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《温州大学有机化学课件第十二章》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第十二章核磁共振谱1有机分析被称为有机合成者的眼睛。确定化合物分子的结构是有机化学的一项重要任务。因为：1、从生物体内提取的天然产物若不知道它的结构就难以对它的性质和作用做深入的了解,更无法对它进行仿制合成或改造合成；2、在实验室合成的化合物若不测定它的结构就无法证明合成成功与否。2化学方法(降解法)确定化合物的结构:周期短、操作简便、样品用量少、且准确度高。“相当于间接地给化合物分子照相”周期长、操作复杂、样品用量多、还容易出错。物理方法(波谱法)测定化合物的结构:3著名的物理学家麦克斯韦对物理学的重大贡献就是指出了光是
2、一种电磁波。电磁学中有两个基本公式：h：普朗克常数电磁波谱概述4波长的表示：1nm=10-3μm=10-7cm=10-9m红外（IR）：用μm表示紫外（紫外线）：用nm表示光波的能量与频率成正比，与波长成反比。5光波通常用频率（ν）或波长（λ）来表示，也可用波数来表示：1厘米单位长度上所具有的光波的数目。6有机化学中常用的四大谱紫外光谱(紫外线):△E=145～627KJ.mol-1λ=200～800nm由电子能级的跃迁产生,主要用于揭示分子中的共轭体系。红外光谱(IR):△E=4～63KJ.mol-1λ=2～15μm由分
3、子振动能级的跃迁产生,用来确定分子中的官能团。7核磁共振谱(NMR):△E=1.2×10-2～4×10-6KJ.mol-1λ=1厘米～1m由核自旋能级的跃迁产生，用来确定化合物分子的骨架。质谱(MS):不属于吸收光谱，用来确定分子量和分子骨架。8第一节:核磁共振的基本原理第二节:化学位移第三节:影响化学位移的因素第四节:自旋偶合与自旋裂分第五节：1HNMR谱图的解析第六节：13CNMR谱简介第十二章核磁共振谱本章讲授提要9第一节核磁共振的基本原理一、核的自旋与磁性原子核与电子类似，也有自旋现象。核的自旋可以用自旋量子数(I
4、)来描述。自旋量子数(I)的取值取决于原子序数(Z)和原子的质量数(A)。10自旋量子数（I）的取值原子序数质量数自旋量子数自旋现象(Z)(A)(I)偶数偶数零无12C6、16O8奇数或奇数1/2,3/2,5/2,…半整数有偶数1H1、13C6、19F9…奇数偶数1,2,3,…整数有2H1、14N7111H1置于外磁场中时产生的能量裂分Eβ=+μH0Eα=-μH0△E=+μH0-(-μH0)=2μH0μ:核磁矩(常数μ1H1=2.79278)H0:外加磁场强度αβ12高能自旋态与低能自旋态的能量之差Eβ=+μH0Eα=-μ
5、H0高低自旋态能量的差值（△E）与外加磁场的强度成正比。13二、核磁共振的条件与核磁共振核自旋能级的能量差:△E=2μH0电磁波的能量:△E’=hv0核磁共振的条件:hv0=2μH0核磁共振：当电磁波的能量与核自旋能级的能量差相等时，处于低能态的自旋核吸收一定频率的电磁波跃迁到高能态上去的这种现象就叫核磁共振。14从该式可以看出，使共振发生可以采取两种方法：固定V0改变H0更方便,故现在大多数仪器是采取扫场的方式。将上式变形得：(1)固定磁场强度H0,改变无线电频率V0。(2)固定无线电频率V0,改变磁场强度H0。（扫频）
6、（扫场）15发生器16第二节化学位移一、化学位移产生的原因根据NMR的条件:μH=2.79278h=6.62×10-27eg.s-1似乎所有的氢核都应在相同的磁场强度下发生共振，事实不是如此，我们来看用低分辨率的核磁共振仪对乙醚分子所做的NMR图：17乙醚的低分辨率NMR谱18外加磁场作用下电子可产生诱导电子流，从而产生一个诱导磁场，该磁场与外加磁场方向相反，对质子有屏蔽作用。19质子外围的电子云密度稍有不同,质子的共振吸收位置就不同,这就给测定有机物的结构提供了有用的信息,我们就是根据这些信息来推测有机化合物的结构。20
7、在外磁场作用下，质子外围价电子环流产生的感应磁场对外磁场有干扰作用：屏蔽效应：HN=H0–H'去屏效应：HN=H0+H'HN：质子真正感受到的磁场强度H0：外加磁场的强度H':感应磁场的强度21分子中的质子真正感受到的磁场强度是:HN=H0－σH0=H0(1－σ)HN:质子真正感受到的场强H0:外加磁场的强度σ:屏蔽常数随质子外围的电子环境而异22。核磁共振的条件改写为：因通常是固定无线射频进行扫场,上式又可改写为：物理意义:质子发生共振的磁场强度H0取决于其外围的电子环境。23化学位移:由于感应磁场的屏蔽或去屏效应，使得
8、化学环境不同的质子在不同的磁场强度下发生共振吸收的现象就叫做化学位移。24二、化学位移的表示不同质子间化学位移的差值约在1～15/百万，用磁场强度（H）或电磁波频率（ν）表示都不方便，因而规定用一个相对的量δ来表示，单位是ppm（百万分之一）。25规定：化学位移：任意质子的共振吸收位置与四甲基硅烷共振吸
