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第十四章 核磁共振波谱法 一、原子核的自旋 二、核磁共振现象 三、核磁共振条件 一、原子核的自旋 2、核磁共振吸收条件在外磁场中，原子核能级产生裂分，由低能级向高能级跃迁时，需要吸收能量。当射频振荡线圈产生电磁波的能量（h ?0）等于核能级差△E就会有NMR。 共振条件 例 计算在2.3488T磁场中，1H的共振频率。 例 计算在多大强度的的磁场中，1H的共振频率为500MHz。 第十四章 核磁共振波谱法 一、核磁共振仪组成 二、样品制备 核磁共振波谱仪 傅立叶变换核磁共振波谱仪 第十四章 核磁共振波谱法 一、屏蔽效应 二、化学位移表示 三、影响化学位移因素 四、几类质子化学位移 4、氢键效应：形成氢键后由于1H核屏蔽作用减少，氢键属于去屏蔽效应，?增大。 四、几类质子的化学位移 常见结构单元化学位移范围 第十四章 核磁共振波法 一、自旋偶合与裂分 二、自选系统 一、自旋偶合与自旋裂分每类氢核不总表现为单峰，有时多重峰。这是什么原因造成的？比如碘乙烷 偶合是裂分的原因，裂分是偶合的结果 3、碘乙烷中甲基和亚甲基核的裂分 4、偶合常数（J）：自旋偶合产生峰的裂分，简单偶合时两峰间的间距称为偶合常数。单位是Hz，J的大小表示偶合作用的强弱。其值与两个氢核之间的键数有关，随键数的增加而逐渐减小 （二）峰裂分数（n+1律，一级图谱）某基团氢核与n个相邻氢偶合时，将被裂分为n+1重峰，而与该基团本身的氢无关。 峰裂分数 两核（或基团）磁等价条件 第十四章 核磁共振波谱法 一、质子共振谱图信息 二、峰面积和氢核数目关系 三、谱图解析方法 一、质子共振谱图信息 三、谱图解析方法 谱图解析实例（1）丙酮 谱图解析实例（2）甲醇 化学位移的表示方法用符号?表示 (1)位移的标准：没有完全裸露的氢核，没有绝对的标准。 相对标准：四甲基硅烷（内标）规定其化学位移?TMS=0。 (2) 为什么用TMS作为基准? a. 12个氢处于完全相同的化学环境，氢核只产生一个尖峰 b.氢核的屏蔽强烈，信号在高场区与其它质子峰不重迭； c.化学惰性；易溶于有机溶剂；沸点低，易回收。 其它核位移按 ? = [（ ?样 - ?TMS) / ?TMS ] 106 (ppm) 四甲基硅烷(TMS) 讨论：?小，屏蔽强，共振需要的磁场强度大，在高场出现，图的右侧；?大，屏蔽弱，共振需要的磁场强度小，在低场出现，图的左侧 三、影响化学位移的因素 凡是影响屏蔽常数?（电子云密度）的因素均可影响化学位移，即影响NMR吸收峰的位置。 1、诱导效应(Induction)：分子与高电负性基团相连----分子电子云密度下降(去屏蔽)---?下降---产生共振所需磁场强度小---吸收峰向低场移动， ?增大。 ?（氯甲烷）3.05 ；?（甲烷）0.23 2、共轭效应(Conjugated)：使电子云密度平均化，可使吸收峰向高场或低场移动；?减小或增大。 与 C2H4 比： 左图：氧孤对电子与C2H4双键 形成 p-? 共轭，—CH2上质子电子云密度增加，移向高场。 右图：羰基双键与 C2H4 ?-?共轭，—CH2上质子电子云密度降低，移向低场。 3、磁各向异性效应：置于外加磁场中的分子产生的感应磁场(次级磁场)，使分子所在空间出现屏蔽区(+)和去屏蔽区(-)，导致不同区域内的质子移向高场和低场。该效应通过空间感应磁场起作用，涉及范围大，所以又称远程屏蔽。 图１ 图２ 图３ 图1:C2H4中? 电子云分布于? 键所在平面上下方，感应磁场将空间分成屏蔽区(+)和去屏蔽区(-),由于质子位于去屏蔽区，与C2H6（?=0.85）相比移向低场(?=5.28)。醛基质子处于去屏蔽区，且受O电负性影响，故移向更低场（?=7.27）。 图2:C2H2 中三键 ? 电子云分布围绕C-C键呈对称圆筒状分布，质子处于屏蔽区，其共振信号位于高场(?=1.8)。 图3:苯分子与C2H4 的情况相同，即苯的质子移向低场（?=7.27）；对于其它苯系物，若质子处于苯环 屏蔽区，则移向高场； 去屏蔽区 屏蔽区 屏蔽区 去屏蔽区 1、饱和烃 -CH3: ?CH3=0.79?1.10ppm -CH2: ?CH2 =0.98?1.54ppm -CH: ?CH= ?CH3 +(0.5 ? 0.6)ppm ?H=3.2~4.0ppm ?H=2.2~3.2ppm ?H=1.8ppm ?H=2.1ppm ?H=2~3ppm 2、烯烃 端烯质子：?H=4.8~5.0ppm 内烯质子：?H=5.1~5.7ppm 与烯基，芳基共轭：?H=4~