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核磁共振波谱法磁矩是由许多原子核所具有的内部角动量或自旋引起的，自1940年以来研究磁矩的技术已得到了发展。
物理学家正在从事的核理论的基础研究为这一工作奠定了基础。
1933年，G·O·斯特恩（Stern）和I·艾斯特曼（Etermann）对核粒子的磁矩进行了第一次粗略测定。
美国哥伦比亚的I·I·拉比（Rabi生于1898年）的实验室在这个领域的研究中获得了进展。
这些研究对核理论的发展起了很大的作用。
当受到强磁场加速的原子束加以一个已知频率的弱振荡磁场时原子核就要吸收某些频率的能量，同时跃迁到较高的磁场亚层中。
通过测定原子束在频率逐渐变化的磁场中的强度，就可测定原子核吸收频率的大小。
这种技术起初被用于气体物质，后来通过斯坦福的F布络赫（Boch生于1905年）和哈佛大学的E·M·珀塞尔（oecuar modeing）正在逐步应用于其它各种生物分子的溶液构象问题。
但在大分子与小分子或小分子与小分子相互作用的体系还有许多问题有待解决，例如在运动条件不利的体系中如何得到距离信息和距离信息的精度等。
3NMR波谱技术今后最富有前景的应用领域有以下几个方面：①继续帮助有机化学家从自然界寻找具有生物活性的新颖有机化合物，今后这方面的研究重点是结构与活性的关系。
即研究这些物质在参与生命过程时与生物大分子（如受体）或其它小分子相互作用的结构特征和动态特征。
②更多地用于多肽和蛋白质在溶液中高次构造的解析，成为蛋白质工程和分子生物学中研究蛋白质结构与功能关系的重要工具。
并朝着采用稳定同位素标记光学CIDNaging）技术也取得了巨大的进步，并在材料科学和生物医学研究方面继续发挥重要的作用。
核磁共振波谱法核磁共振（NMR）波谱是一种基于特定原子核在外磁场中吸收了与其裂分能级间能量差相对应的射频场能量而产生共振现象的分析方法。
核磁共振波谱通过化学位移值、谱峰多重性、偶合常数值、谱峰相对强度和在各种二维谱及多维谱中呈现的相关峰，提供分子中原子的连接方式、空间的相对取向等定性的结构信息。
核磁共振定量分析以结构分析为基础，在进行定量分析之前，首先对化合物的分子结构进行鉴定，再利用分子特定基团的质子数与相应谱峰的峰面积之间的关系进行定量测定。
带正电荷的原子核在作自旋运动时，可产生磁场和角动量，其磁性用核磁矩µ表示，角动量P的大小与自旋量子数I有关（核的质量数为奇数，I为半整数；核的质量数为偶数，I为整数或0），其空间取向是量子化的；µ也是一个矢量，方向与P的方向重合，空间取向也是量子化的，取决于磁量子数m的取值（m=I, I-1,……-I，共有2I+1个数值）。
对于1H、13C 等I =1/2 的核，只有两种取向，对应于两个不同的能量状态，粒子通过吸收或发射相应的能量在两个能级间跃迁。
当自旋量子数I≠0的磁核处于一个均匀的外磁场H0中时，磁核因受到磁场的作用力而围绕着外磁场方向作旋转运动，同时仍然保持本身的自旋。
这种运动方式称为拉摩进动。
原子核的进动频率由下式决定：其中γ为旋磁比，是原子核的基本属性之一。
不同原子核的γ值不同，其值越大，核的磁性越强，在核磁共振中越容易被检测。
如果提供一个射频场，其ν满足：其中h为普朗克常数，则：即射频场的频率正好等于在磁场H0中的核进动频率，那么核就能吸收这一射频场的能量，导致在两个能级间跃迁，产生核磁共振现象。
核磁共振波谱是一专属性较好但灵敏度较低的分析技术。
低灵敏度的主要原因是基态和激发态的能量差非常小，通常每十万个粒子中两个能级间只差几个粒子（当外磁场强度约为2 T 时）。
核磁共振波谱仪常见的有两类核磁共振波谱仪：经典的连续波（CW）波谱仪和现代的脉冲傅里叶变换（PFT）波谱仪，目前使用的绝大多数为后者。
核磁共振波谱法一、填空题1. NMR法中影响质子化学位移值的因素有：__________，___________，__________、，，。
2. 1H 的核磁矩是2.7927核磁子, 11B的核磁矩是2.6880核磁子, 核自旋量子数为3/2，在1.000T 磁场中, 1H 的NMR吸收频率是________MHz, 11B的自旋能级分裂为_______个, 吸收频率是________MHz(1核磁子=5.051×10-27J/T, h=6.626×10-34J·s)3. 化合物C6H12O,其红外光谱在1720cm-1附近有1个强吸收峰，1HNMR谱图上,有两组单峰d a=0.9, d b=2.1,峰面积之比a:b =3:1, a为_______基团, b为_________基团,其结构式是__________________。
