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1、波谱解析——核磁共振氢谱1HNUCLEARMAGNETICRESONANCESPECTRA,1HNMR盛荣主讲核的自旋现象，用自旋量子I表示，I值与原子核的质量A和核电荷数（质子数或原子序数Z）有关。质量原子序数I（A）（Z）奇奇或偶半整I=1/2,3/2,5/2…数I=1,2…偶奇整数偶偶0I=0核磁共振磁矩µ的取向I≠0的自旋核，具有一定的角动量hρ,(ρ=I(I+1)),核自旋产生磁矩µ2π(µ=γ·ρ)。自旋核的取向，即磁矩µ的取向。无外磁场（B）时，磁矩µ的取向是0任意的。在外加磁场B中0I≠0的自旋核，磁矩µ的取向不是任意的，而是量子化
2、的，共有（2I+1）种取向。可用磁量子数m表示：m=I，I-1，…-I+1，-II=1/2的自旋核，共有2种取向（+1/2，-1/2）I=1的自旋核，共有3种取向（+1，0，-1）zzzm=+2m=+1B0m=+1/2m=+1m=0m=0m=−1/2m=−1m=−1m=−2I=1/2I=1I=2B0µRFB1ν1产生1HNMR条件（1）I≠0的自旋核（2）外加磁场B0（3）与B相互垂直的射频场B，01且ν=ν10核磁共振仪磁体：永久磁体、电磁体、超导磁体射频场(RadioFrequencyTransmitter)连续波NMR：ContinualWav
3、e-NMR(CW-NMR)(探头probe,匀场系统,扫描系统Field-Sweep)(Frequency-Sweep，记录系统)化学位移电子屏蔽效应化学位移核磁共振氢谱图示电子屏蔽效应γν=2π·B0原子核电子环流B0感生磁场带正电原子核的核外电子在与外磁场垂直的平面上绕核旋转的同时，会产生与外磁场方向相反的感生磁场。感生磁场的大小用σ·B表示。σ为屏蔽常0数，与核外电子云的密度有关。核实际感受到的磁场强度（有效磁场B）effB=B-σ·Beff00B=B(1-σ)eff0核的共振频率为：γν=·B(1-σ)2π0核外电子云的密度高，σ值大
4、，核的共振吸收高场（或低频）位移。核外电子云的密度低，σ值小，核的共振吸收低场（或高频）位移。例如CH-OCH-Si33(CH)C(OH)CHCOCH3323化学位移γν=·B(1-σ)02π不同化学环境中的氢核，受到的屏蔽或去屏蔽作用不同，它们的共振吸收出现在不同磁场强度下。表示：δ/ppm。向左向右低场磁场强度高场δ增大δ减小核磁共振氢谱图示影响化学位移的因素诱导效应化学键的各向异性共轭效应浓度、温度、溶剂对δ值的影响溶剂对δ值的影响电负性大的原子（或基团）与1H邻接时，其吸电子作用使氢核周围电子云密度降低，屏蔽作用减少，共振吸收在较
5、低场，即质子的化学位移向低场移动，δ值增大；相反，给电子基团则增加了氢核周围的电子云密度，使屏蔽效应增加，共振吸收在较高场，即质子的化学位移向高场移动，δ值减小。化学键的各向异性因化学键的键型不同，导致与其相连的氢核的化学位移不同。例如：CHCHCH=CHHC≡CH3322δ(ppm):0.865.251.80共轭效应7.116.817.458.21..6.86OR7.66NO2..NH2CORδ<7.27δ7.27δ>7.27VanderWaals效应HcHbHaHcHbHOHaOHδa4.68δa3.92δδb3.55b2.40δc0.88δ
6、c1.10△δHa=0.76ppm,△δHb=1.15ppm各类质子的化学位移及经验计算CH3−ORCH3−COCH3−NCH3−CCH3−OArCH3−ArCH3−C=CCH2−Si(CH3)4Si43210δppmHOH−COOH−CΗΟHHC=C−HN1110987654δppm自旋-自旋偶合自旋核与自旋核之间的相互作用（干扰）偶合的结果造成谱线增多，称之裂分偶合的程度用偶合常数（J）表示，单位:Hz（n+1）规律某组环境相同的氢核，与n个环境相同的氢核（或I=1/2的核）偶合，则被裂分为(n+1)条峰。（n+1）规律某组环境相同的氢核，与
7、n个环境相同的氢核（或I=1/2的核）偶合，则被裂分为(n+1)条峰。裂分峰的相对强度比近似为（a+b）n展开式的系数比n=01singlet,s111doublet,d2121triplet,t31331quartet,q414641quintetsixtet515101051......同碳质子间的偶合（2J或J）同同一碳原子上的化学环境不同的两个氢的偶合。Ha—C—Hb,用2J或J表示,变化范围大.同CH3HaC=CBrHb邻碳质子间的偶合3JH-C-C-H两个相邻碳上的质子间的偶合。Ha—C—C—Hb,用3J或J表示邻HaHaHbXHaHaH
8、eCCHeHcHbHbHaXJabJaaJaeJac,JbcJab=JoJeaJee环己烷:HaHeJaaˊ
