁体，可获得10~17.5T的磁场，其相应的氢核共振频率为400~750 MHz。 超导核磁共振波谱仪： （2）射频振荡器 射频振荡器就是用于产生射频，NMR仪通常采用恒温下石英晶体振荡器。射频振荡器的线圈垂直于磁场，产生与磁场强度相适应的射频振荡。一般情况下，射频频率是固定的，振荡器发生60MHz（对于1.409T磁场）或100MHz（对于2.350T磁场）的电磁波只对氢核进行核磁共振测定。要测定其它的核，如19F，13C，11B，则要用其它频率的振荡器。 （3）射频接收器 射频接收器线圈在试样管的周围，并于振荡器线圈和扫描线圈相垂直，当射频振荡器发生的频率v0与磁场强度B0达到前述特定组合时，放置在磁场和射频线圈中间的试样就要发生共振而吸收能量，这个能量的吸收情况为射频接收器所检出，通过放大后记录下来。所以核磁共振波谱仪测量的是共振吸收。 （4）探头 样品探头是一种用来使样品管保持在磁场中某一固定位置的器件，探头中不仅包含样品管，而且包括扫描线圈和接收线圈，以保证测量条件一致。为了避免扫描线圈与接收线圈相互干扰，两线圈垂直放置并采取措施防止磁场的干扰。 傅立叶变换核磁共振波谱仪 5、各类有机化合物的化学位移及经验计算 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 磁等同与磁不等同 magnetically equivalent and nonequivalent 2.）磁等同 两核（或基团）磁等同条件 峰裂分数 峰裂分数 Spectrum for Styrene Splitting Tree 简化谱图的方法 Hb 核受两个 Ha 核的偶合，a 质子自旋产生的磁场 H’ 有四种取向， H = H0 ＋ H’ － H’ Hb 核吸收不移动； H = H0 ＋ 2H’ Hb 核吸收移向低场； H = H0 － 2H’ Hb 核吸收移向高场； Hb 核的吸收峰裂分为三重峰，强度比为 1∶2 ∶1 临近 二、n + 1 规律 一个质子裂分峰的数目取决于临近氢原子的数目， 当一个质子有 n 个邻近的全同氢原子时，其NMR 吸收峰即裂分为（n + 1）个，峰间距离为偶合常数 J ( Hz )。 邻近的全同氢一般指邻位碳上的氢原子。 裂分峰的强度比，是（a + b )n 展开式的系数之比，可以用 Pascal 三角形来表示： 1H核与n个不等价1H核相邻时，裂分峰数： （n+1)( n′+1)……个； (nb+1)(nc+1)(nd+1)=2×2 × 2=8 Ha裂分为8重峰 1:3:3:1 1:2:1 1:1 1:6:15:20:15:6:1 Ha裂分为多少重峰？ 0 1 2 3 4 Jca Jba Jca? Jba Ha裂分峰:(3+1)(2+1)=12 实际Ha裂分峰:(5+1)=6 强度比近似为：1:5:10:10:5:1 三、偶合常数及其计算方法 裂分峰之间的距离叫做偶合常数（J）， 单位：周 / 秒（Hz) 质子 a 与质子 b 产生偶合时，Jab＝Jba 偶合常数与测定仪器的频率无关。 按产生偶合的质子之间的距离，可分为： 邻位偶合； 同碳偶合； 远程偶合 偶合常数 J： 每组吸收峰内各峰之间的距离 nJA-B 来表示 A,B 为彼此偶合的核 n 为 A,B 核之间相隔化学键的数目 　　两组峰偶合常数相同，说明是相互裂分的氢，对简单谱图来说，是相邻的氢． 1．邻位偶合： 发生偶合邻位两个质子处在邻位，其偶合常数用J邻 表示 在饱和体系中， J邻 与双面夹角α 的大小有关， α ＝900 时， J邻 最小； α ＝1800 或 00 时， J邻 最大 J邻 与双面夹角α 的关系可用Karplus