4. 苯、乙烯、乙炔、甲醛,其1H化学位移值d最大的是_______最小的是_________,13C的d值最大的是_________最小的是____________。
二、选择题1. 自旋核7Li、11B、75As, 它们有相同的自旋量子数Ι=3/2, 磁矩μ单位为核磁子，m Li=3.2560, m B=2.6880, m As=1.4349 相同频率射频照射, 所需的磁场强度H大小顺序为 ( )(1) B Li>B B>B As (2) B As>B B>B Li (3) B B>B Li>B As (4) B Li>B As>B Li2.在 O - H 体系中，质子受氧核自旋－自旋偶合产生多少个峰 ? ( ) (1) 2 (2) 1 (3) 4 (4) 33. 下列化合物的1HNMR谱, 各组峰全是单峰的是 ( )(1) CH3-OOC-CH2CH3 (2) (CH3)2CH-O-CH(CH3)2(3) CH3-OOC-CH2-COO-CH3(4) CH3CH2-OOC-CH2CH2-COO-CH2CH34.一种纯净的硝基甲苯的NMR图谱中出现了3组峰, 其中一个是单峰, 一组是二重峰，一组是三重峰. 该化合物是下列结构中的 ( )5. 自旋核7Li、11B、75As, 它们有相同的自旋量子数Ι=3/2, 磁矩μ单位为核磁子，m Li=3.2560, m B=2.6880, m As=1.4349 相同频率射频照射, 所需的磁场强度H大小顺序为( )(1) B Li>B B>B As (2) B As>B B>B Li (3) B B>B Li>B As (4) B Li>B As>B Li6. 化合物CH3COCH2COOCH2CH3的1HNMR谱的特点是( )(1) 4个单峰 (2) 3个单峰, 1个三重峰(3) 2个单峰 (4) 2个单峰, 1个三重峰和1 个四重峰7.核磁共振波谱法中乙烯, 乙炔, 苯分子中质子化学位移值序是 ( ) (1) 苯 > 乙烯 > 乙炔 (2) 乙炔 > 乙烯 > 苯(3) 乙烯 > 苯 > 乙炔 (4) 三者相等8. 在下列因素中, 不会使NMR谱线变宽的因素是 ( )(1) 磁场不均匀 (2) 增大射频辐射的功率(3) 试样的粘度增大 (4) 种种原因使自旋-自旋弛豫(横向弛豫)的速率显著增大9. 将(其自旋量子数I=3/2) 放在外磁场中，它有几个能态 ( 4 )10. 在下面四个结构式中哪个画有圈的质子有最大的屏蔽常数？11. 下图四种分子中，带圈质子受的屏蔽作用最大的是 ( )12.核磁共振的弛豫过程是 ( )(1) 自旋核加热过程 (2) 自旋核由低能态向高能态的跃迁过程(3) 自旋核由高能态返回低能态, 多余能量以电磁辐射形式发射出去(4) 高能态自旋核将多余能量以无辐射途径释放而返回低能态三、问答题1. 只有一组1H-NMR谱图信号和特定分子式的下列化合物, 可能的结构是什么?(1) C2H6O (2) C3H6Cl2 (3) C3H6O2. 试推测分子式为C3H6Cl2, 且具有下列NMR谱数据的化合物结构.d 质子数信号类型2.2 2 五重峰3.8 4 三重峰3. 一个沸点为72O C的碘代烷, 它的1H-NMR谱: d=1.8(三重峰, 3H)和3.2(四重峰, 2H)试推测其结构并加以说明。
2π两种进动取向不同的氢核之间的能级差（ΔE）：
吸收射频辐射，自旋取向改变，即发生共振，照射频率
与外磁场值满足如下关系（称共振频率）ν
0 / B
= γ/ (2π)
核的共振频率的化学位移只有百万分之几。
2．为什么用TMS作为基准?
(1) 12个氢处于完全相同的化学环境，只产生一个尖峰；
与裸露的氢核相比，TMS
的化学位移最大，但规定
δ
=0，其他种类氢核的
TMS
位移为负值，负号不加。
δ小，屏蔽强，在高场出现，图右侧；
δ大，屏蔽弱，在低场出现，图左侧；
若存在共轭效应，导致质子周围电子云密度增加，则移向
各向异性效应——是由于置于外加磁场中的分子所产生的感应磁场，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。
去屏蔽区(-)，低场屏蔽区(+)，高场
为例：
B o +2ΔB
o
B
o
B
o
B
o
-2ΔB
o
质子受到的实际
CN
偶合常数相等
峰强度之比为1：3：3：1
烷烯和苯中双键的13C化学位移在100－150间。
乙炔与乙烯的化学位移值分别为71.9和123.3。
偏共振去偶技术
——也采用双照射技术，只是使每个碳原子与相连接的质子之间的偶合裂分保留下来，除去与较远质子的偶合裂分。
此时的裂分规律及峰的相对高度则遵循1H －1H偶合裂分规律。
