第九章核磁共振光谱.ppt

（2）两个相邻质子的自旋偶合 自旋偶合：指自旋核受邻近自旋核所产生的感应磁场影响的现象。 自旋裂分：指自旋偶合引起的谱线增多的现象。 例如 （3）邻位上多个质子偶合裂分及N+1规律 5、谱图解析 ① 根据分子简式计算不饱和度。 ② 信号数目（峰数目）——知有多少种氢 ③ 化学位移值（峰的位置）——知有哪些氢 ④ 峰面积比（峰积分高度）——知各种氢数目 ⑤ 自旋分裂数目（峰形状）——知相邻氢的数目 （1）判断不饱和度 （2）确定化学位移 烷烃上的H的化学位移δ≈ 1.0 H的化学位移三级二级一级 和卤原子同碳的H，化学位移向低场移动约2～3。 和卤原子处于邻碳的H，化学位移向低场移动0.5。 烯烃上H的化学位移δ=4～5，当烯烃上连有吸电子基时，其化学位移增加1～2。 炔烃上的H的化学位移δ=2～3。 （4）偶合常数 自旋裂分谱线之间的距离称为偶合常数。一般用J表示，单位Hz。J=ΔS×ν0(ν0为仪器固有频率， ΔS为两条谱线化学位移差值)。 常见有邻碳偶合、同碳偶合和远程偶合。 两个自旋核相距越远，偶合常数越小，超过三个碳就可忽略不计。 习题 指出下列H的裂分峰数 例如： * 1.核磁共振产生的基本原理 2.化学位移 3.自旋偶合和自旋裂分 4.谱图解析 5.13C 谱简介 1.核磁共振产生的基本原理 核磁共振是无线电波与处于磁场中的自旋核相互作用，引起核自旋能级的跃迁而产生的。 1945年 Stanfold University 的F.Bloch(布洛赫） Harvard University 的E.M Purcell(珀塞尔) 发现了核磁共振现象，他们于1952年获诺贝尔物理学奖。随后，核磁共振在鉴定化合物结构方面获得广泛应用。 1. 核的自旋 带电荷的质点自旋会产生磁场，磁场具有方向性，可用磁矩表示。 原子核作为带电荷的质点，自旋可以产生磁矩，但并非所有原子核自旋都具有磁矩。 实验证明：只有那些原子序数为奇数的原子核自旋才具有磁矩。如：1H、13C、15N、17O、19F 等。 氢核（质子）带有正电荷，自旋会产生磁矩，在没有外磁场时自旋磁矩取向是混乱的。 但在外磁场H0中它的取向分为二种： 一种与外磁场平行，另一种则相反。这两种不同取向的自旋具有不同能量。 H0 与H0 方向相反——自旋能量高 与H0 方向一致——自旋能量低 2. 核磁共振现象 高能态 低能态 E υ h H H 磁场 HO E 两自旋态的能量不同： 自旋产生的磁矩与H0同向平行，为低能态； 自旋产生的磁矩与H0反向平行，为高能态。 两能级之差： 核磁共振的条件：E射=△E， 即：hυ射= γhH0/2π 当用频率为ν的电磁波照射处于磁场的样品时，如果hν=ΔE,电磁波被样品吸收，核从α态跃迁到β态，这样就产生了核磁共振吸收，用仪器记录下来就是核磁共振谱(NMR)。 2.产生核磁共振的条件是： 即 注： 1.对1H、13C来讲，没有外磁场时，两种自旋方向不同核能级相同。 3.1H NMR 谱的应用范围最广，其次为13C NMR,本章主要介绍1H NMR。 4.有些质量数和质子数均为偶数的核I=0，无NMR信号，如： 12C6、 16O8等。 核磁共振仪的组成及原理 组成：磁铁、射频发生器、检测器、放大器、记录仪（放大器）、样品管 原理：扫频：固定H0，改变υ射，使υ射与H0匹配 扫场：固定υ射，改变H0，使H0与υ射匹配 2.化学位移 化学位移是由核外电子的屏蔽而引起的。 有机分子的氢核被电子云包围着。电子云在外加磁场H0的作用下，产生一个外加感应磁场ΔH0，多数情况下，感应磁场的方向与外磁场相反，氢核实际感应的磁场为：（H0-ΔH0）。由于不同质子所处周围的电子的密度不同，它们实际感受到的磁场也不相同，发生的共振频率也不相同。 （1）定义：原子核（如质子）由于化学环境所引起 的核磁共振信号位置的变化称为化学位移（δ）。 单峰 三个峰 例如： （2）屏蔽效应（shielding effect) 1H核外电子在H0作用下会发生循环的流动，从而产生一个感应磁场H感。 a、若H感与H0反向排列，质子实际上感受到的有效磁场强度是H0减去H感 即：H有效=H0-H感=H0-H0σ=H0(1-σ) σ——屏蔽常数 称为——抗磁屏蔽效应 受屏蔽效应影响的质子在较高的外磁场强度