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《核磁,质谱课件 1H NMR1》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、核磁共振氢谱1HNuclearMagneticResonance1H-NMR1联系方式王奎武wkw220@yahoo.com.cn Tel:88071024-7575 13666618726办公室：1号实验楼421室3号教学楼106室2参考书:1、宁永成有机化合物结构鉴定与有机波谱学（第二版）科学出版社20002、李润卿有机结构波谱分析天津大学出版社20023、王乃兴核磁共振谱学---在有机化学中的应用化学工业出版社20064、波谱解析，波谱分析等均可。31.核磁共振的基本原理2.核磁共振仪与实验方法3.氢的化学位移4.各类质子的化学位移5.自旋偶合和自旋裂分
2、6*.自旋系统及图谱分类7.核磁共振氢谱的解析4前言过去50年，波谱学已全然改变了化学家、生物学家和生物医学家的日常工作，波谱技术成为探究大自然中分子内部秘密的最可靠、最有效的手段。NMR是其中应用最广泛研究分子性质的最通用的技术：从分子的三维结构到分子动力学、化学平衡、化学反应性和超分子集体、有机化学的各个领域。1946年Purcell（哈佛大学）和Bloch（斯坦福大学）发现核磁共振现象，他们获得1952年Nobel物理奖1951年Arnold发现乙醇的NMR信号，及与结构的关系1953年Varian公司试制了第一台NMR仪器5NMR发展近二十多年发展高强
3、超导磁场的NMR仪器，大大提高灵敏度和分辨率；脉冲傅立叶变换NMR谱仪，使灵敏度小的原子核能被测定；计算机技术的应用和多脉冲激发方法采用，产生二维谱，对判断化合物的空间结构起重大作用。英国R.R.Ernst教授因对二维谱的贡献而获得1991年的Nobel奖瑞士科学家库尔特·维特里希因“发明了利用核磁共振技术测定溶液中生物大分子三维结构的方法”而获得2002年诺贝尔化学奖。61H-NMRhowmanytypesofhydrogen?howmanyofeachtype?whattypesofhydrogen?howaretheyconnected?7NMR谱的结构
4、信息化学位移偶合常数积分高度81.核磁共振的基本原理1.1原子核的自旋、磁矩1.2自旋核在磁场中的取向和能级1.3核的回旋和核磁共振1.4弛豫过程9●核磁共振的研究对象是具有磁矩的原子核。●原子核是带电的粒子，在自旋的同时将产生磁矩。●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。●原子核的自旋运动与量子数I有关，I=0的原子核的没有自旋运动，I≠0的原子核的有自旋运动。1.1原子核的自旋、磁矩=>10哪些原子核有自旋现象？自旋量子数I与原子核的中子数与质子数(质量数A和原子序数Z)有关:AZI自旋形状NMR信号原子核偶数偶数0无自旋
5、现象无12C,16O,32S,28Si,30Si奇数奇数或偶数1/2自旋球体有1H,13C,15N,19F,31P奇数奇数或偶数3/2,5/2,---自旋惰球体有11B,17O,33S,35Cl,79Br,127I偶数奇数1,2,3,---自旋惰球体有2H,10B,14N11同位素的天然丰度12为什么说NMR氢谱的灵敏度高，碳谱灵敏度低？1H的天然丰度为99.9984%，13C天然丰度为1.108%，综合其他因素，13C谱的相对灵敏度仅为1H的1.59%。所以说13C谱需要累积更多次，需要更多时间或样品。13一些原子核有自旋现象，因而具有角动量，原子核是带电的
6、粒子，在自旋的同时将产生磁矩，磁矩和角动量都是矢量，方向是平行的。h：普朗克常数PN：自旋角动量，I：自旋量子数I=1/2，1，3/2……μN*=γNPN*or磁矩（μN*），磁旋比（γN）141.2自旋核在磁场中的取向和能级具有磁矩的核在静磁场强度为B0（Z轴方向）的外磁场中的自旋取向是量子化的，可用磁量子数m来表示核自旋不同的空间取向，其数值可取：m=I,I-1,I-2,……,-I，共有2I+1个取向，即分裂成不同的能级。I=n/2n=0,1,2,3----（取整数）与此对应，原子核自旋角动量、磁矩在Z轴上的投影也是量子化的，即PZ=mh/2πμZ=mh/
7、2πm=I,I-1,I-2,……,-I15静磁场中，原子核自旋角动量的空间量子化16能级分裂不同能级上的能量分别为：E=-γmhB0/2π不同能级之间的能量差为：ΔE=-γΔmhB0/2π由量子力学选率可知：Δm=±1的跃迁是允许的。因此，相邻能级之间发生跃迁所对应的能量差为：ΔE=γhB0/2π可见：ΔE正比于γ和B0，当B0固定不变时，ΔE正比于γ，γ越大，ΔE越大；当γ固定不变时，ΔE正比于B0，B0越大，ΔE越大。17γH/γC≈4当B0=11.7T时，氢原子核的共振频率是500.13MHz，碳的共振频率是125.71MHz，1819两种取向代表两个能
8、级，m=-1/2能级高于m=1/2能级
