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核磁共振波谱分析-8ppt课件

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核磁共振波谱分析ppt课件

核磁共振波谱分析ppt课件

DE＝hν ——②
则：处于低能级态的1H就会吸收电磁波的能量，跃迁到 高能级态，发生核磁共振。
11
核磁共振波谱分析
1.2.4 核磁共振的条件
发生核磁共振时，必须满足下式：
n=
g 2p
Ho
3
③式称为核磁共振基本关系式。
❖ 可见，固定H0，改变ν射或固定ν射，改变H0都可满足③ 式，发生核磁共振。
但为了便于操作，通常采用后一种方法。
• 乙酸乙酯的核磁共振氢谱
1H NMR ( 300 MHz, CDCl3 ),δ( ppm) 1.867 ( t, J= 7.2 Hz, 3H ), 2.626 ( s, 3H ), 4.716 ( q, J= 7.2 Hz, 2H )
• s—单峰；d—双峰（二重峰）；t—三峰 （三重峰）；q—四峰（四重峰）；m—多 峰（多重峰）
C6H5CH2CH3 C6H5
CH3
CH2
17
17
核磁共振波谱分析
核磁共振氢谱信号 结构信息
信号的位置 （化学位移）
信号的数目
信号的强度 （积分面积）
信号的裂分 （自旋偶合）
质子的化学环境 化学等价质子的组数 引起该信号的氢原子数目
邻近质子的数目，J（偶
合常数）单位：Hz
18
核磁共振波谱分析
（2）核磁共振数据
19
核磁共振波谱分析
§3 化学位移 (Chemical shift)
化学环境不同 的1H 核在不 同位置（ν） 产生共振吸 收
化学环境不同的1H 核在外磁场中 以不同的Larmor频率进动；1H 核在分子中所处的化学环境不同 导致Larmor频率位移
20
核磁共振波谱分析

《核磁共振波谱法》PPT课件

《核磁共振波谱法》PPT课件

采样间隔
扫描次数
选择适当的采样间隔，以确保谱图的准确 性和分辨率。
增加扫描次数可以提高谱图的信噪比，但 也会增加实验时间。因此，需要权衡信噪 比和实验时间，选择适当的扫描次数。
定性分析与定量分析
定性分析
通过比较已知样品和未知样品的NMR谱图，确定未知样品的组成和结构。
定量分析
通过测量样品中不同组分的峰面积或峰高，计算各组分的含量。需要建立标准 曲线或使用内标法进行定量分析。
样品稳定性
确保样品在NMR实验过程中保 持稳定，避免由于化学变化导 致谱图失真。
样品溶剂
选择适当的溶剂，以保证样品 的溶解和稳定性，同时避免对
NMR谱图产生干扰。
实验参数的选择与优化
磁场强度
脉冲宽度
根据实验需求选择适当的磁场强度，以提 高检测灵敏度和分辨率。
选择合适的脉冲宽度，以获得最佳的信号 强度和分辨率。
《核磁共振波谱法》ppt课件
汇报人：可编辑 2024-01-11
目录
• 核磁共振波谱法概述 • 核磁共振波谱法的基本原理 • 核磁共振波谱仪 • 核磁共振波谱法的实验技术 • 核磁共振波谱法的应用实例
01
核磁共振波谱法概述
定义与原理
定义
核磁共振波谱法是一种利用核磁共振现象进行物质结构和动力学研究的分析方法 。
化学位移是由于不同化学环境中的原子核受到不 同程度的磁场扰动，导致其能级分裂的差异。
通过测量化学位移，可以推断出原子核所处的化 学环境，进而确定分子的结构。
耦合与裂分
当两个或多个相邻的原子核相互作用 时，它们之间的能级会发生耦合，导 致谱线裂分。
通过分析裂分的谱线，可以进一步解 析分子内部的相互作用和结构信息。

