核磁共振波谱分析-14模板
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目录CONTENTS 14.1电磁波谱分析14.2核磁共振谱与质谱分析14.3X-射线衍射分析与热分析技术51)核磁共振若质子受到一定频率的电磁波辐射,辐射所提供的能量恰好等于质子两种取向的能量差(ΔE )时,质子就吸收电磁辐射的能量,从低能级跃迁到高能级,这种现象即称为核磁共振。
(1)核磁共振谱分析(1)核磁共振谱分析2)核磁共振谱核磁共振谱图可提供如下的信息:①信号的数目:说明在分子中不同“种类”的质子有几种。
②信号的位置(化学位移):说明每种质子的电子环境的某些情况。
③信号的强度(峰的面积):说明每种质子有几个。
④信号的裂分:自旋—自旋偶合,可提供邻近质子数目、类型及相对位置的情况。
67化学位移由电子的屏蔽效应引起的核磁共振吸收位置的移动。
①化学位移的标定•δ值越大,表示屏蔽效应作用越小,吸收峰出现在低场。
•δ值越小,表示屏蔽效应作用越大,吸收峰出现在高场。
②各种常见基团的值。
(1)核磁共振谱分析第十四章结构分析表征技术8③δ值与有机物结构的关系a 、δ值从RCH 3,R 2CH 2,R 3CH 依次增加。
b 、δ值从烷烃、烯基、芳基依次增加。
c 、δ值随着邻近原子电负性的增加而增加。
如:CH 3Li <CH 3NH 2<CH 3OH <CH 3F(1)核磁共振谱分析d 、δ值随着H 原子与电负性基团距离的增大而减小。
R—O—C—C—C—H <R—O—C—C—H <R—O—C—H(1)核磁共振谱分析有缘学习更多+谓ygd3076或关注桃报:奉献教育(店铺)小结:氢核周围电子屏蔽效应化学位移(δ)共振吸收峰云密度小小大低场出现大大小高场出现G—CH—H:G吸电子效应,δ值增大;2G给电子效应,δ值增小。
9(1)核磁共振谱分析峰面积与H原子数目1.称重法2.积分曲线高度法10(1)核磁共振谱分析自旋偶合和自旋裂分A)自旋偶合:分子中位置相邻近碳上质子间自旋的相互影响B)由自旋偶合引起的吸收峰的裂分,叫做峰的裂分。
核磁共振波谱分析引言1945年,美国哈佛大学和斯坦福大学的几位学者,各自独立观察到一般状态下物质的核磁共振现象,1952年由此获得诺贝尔物理奖。
1953年世界上第一台商品化NMR谱仪研制成功(30MHz),1964年第一台超导磁体的NMR谱仪研制成(200MHz),1976年Ernst等人确立了二维谱的理论基础,1991年Ernst教授因其在脉冲付立叶变换NMR和二维NMR方面的杰出贡献而获当年诺贝尔化学奖。
2000年在900MHz谱仪上获得NMR谱图。
30MHz= 0.7T (泰斯勒tesla) = 7000高斯(Gauss)200MHz= 4.7T = 47000高斯400MHz= 9.4T = 94000高斯10000高斯 = 1T2929核磁共振谱仪的主要组成部分 1. 提供外磁场B 0的磁铁 2. 产生射频场B 1的谱仪部分 3. 用于控制及数据处理的计算机 三者构成一个整体——核磁共振谱仪(1) 超导磁体—— 铌-钛合金绕成的螺管线圈,置于盛有液氦的超低温杜瓦瓶中,通过一定电流产生强磁场,在接近绝对零度的温度时,螺管线圈内阻几乎为零,成为超导体,消耗的功率也接近零,断绝电源后,超导电流仍保持循环流动,形成永久磁场。
(2) 波谱仪 N S FID D/A FT探头是NMR 谱仪的心脏,样品管放置其中,探头绕有线圈,射频源作用于样品线圈,把共振时样品线圈发生的变化转交给接收机。
(3) 数据处理系统FID -free inductione decay 自由感应衰减 FT -Tourier transferm 付立叶变换一、核磁共振基本原理核磁共振研究对象为具有磁矩的原子核。
只有存在自旋运动的原子核才具有磁矩。
原子核的自旋运动与自旋量子数Ⅰ相关。
Ⅰ= 0的原子核没有自旋运动,Ⅰ≠ 0的原子核才有自旋运动。
在此主要讨论Ⅰ= 1/2的1H,13C,19F,31P……当原子核自旋量子数Ⅰ非零时,它具有自旋角动量P。
核磁共振波谱分析1946 年美国科学家布洛赫(Bloch) 和珀塞尔( Purcell )两位物理学家分别发现在射频* (无线电波*0.1〜1OOMHZ,10〜109卩m的电磁波能与暴露在强磁场中的磁性原子核相互作用, 引起磁性原子核在外磁场中发生磁能级的共振跃迁, 从而产生吸收信号,他们把这种原子对射频辐射的吸收称为核磁共振(NMR> NMR 和红外光谱,可见—紫外光谱相同之处是微观粒子吸收电磁波后在不同能级上跃迁。
引起核磁共振的电磁波能量很低, 不会引起振动或转动能级跃迁, 更不会引起电子能级跃迁。
.根据核磁共振图谱上吸收峰位置、强度和精细结构可以研究分子的结构。
化学家们发现分子的环境会影响磁场中核的吸收,而且此效应与分子结构密切相关。
1950年应用于化学领域,发现CHCHOH中三个基团H吸收不同。
从此核磁共振光谱作为一种对物质结构 (特别是有机物结构) 分析的确良非常有效的手段得到了迅速发展。
1966 年出现了高分辨核共振仪,七十年代发明了脉冲傅立叶变换核磁共振仪,以及后来的二维核磁共振光谱( 2D-NMR,从测量1H到13C 31P、15N,从常温的1〜2.37到超导的5T以上,新技术和这些性能优异的新仪器都核磁共振应用范围大大扩展,从有机物结构分析到化学反应动力学,高分子化学到医学、药学、生物学等都有重要的应用价值。
§ 4-1 核磁共振原理一、原子核自旋现象我们知道原子核是由带正电荷的原子和中子组成,它有自旋现象原子核大都围绕着某个轴作旋转运动,各种不同的原子核,自旋情况不同。
原子核的自旋情况在量子力学上用自旋量子数I 表示,有三种情况:①1=0,这种原子核没有自旋现象,不产生共振吸收(质量数为偶数(M),电子数,原子数为偶数(z) 为12G,16O,32S)②1=1、2、3、…、n,有核自旋现象,但共振吸收复杂,不便于研究。
③匸n/2 (n=1、2、3、5、…)有自旋现象,n〉1时,情况复杂,n=1时,1=1/2,这类原子核可看作是电荷均匀分布的球体,这类原子核的磁共振容易测定,适用于核磁共振光谱分析,其中尤以1H最合适。