核磁共振波谱(NMR).ppt

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1、1第三章核磁共振波谱(NuclearMagneticResonanceSpectroscopy,NMR)氢核磁共振谱（1H-NMRspectroscopy）碳核磁共振谱（13C-NMRspectroscopy）结构解析的利器:四大光谱（UV,IR,NMRandMS）2几个问题：2.NMR是如何产生的？1.药物的本质和来源？3.学习本门课程的目的即NMR的用途？3HydroxycamptothecinMorphineStructuresofdrugs4三大品牌：瑞士Bruker；日本电子Jeol；美国VarianSamplesofNMRSpectrometers56

2、71.基本原理：核的自旋与核磁矩（核磁距）=（磁旋比）P（自旋角动量）第一节核磁共振基础知识1.1.1原子核的自旋、自旋角动量、核磁矩和磁旋比8质量数（A）原子序数（Z）自旋量子数（I）例奇数奇数或偶数半整数?怎么得来的(1/2,3/2,5/2,…)1H,13C,15N19F，31P,17O,35Cl，79Br,125I偶数偶数零(0)12C，16O，32S偶数奇数整数(1,2,3,…)2H，14N原子核的自旋量子数（I）与质量数（A）及原子序数（Z）的关系P=√I(I+1)h/2???I=0,1/2,1,3/2,2,5/2等不同的数值.=p9自旋取

3、向数=2I+1m=I,I-1,……-I.核的自旋取向、自旋取向数与能级状态1.1.2磁性原子核在外加磁场中的行为特性E=2H010核在能级间的定向分布及核跃迁通常在热力学平衡条件下，自旋核在两个能级间的定向分布数目遵从Boltzmann分配定律，即低能态核的数目比高能态的数目稍多一些。11饱和(saturation)和弛豫(relaxation)低能态的核吸收能量自低能态跃迁到高能态，能量将不再吸收，此种状态称作“饱和”状态。高能态的核由高能态回到低能态，从而保持Boltzman分布的热平衡状态。这种过程称作“弛豫”。H0H0H0跃迁、共振饱和驰豫12核的

4、进动与拉摩尔频率陀螺在重力场下的进动=H0/2=H0/213产生核磁共振的必要条件磁性核2.外加静磁场3.电磁辐射？指什么？4.电磁辐射能量等于能极差H0在外磁场中跃迁共振hH0在外磁场中驰豫h14实现NMR的方法：扫频：frequencysweep固定外加磁场强度H0，通过逐渐改变电磁辐射频率来检测共振信号。扫场：fieldsweep固定电磁辐射频率，通过逐渐改变磁场强度来检测共振信号。核磁共振所需辐射频率：=(2/h)H0E=2H0E=hE=E15E=2H0E=hE=EH0=h/216屏蔽效应及能级跃迁

5、以氢核为例，实受磁场强度：HN=H0(1-)为屏蔽常数，表示电子屏蔽效应的大小。其数值取决于核外电子云密度，而电子云密度与氢核所处的化学环境有关。17ba举个例子详细说明一下吧！否则我们不明白滴！18109876543210()TMSC6H12CH3COCH3C6H6低磁场高磁场去屏蔽屏蔽E=2HN=2H0(1-)E=hE=EH0=h/2(1-)不同类型氢核共振峰所处的大致位置192.氢核磁共振(1H-NMR)1）化学位移的定义d=[(usample-uref)/u0]×106在一定的辐射频率下，处于不同化学环境的质子，产生核磁共振

6、的磁场强度或共振吸收频率不同的现象，称为化学位移。采用位移常数δ来表示化学位移。ppm109876543210()-1TMSC6H12CH3COCH3CHOC6H620相对差值δ与外加磁场强度H0无关。例：①用一台60MHZ的NMR仪器，测得某质子共振时所需射频场的频率比TMS（四甲基硅烷）的高120HZ。②用一台100MHZ的NMR仪器，进行上述同样测试2.1化学位移随着外加磁场强度的增强和照射频率的增加，峰与峰之间的间距增加，但化学位移不变。意义？212).基准物质(Reference)常用的标准物是四甲基硅烷（CH3)4Si，简称TMS1.TMS化学性质不

7、活泼2.TMS是一个对称结构3.因为Si的电负性（1.9）比C的电负性（2.5）小4.TMS沸点很低（27度）5.但TMS是非极性溶剂，不溶于水。对于那些强极性试样，必须用重水为溶剂测谱时要用其它标准物。223）化学位移的影响因素（重点内容！）（1）电负性随着相连基团电负性的增加氢核外围电子云密度不断降低，故化学位移值()不断增大。化合物氢核的化学位移(CH3)4Si0.00(CH3)3-Si(CD2)2CO2－Na+0.00CH3I2.2CH3Br2.6CH3Cl3.1CH3F4.3CH3NO24.3CH2Cl25.5CHCl37.3=2H0(1-)/h

8、d=[(u