核磁共振波谱分析方法 ppt课件

核磁共振波谱分析方法 ppt课件
（1） 饱和烃 -CH3: CH3=0.791.10ppm
-CH:
-CH2: CH2 =0.981.54ppm
CH= CH3 +(0.5 0.6)ppm
O CH3 N CH3 C C CH3 O C CH3 CH3
36
H=3.2~4.0ppm H=2.2~3.2ppm H=1.8ppm H=2.1ppm H=2~3ppm
CH3
Si
CH3
CH3
(3)容易回收(b.p低)，与样品不反应、不缔合。
16
试样的共振频率
标准物质TMS的共振频率
试样 TMS 6 10 0
化学位移
仪器频率
感生磁场 H'非常小，只有 外加磁场的百万分之几， 6 10 为方便起见，故×
17
(3).影响化学位移(电子云密度)的因素: a.电负性:
数)
E = hν
H0
低能态
h E H0 2
9
3.核磁共振的产生 : 外界提供的能量等于不同取向原子核的能级差.即:
h h E H0 2
H0 2
I≠0
核——原子核自旋 磁——外加磁场H0 共振—— H 0 2
10
诱导产生自旋能级分裂
能级跃迁
二、核磁共振仪器:
ii) 某组环境相同的氢核，分别与n个和m个环境 不同的氢核（或I=1/2的核）偶合, 则裂分为 (n+1)(m+1)个峰
28
Hb
Hb Ha Hc C C C Br Hb Ha Hc
4
c
a
b
3
2
1
0
Jba Jca
Jca Jba Ha裂分峰:(3+1)(2+1) = 12 实际裂分峰: 6

第8章 核磁共振波谱分析法PPT课件

第8章 核磁共振波谱分析法PPT课件
0
I 12,1H1, 13C6 ,19F9 ,15N7
I
23,11B5,35Cl17, I
5,1 2
7O8
12C6 ,16O8 ,32S16
偶数
奇数
1，2，3……
I 1,2H1,14N7 , I 3,10B5
2020/7/17
3
讨论:
(1) I=0 的原子核 16 O； 12 C； 22 S等 ，无自 旋，没有磁矩，不产生共振吸收
atomic nuclear spin
若原子核存在自旋，产生核磁矩：
自旋角动量：
h 2
I(I1)
核 磁 矩： g I(I1)
1H 2.7927013C 0.70216
核磁子=eh/2M c；自旋量子数（I）不为零的核都具有磁矩，
质量数（a） 原子序数（Z）自旋量子（I）
例子
奇数 偶数
奇或偶 偶数
1 , 3, 5 222
子数ｍ＝－1/2;
2020/7/17
6
( 核磁共振现象)
两种取向不完全与外磁场平行，＝54°24’ 和 125 °36’
相互作用, 产生进动(拉莫进
动)进动频率 0； 角速度0； 0 = 2 0 = H0
磁旋比； H0外磁场强度；
两种进动取向不同的氢核之 间的能级差：
E= H0 （磁矩）
2020/7/17
磁场强度2.3488 T；25C；1H的共振频率与分配比：
共 振 2 频 B 02 .6 率 2 8 1 3 8. 0 2 2 .3 44 18 .0M 8 0 Hz
N N ij ex 6 .p 6 1 .3 2 1 8 6 3 0 0 1 41 6 2 0.0 3 0 6 2 0 0 1 960 8 J J K s 1 s K 1 0 .99998

