核磁共振红外光谱和质谱

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1、有机化合物的结构测定有机化合物(纯净)定性、定量分析分子量测定有机化合物的改造与合成元素分析分子式分子量官能团分子结构化学分析、光谱分析exit止于至善厚德博学exit有机化学第九章核磁共振谱、红外光谱和质谱(NMR,IRandMS)NuclearMagneticResonance，Infra-redandMassspectrumNuclearMagneticResonance核磁共振谱第一节红外光谱第二节质谱第二节要求:1.掌握各类谱的基本原理、基本特征。2.会利用给定的图谱或数据来推测结构。质子的自旋运动＋1.质子自旋产生两种磁矩（）2.两种自旋态的能量相等；3.两种自旋态的几率相等。+

2、请观察！一核磁共振现象及其基本原理第一节1H核磁共振谱:1HNMR,PMR质子自旋运动的特点﹢H0质子自旋运动的变化规律（裸露质子）．0△E=2hH0磁场强度磁场外质子的两种自旋状态H0进入磁场能级E外加磁场由此式可知：H0越强，△E就越大B0α状态β状态hv=ΔE当一个原子核在磁场和电磁辐射下产生自旋跃迁，称为“共振”，他说吸收的能量用NMR光谱仪检测，这就是“核磁共振”名称的来源当一个原子核受到与自选状态能量相当的射频光子辐射时发生跃迁，α自旋状态的质子吸收一个光子跃迁到β自旋状态。核磁共振的条件：hυ＝γh2πH0,即：υ＝2πγH0（无线电射频的频率必须与外加磁场的强度相匹配）6

3、0MHz当υ＝60MHz时，14100GsH0（扫场）例：当H0＝14100Gs时，00核磁共振的外在表现有机物中质子裸露质子核磁共振的主要操作方法根据照射频率与外加磁场强度之间的关系，目前核磁共振主要有两种操作方法。1.固定照射频率，不断改变磁场的强度H0，即扫场的方法。2.固定H0，不断改变照射电磁波的频率ν，既扫频的方法。实际工作中，常使用第一种方法即扫场的方法。所用的固定的无线电波频率，根据仪器型号的不同可以有60MHz、100MHz、300MHz、400MHz、500MHz、900MHz。照射频率越高，仪器的分辨率也就越高，仪器也越复杂。二.屏蔽效应和化学位移前已介绍，当氢核发生共

4、振时，射频和外磁场强度关系是：υ＝2πγH0由于质子的值是个常数，只要照射频率固定，似乎所有的质子都应该在同一磁场强度产生吸收，都将在同一个磁场强度出现吸收峰。这样核磁共振（NMR）谱对我们进行有机化合物的结构鉴定来说还有没有意义？γ（旋磁比）屏蔽效应(shieldingeffect)：当把有机物样品置于磁场后，由于氢原子核外电子的环形电流产生的感生磁场总与外加磁场H0方向相反，使得质子感受到的磁场强度总比H0小，这种作用叫做核外电子的屏蔽效应。因此要想在给定频率下产生共振，必须加强所用的外磁场。CHH0H感14100Gs射频60MHz核磁共振的条件：2π(H0’＋H感）γυ＝2πυ＝H0（

5、1）裸露质子（2）有机物质子γΔH=H标准-H样品无屏蔽时有屏蔽时磁场强度高场低场单位:Hz,H014100Gs（独立质子）有机物H感生TMS0低场处高场处当υ相同时，由于H感为负值，H0’必然大于H0，所以我们说，相对于裸露质子来说，有机物的核磁信号向高场发生了移动。2π(H0’＋H感）γυ＝2πH0（1）裸露质子（2）有机物质子3.化学位移υ＝γ定义：由于核在分子中所处环境不同受到不同程度的屏蔽效应，它们的共振吸收位置出现在不同磁场强度，用来表示这种不同位置的量叫做化学位移。或者：原子核由于化学环境所引起的核磁信号位置的变化称为化学位移。δH0（样品）－H0(参比标准）＝H0(参比标准）

6、δυ0（样品）－υ0(产比标准）＝υ0(参比标准）δυ0（样品）－υ0(产比标准）＝υ0(仪）X106δυ0（样品）－υ0(产比标准）＝υ0(仪）δ信号峰位置－ＴＭＳ峰位置核磁共振仪所用频率X106质子的化学环境不同电子云密度不同H感不同核磁共振信号的位移不同。化学位移通常用δ来表示。化学位移是所观察的质子共振频率与四甲基硅烷（TMS）的共振频率的差值（每百万位一个单位）。4.化学位移计算(chemicalshift,δ)H0（独立质子）有机物H感生TMS0低场处高场处＝有机物信号峰人为规定TMS的ν和δ值都为零,按照左正右负的原则,分别用+δ和-δ表示,大多数有机化合物中的质子化学位移的δ

7、值在0~10之间,δ值越小表示核磁共振的磁场越高，反之δ值越大，表示发生核磁共振的磁场越低。例如；60MHz核磁共振仪所得出的图谱，氯仿中质子的信号在TMS的低场的437Hz处，如用100MHz的仪器所得出的氯仿图谱中，质子的信号在728Hz处，如果用δ表示：δ＝437-060×106×106＝7.28ppm＝728-0100×106×106＝7.28ppmδ可见用ppm表示化学位移与仪器的频率无关核磁共振仪