核磁共振氢谱原理及应用.pptxVIP

核磁共振氢谱的原理及应用我们毕业啦其实是答辩的标题地方 目　录1 自旋偶合和自旋分裂2 谱图表示方法3 核磁共振氢谱在高分子材料研究中的应用1. 自旋-自旋偶合和自旋-自旋分裂自旋-自旋偶合分子中相邻核自旋的相互作用而产生峰的劈裂。偶合结果引起谱峰裂分而增多的现象称为自旋-自旋分裂。偶合程度用偶合常数（J）表示单位: Hz图1：CH3CH2Cl的1H-NMR谱图 　张倩编著,高分子近代分析方法,四川大学出版社,2010.09,第49页11.1 自旋-自旋偶合引起峰的分裂机理—CH2CH3在外磁场中，氢核有两种取向，产生不同的局部磁场，与外磁场同向的起增强外磁场的作用，与外磁场反向的起减弱外场的作用。图2：乙基中质子的自旋-自旋偶合　董炎明,熊晓鹏编著,高分子研究方法,中国石化出版社,2011.0401,第69页21.2 n+1规律当邻碳原子的氢数为n时，受偶合作用产生的谱线裂分数为n+1。每相邻两条谱线间的距离相等。谱线强度比近似于二项式(a+b)n展开式的各项系数之比。n二项式展开系数峰形01单峰11 1二重峰21 2 1三重峰31 3 3 1四重峰41 4 6 4 1五重峰31.3 偶合常数定义：由自旋偶合产生的分裂谱线间距，是核自旋分裂强度的量度。用J表示，单位为Hz。与化学位移的区别：化学位移随外加磁场强度的加大而增大，J与场强无关，只随磁性核环境不同而具有不同的数值，即只与化合物分子结构有关。偶合常数提供了相邻氢原子的信息，对高分子的剖析十分有利。在1H-NMR谱中，J一般为1-20Hz.董炎明编著,高分子分析手册,中国石化出版社,2003.03,360-37842. 谱图表示方法NMR谱还会出现相应的积分曲线，高度反映下方谱线的峰面积，各组峰面积之比反映各官能团中氢原子数目之比，即积分曲线高度之比等于官能团中氢原子数目之比。图3：3-甲基-2-丁烯酸的1H-NMR谱图　　以TMS为基准的δ值应为?δ杨睿，周啸，罗传秋，汪昆华编著，清华大学出版社，2010.06.59-81.52 谱图表示方法1H-NMR谱图可提供的主要信息有：化学位移值确认氢原子所处的化学环境，即属于何种基团偶合常数推断相邻氢原子的关系与结构吸收峰面积确定分子中各类氢原子的数量比62.1 谱图解析步骤要检查谱图是否正确，可通过观察TMS基准峰与谱线基线是否正常来判断。计算各峰的相对面积，求出不同基团间的H原子数之比。确定化学位移所代表的基团，在氢谱中要特别注意孤立的单峰，然后再分析偶合峰。对于一些复杂的谱图，仅仅靠NMR谱来确定结构会有困难，还需要和其它分析手段相配合。72.2 谱图解析举例例：图为a、b、c、d中的一种，请判断是哪一个？图4：从几种推测结构中判断未知物　图中积分强度比为3:3:2:1:5，与b相符。82.2 谱图解析举例各基团的化学位移如下：3 1H-NMR在高分子材料中的应用研究方法研究结果问题讨论论文总结1高分子材料的定性鉴别2共聚物组成的测定3高分子立构规整性的测定4共聚物序列结构的研究5端基分析及数均分子量的测定103.1 高分子材料的定性鉴别研究方法研究结果问题讨论论文总结两种质子面积比=1:3两种质子面积比=2:3三种质子图5：不同聚烯烃的1H-NMR谱(a)聚丙烯(b)聚异丁烯(c)聚异戊烯113.1 高分子材料的定性鉴别研究方法研究结果问题讨论论文总结图6：三种尼龙的1H-NMR谱(a)尼龙66 (b)尼龙6 (c)尼龙11表1：三种尼龙的NMR峰面积之比123.1 高分子材料的定性鉴别研究方法研究结果问题讨论论文总结图7：聚丙烯酸乙酯（左）和聚丙烯酸乙酯（右）的1H-NMR谱图　重复单元的化学组成均为C5H8O2，红外谱图相似。在1H-NMR谱中，由于两种聚合物中Ha(4重峰)和Hb(3重峰)的化学环境不同，可轻易辨别两种聚合物。133.2共聚物组成的测定对共聚物的1H-NMR谱作了定性分析后，根据峰面积与共振核数目成比例的原则，就可以定量计算共聚组成。 式中：A苯——δ=8附近峰的面积A总——所有峰的总面积8A苯/5——苯乙烯对应的峰面积图8：S-MMA的1H-NMR谱图143.3 高分子立构规整性的测定（1）旋光异构体图9： 全同和间同PMMA的1H-NMR谱示意图153.3高分子立构规整性的测定（2）几何异构体　二烯烃类高分子的几何异构体大多有不同的化学位移，可用于定性和定量分析。 聚异戊二烯可能有四种不同的加成方式或几何异构体。 163.3高分子立构规整性的测定NMR还可以用于研究沿高分子链的几何异构单元的分布。聚异戊二烯链中由顺1,4（c）和反1,4（t）组成的三单元即ccc、cct、tct、ctc、ttc和ttt，分别在