核磁共振波谱法讲义课件

核磁共振波谱法讲义课件

环境科学中的应用
总结词
核磁共振波谱法在环境科学中也有重要的应 用。
详细描述
核磁共振波谱法可用于研究环境中的污染物 和天然有机物。通过测量水中、土壤中、大 气中有机污染物的核磁共振信号，核磁共振 波谱法能够提供关于污染物的种类、浓度和 分布的信息。此外，核磁共振波谱法还可用 于研究天然有机物（如腐殖质）的组成和降
多维核磁共振技术
多维核磁共振技术是一种通 过使用多个频率和磁场分量 来解析核磁共振信号的技术
。
通过多维核磁共振技术，可 以获得更丰富的化学位移信 息和耦合常数信息，从而更
好地解析分子结构。
多维核磁共振技术被广泛应 用于有机化学、材料科学等 领域，对于研究有机分子结 构、材料组成等具有重要意 义。
06 核磁共振波谱法实验操作演示
药物代谢与动力学研究
总结词
核磁共振波谱法在药物代谢与动力学研 究中具有广泛的应用。
VS
详细描述
核磁共振波谱法可用于研究药物在体内的 代谢过程和动力学行为，进而揭示药物的 作用机制和药效。通过测量药物分子在不 同时间点的代谢产物和浓度，核磁共振波 谱法能够提供关于药物吸收、分布、代谢 和排泄的重要信息，有助于新药开发和优 化治疗方案。
耦合常数
测量相邻原子核间自旋作用的强度和方向，揭示分子结构中的空间构型和相互作用。
04 核磁共振波谱法的实验技术应用
CHAPTER
有机化合物的结构鉴定
要点一
总结词
核磁共振波谱法是一种常用的实验技术，可用于有机化合 物的结构鉴定。
要点二
详细描述
核磁共振波谱法是一种基于核自旋磁矩的实验技术，通过 测量原子核在磁场中的共振频率来确定分子的结构。在有 机化合物的结构鉴定中，核磁共振波谱法可用于确定分子 中各原子的连接方式和化学环境，进而推断出分子的三维 结构。常见的核磁共振波谱法包括一维和二维核磁共振谱 ，其中二维核磁共振谱能够提供更丰富的结构信息。

仪器分析第8章核磁共振PPT

仪器分析第8章核磁共振PPT
24
8.2 理论核磁共振的产生 8.2.3 经典力学-进动模型(precession)
•当带正电荷的、且具有自旋量子数的核会产 生磁场，该自旋磁场与外加磁场相互作用， 将会产生回旋，称为进动(Procession)，如下 图．进动频率与自旋核角速度及外加磁场的 关系可用Larmor方程表示：
0 2 0 B0
18
➢对氢核来说，I=1/2，其m值只能有 21/2+1=2个取向： +1/2和-1/2．也即表示H 核在磁场中，自旋轴只有两种取向： 与外加磁场方向相同，m=+1/2，磁能级 较低； 与外加磁场方向相反，m=-1/2，磁能级 较高．
19
自旋量子数为1/2的核的能级分裂：
20
8.2.2 量子力学处理核磁共振的产生
➢总之，无论从何种模型看，核在 磁场中都将发生分裂，可以吸收一 定频率的辐射而发生能级跃迁．
27
8.2.4 不同核的NMR
核
天然同位素
存在比(%)
1H
99.98
13C
1.1*
19F
100
31P
100
14N
99.63
15N
0.37*
17O
0.037*
*天然丰度越低，测定越困难。
B0 = 2.35T E (J) (MHz)
第8章 核磁共振波谱法 (NMR)
Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy
8.1 概述 8.1.1 什么是核磁共振 8.1.2 NMR发展简介
1
第8章 核磁共振波谱法 (NMR) 8.1 概述
Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy 8.1.1 什么是核磁共振

