核磁共振谱(nmr)v3_1

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1、n复习：分子吸收光谱2.核磁共振谱（NMR）Ø吸收光谱的产生l50年代初广泛使用的红外光谱,红外光谱能给出所含的官能团，•分子吸收电磁辐射，并获得能量。分子就由较低的能级E1跃迁到而60年代发展起来的核磁共振谱却有助于指出是什么化合物。现成较高的能级E2。为测定有机化合物结构的重要手段。•分子对能量吸收的选择性——吸收光子的能量必须与分子跃迁前后的能级差恰好相等，否则不能被吸收，它们是量子化的。∆E=hγ=E2－E1Ø分子吸收光谱的分类•转动光谱：吸收电磁辐射引起的转动能级的变化产生的光谱。•振动光谱：吸收电磁辐射引起振动能级的变化产生的

2、光谱。----红外光谱。•电子光谱:分子吸收电磁辐射使电子(主要是外层价电子)激发到较高的能级所产生的吸收光谱。----紫外光谱。•质子磁共振谱：分子吸收电磁辐射使氢原子核激发到较高的能级所产生的吸收光谱。(1)核磁共振原理简介•氢原子核的I=1/2，因此只有两种取向：与外磁场同向(低能态)n原子核的自旋及其磁性与外磁场反向(高能态)。N•原子核存在自旋运动，可用自旋量子数I表征。N•NMR:I=1/2的核，如1H,13C,15N,19F,31P•原子核自旋产生磁矩SSn核磁共振H外磁场不存在时外磁场存在时•I>０的原子核在自旋中会产生磁

3、场，把这样带有磁性的核放到外自旋磁矩的取向自旋磁矩的取向磁场中，核自旋对外磁场可以有２I+1种取向．n核磁共振谱图的表示方法•核磁共振：质子吸收电磁辐射的能量，从低能级跃迁至高能级。条件——辐射所提供的能量恰好等于质子两种取向的能量差，吸信号若固定Ho，改变υ，叫扫频高能态收1H固定υ，改变Ho，叫扫场强度现多用扫场方法得到谱图磁场E=hν低场高场低能态1H磁场强度（Ho）•目前核磁共振仪主要有两种操作方式：固定外加磁场强度，改变射电频率对样品进行扫描(扫频)固定射电频率，改变外加磁场强度对样品进行扫描(扫场)，一般的仪器是扫场。1PDF

4、文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建www.fineprint.com.cnn屏蔽效应(2)屏蔽效应和化学位移•对相同的核来说，γ为常数，在一个有机分子中的全部氢质子在同一磁场强度下吸收应只有一个信号:在外加磁场的作用下→→电子环流→→在环流中产生了感应磁场→→感应磁场r—旋磁比常数，r=26753使质子产生对抗磁场(方向与外界磁场方向相反)→→实际质子所感受到的磁场强度减弱了→→质子受到屏蔽作用但实际不是这样，例如：CHCHOCHCH在图谱上就是两个吸收峰。3223•质子所感受到的磁场强度:Hi＝Ho-H感应noshiel

5、dednuclei?shildednuclei核所感受到的实际磁场Hi小于外磁场•有机化合物分子中，与不同基团相连的H周围电子云密度不一样,在外加磁场中产生的抗磁的感应磁场大小不同，因此，发生共振所需的电子环流外加磁场强度或射电频率也就不同.感应磁场Cl屏蔽效应——感应磁场与外磁场方向相反，质子感受到的例：Cl-CH2-C-CH31,2,2-三氯丙烷有效磁场(H有效)要比实际外质子Cl加磁场强度(HO)小。+H/质子周围电子云密度越高,屏蔽作用就越大,屏蔽区该质子信号就要在越高的磁场下获得。HO质子周围电子云密度↑，感应磁场↑，屏蔽效应↑

6、在高场共振质子周围电子云密度↓，感应磁场↓，屏蔽效应↓在低场共振低场高场n化学位移值n各种典型的质子化学位移υ样品υTMS6δ=×10υ仪器所用频率标准化合物TMS的δ值为0。•化学位移值的大小用一个标准化合物为原点，测出峰与原点的距离，就是该峰的化学位移，一般以(CH3)4Si（TMS）为标准化合物。•不同频率的核磁共振仪上测得的化学位移δ值相同.•δ值与屏蔽作用成反比,δ值越大表明H所受到屏蔽作用越小。吸收峰出现在低场。质子周围电子云密度↑，感应磁场↑，屏蔽效应↑在高场共振，δ值质子周围电子云密度↓，感应磁场↓，屏蔽效应↓在低场共振，

7、δ值2PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建ÿwww.fineprint.com.cn•解释(3)峰的裂分和自旋偶合相邻两个碳上质子之间的自旋偶合（自旋干扰）引起的峰发生裂分。应用高分辨的现代核磁共振仪，乙醚的谱图（低分辨），原来的两①Hb对Ha的自旋偶合：个峰各分裂成四重峰和三重峰，这种情况叫做峰的裂分现象。abCH3CH2OCH2CH3H。高分辨的核磁共振仪第一种自旋组合：等于在Ha周围增加两个小磁场，其方向与外加磁场相同。在扫描时，外加磁场强度比H。略小时，即发生能级的跃迁。CHCHOCHCH第二种组合：等于增加了

8、两个方向相反，强度相等的小磁场，对Ha周围的磁3223CHCHOCHCH3223场强度等于没有影响。第三种组合：相当于增加两个方向与外加磁场相反的小磁场。在扫描时，外加磁场的强度比H。略大时，