核磁共振波谱学习课件(共88张PPT)可修改文字

核磁共振波谱学习课件(共88张PPT)可修改文字
大，屏蔽弱，共振需要 的磁场强度小，在低场出现， 图左侧。
= [(样 - TMS)/ TMS ] ×106
二、影响化学位移的因素
1．电负性--去屏蔽效应
与质子相连元素的电负性越 强，吸电子作用越强，价电子偏 离质子，屏蔽作用减弱，信号峰 在低场出现。
电负性对化学位移的影响
H 3 C B H 3 r C 2 C B H C 3 r (C 2 H ) 2 B H C r 3 (C 2 H ) 3 B H
备的超导线圈；在低温4K，处于超导状 态；磁场强度>100 T
开始时，大电流一次性励磁后，闭合 线圈，产生稳定的磁场，长年保持不变； 温度升高，“失超”；重新励磁。 超导核磁共振波谱仪：
200～400MHz；600～800MHz。
（2）试样中加入几滴D2O，摇荡片刻，试样中的–OH或 –NH2基中的1H被重氢D交换。 由于屏蔽作用的存在，氢核产生共振需要更大的外磁场强度（相对于裸露的氢核），来抵消屏蔽影响。 (2)与外磁场相反，能量高，磁量子数 m ＝－1/2。 谱图解析与结构确定步骤 （1）偶合常数（ J 值）相等 通常两组相互偶合的峰都是相应“内侧”峰偏高，而“外侧”峰偏低，在偶合信号的强峰上画一对相应的斜线，形成屋顶形状。 两种进动取向不同的氢核之间的能级差： 恒定磁场，施加全频脉冲，产生共振，采集产生的感应电流信号，经过傅里叶变换获得一般核磁共振谱图。 没有直接与吸电子基团（或元素）相连，在高场出现。 磁各向异性是指质子在分子中所处的空间位置不同，屏蔽作用不同的现象。 为什么1H比6H的化学位移大？ （2）试样中加入几滴D2O，摇荡片刻，试样中的–OH或 –NH2基中的1H被重氢D交换。 超导磁体：铌钛或铌锡合金等超导材料制备的超导线圈； 方向相同，核所感受到的实际磁场 B有效 大于外磁场。 傅里叶变换核磁共振波谱仪需要纯试样品 1 mg 。

仪器分析核磁共振波谱分析课件

仪器分析核磁共振波谱分析课件

2024/4/7
仪器分析核磁共振波谱分析课件
图12.9
·共轭效应：影响电子云密度，如，甲氧基苯环上的H，邻位的化学位移为 6.84，对位的化学位移为6.99，间位的化学位移为7.81。杂化影响：若无其它 效应的影响，杂化轨道随S成分增加而电子云密度降低，屏蔽作用减小，化
学位移增大
2024/4/7
仪器分析核磁共振波谱分析课件
2024/4/7
仪器分析核磁共振波谱分析课件
因此，处于高能级的核必须回到低能态，才能维持处
于低能态的核的微弱的数量优势，使得核磁共振信号得以 检测。这一过程以非辐射的形式实现，称为驰豫过程，可 分为： 1、自旋--晶格驰豫，又称纵向驰豫:
自旋核与周围分子交换能量的过程，如固体的晶格， 液体则为周围的同类分子或溶剂分子。用弛豫时间T1 示。 2、自旋--自旋驰豫，又称横向驰豫:
2024/4/7
（a）在CDCl3中 (b)~(d)中为逐步加入苯 4 二甲基甲酰胺的溶剂效应
仪器分析核磁共振波谱分析课件
2024/4/7
图12.15 苯环对二甲基甲酰胺甲基的屏蔽
仪器分析核磁共振波谱分析课件
交换反应： 1.位置交换: 活泼氢，如-OH, -SH,-COOH, -NH2 2.构象交换: 环己烷平伏键与直立键
2024/4/7
图12.13 单键的各向异性
仪器分析核磁共振波谱分析课件
（二） 氢键的影响：分子形成氢键后，使质子周围电子云密度降低，产生去屏
蔽作用而使化学位移向低场移动，如醇类、胺类和酸类等。
1． 分子间氢键：受溶液浓度、温度和溶剂的影响较显著； 2． 分子内氢键：几乎不受溶液浓度、温度和溶剂的影响。 溶剂效应：如二甲基甲酰胺，随各向异性溶剂苯的加入，两个甲基化学位移 发生变化

核磁共振波谱分析-8ppt课件

核磁共振波谱分析-8ppt课件

245 ppm
.
三价磷化学位移参考表
PMeH2 PMeCl2 PMeBr2 PMe2F PMe2H PMe2Cl PMe2Br
-163.5 ppm +192 ppm +184 ppm +186 ppm
-99 ppm -96.5 ppm -90.5 ppm
.
五价磷化学位移参考表
Relative to 85% H3PO4
.
三价磷化学位移参考表
Relative to 85% H3PO4
PMe3
-62 ppm
PEt3
-20 ppm
PPr(n)3
-33 ppm
PPr(i)3
+19.4 ppm
PBu(n)3 -32.5 ppm
PBu(i)3
-45.3 ppm
PBu(s)3
+7.9 ppm
PBu(t)3
+63 ppm
PMeF2
偶合通常是通过骨架上σ键来实现的，但是 与化学位移值不同，π键效应并不明显。
随着键数的增加31P与1H和13C的偶合常数递 减，但是3JPX通常大于2JPX。
.
磷与氢的偶合 JPH
正如和其它核一样，nJPH的偶合常数随着n 值的增加而递减，也有例外。
习题：某未知物分子式为C8H8O，有如下核磁共振碳谱数据， 试推导其结构。其谱峰分别位于196.5、137.4、132.8、128.6、 128.4及27.0 ppm处。
.
解析：
由分子式C8H8O计算不饱和度: U＝5 (可能有苯环，羰基等)
对称因素：有(谱峰的数目: 6组，碳原子数: 8)
120-140 ppm处的峰为苯环上的碳，四组峰表 明可能为单取代或者对位双取代苯，而其中只 有一组为单峰，表明为单取代而不是对位双取 代苯。 -C6H5
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P(SR)3
110 to 120 ppm
PHal3
120 to 225 ppm
P(OR)2Hal 140 to 190 ppm
31P NMR化学位移参考表
CPHal2 CPHalN
O=PHal3 O=P(OR)Hal2 O=P(OR)2Hal O=P(OR)3 S=P(OR)3 CP(=O)(OR)2 CP(=S)(OR)2 CP(=O)(OH)2
习题：某未知物分子式为C8H8O，有如下核磁共振碳谱数据， 试推导其结构。其谱峰分别位于196.5、137.4、132.8、128.6、 128.4及27.0 ppm处。
解析：
由分子式C8H8O计算不饱和度: U＝5 (可能有苯环，羰基等)
对称因素：有(谱峰的数目: 6组，碳原子数: 8)
160 to 200 ppm 165 to 185 ppm -80 to 5 ppm -30 to 15 ppm -20 to 25 ppm -20 to 0 ppm 60 to 75 ppm -5 to 70 ppm 80 to 110 ppm -5 to 25 ppm
31P NMR化学位移参考表
Me3PO +36.2 ppm
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Et3PO +48.3 ppm
[Me4P]1+ +24.4 ppm
[PO4]3- +6.0 ppm
PF5
-80.3 ppm
PCl5
-80 ppm
MePF4 -29.9 ppm
Me3PF2 -158 ppm
五价磷化学位移参考表
Me3PS Et3PS [Et4P]+ [PS4]3[PF6][PCl4]+ [PCl6]-
所以此化合物的分子结构为：
128.4
128.6
132.9 128.4
137.4
196.5
27.0
128.6
七、核磁共振杂核谱
(一) 核磁共振磷谱
核磁共振磷谱概述
磷谱(31P NMR)技术在化学生物医药学等领 域中有着重要作用，但其缺点是灵敏度相对 较低，31P 核自旋晶格驰豫时间较长，微量 磷化合物高分辨测定较困难。
偶合通常是通过骨架上σ键来实现的，但是 与化学位移值不同，π键效应并不明显。
随着键数的增加31P与1H和13C的偶合常数递 减，但是3JPX通常大于2JPX。
磷与氢的偶合 JPH
影响磷谱化学位移的因素
膦类化合物都可看成是PH3分子中H被其它基团 取 代 衍 生 物 ， 当 PH3 中 氢 被 其 它 基 团 取 代 后 ， 由于给电子能力增大，其引入使得母体磷原子 周围电子云密度升高，化学位移向高场移动即 化学位移减小。
另外中心磷周围不同位置取代基立体效应可产 生屏蔽或去屏蔽作用。对α和β位而言，由于 “超共轭”和“同共轭”效应降低了原子前沿 电子屏蔽作用，使化学位移加大。但γ位影响特 殊，化学位移减小。
245 ppm
三价磷化学位移参考表
PMeH2 PMeCl2 PMeBr2 PMe2F PMe2H PMe2Cl PMe2Br
-163.5 ppm +192 ppm +184 ppm +186 ppm
-99 ppm -96.5 ppm -90.5 ppm
五价磷化学位移参考表
Relative to 85% H3PO4
三价磷化学位移参考表
Relative to 85% H3PO4
PMe3
-62 ppm
PEt3
-20 ppm
PPr(n)3
-33 ppm
PPr(i)3
+19.4 ppm
PBu(n)3 -32.5 ppm
PBu(i)3
-45.3 ppm
PBu(s)3
+7.9 ppm
PBu(t)3
+63 ppm
PMeF2
120-140 ppm处的峰为苯环上的碳，四组峰表 明可能为单取代或者对位双取代苯，而其中 只有一组为单峰，表明为单取代而不是对位 双取代苯。 -C6H5
200 ppm左右为典型 C＝O吸收峰 27 ppm左右为四重峰，表明为 –CH3 C6H5 + C=O + CH3 = C8H8O
磷谱定域谱(31P MRS)能探测高能磷酸物质 和磷脂的含量，对研究活体组织的能量代谢 具有不可替代的作用，是研究肌肉病变的重 要工具。
影响磷谱化学位移的因素
31P NMR 化学位移与磷原子周围电子对外 加磁场屏蔽大小有关，继而与磷原子所带 电荷量有关。
对于膦类化合物而言，由于其特殊的四面 体结构，中心磷原子周围原子或基团都会 影响其化学位移，一般认为距中心原子4 个化学键范围内非氢原子或基团对中心原 子化学位移影响显著，4键以外对其核磁 共振化学位移贡献可以忽略不记。
31P NMR化学位移值
31P的化学位移范围有2000 ppm，为碳谱 的近十倍，氢谱的百倍。
31P-NMR的最高场为白磷P4(δP = −527 to −488 ppm)(溶剂和水含量影响)，最低场 为 [{Cr(CO)5}2(μ−PBut)] (δP = 1362 ppm)。
31P NMR化学位移值
(RO)2POH C2P(=O)OR CP(=O)Hal2 CP(=O)HalN
C3P=OC3P=S C2P(=O)Hal P(OR)5 C4P+HalAr3P=CR2
0 to 20 ppm 0 to 60 ppm 5 to 70 ppm 25 to 50 ppm 20 to 60 ppm 40 to 90 ppm -75 to -5 ppm -5 to 30 ppm 5 to 25 ppm
31P NMR化学位移参考表
H3PO4 = 0 ppm
Type
Shift ranges
CPH2
-150 to -120 ppm
C2PH
-100 to 80 ppm
C3P
-60 to -10 ppm
C2PHal
80 to 150 ppm
P(NR)3
115 to 130 ppm
P(OR)3
125 to 145 ppm
Me2PF3
+59.1 ppm +54.5 ppm +40.1 ppm +87 pm -145 ppm +86 ppm -295 ppm +8.0 ppm
偶合常数
31P NMR谱的偶合常数通常比1H或13C NMR 谱大很多，但是其基本原理相同。
1J偶合常数通常为1000 Hz，很容易被观测 到。