有机波谱分析.ppt

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1、第一章核磁共振概论1.1核磁共振基本原理1.1.1原子核的磁矩自旋量子数I>1/2，具有电核四极矩（quadrupole）1）质量数和原子序数均为偶数（质子数、中子数均为偶数），则I=0（如12C、16O、32S）2）质量数为奇数（质子数与中子数其一为偶数，另一为奇数），则I=1/2（如1H、13C、15N、31P）I=3/2（如35Cl、37Cl），……3）质量数为偶数，原子序数为奇数（质子数、中子数均为奇数），则I=1（如2H、14N），……1.1.2核自旋角动量及磁矩的空间量子化自旋量子数的原子核具有自旋角动量　，其数值为：磁矩：磁旋比（ma

2、gnetogyricratio）有外磁场时：磁矩和磁场的相互作用能E：若设外磁场加在Z轴方向上，则有：原子核不同能级间的能量差为：允许跃迁（m=1):1.1.3核磁共振的产生如用某一特定频率的电磁波辐照核，并满足下述条件，则产生NMR核磁共振的物理图象拉莫尔进动（LarmorPrecess）:核磁矩自旋轴zB0垂直于B0的线偏振交变磁场BRBLB1B1xy一般把最大Z轴分量叫做原子核的磁矩（并非核的总磁矩），由实验观测确定。如1H的磁矩z(max)=2.79270N(核Bohr磁子N=5.05082x10-27JT-1)1T下与1H共振

3、频率最接近的是19F共振频率(40.055MHz)1T磁场下的共振频率：1.2化学位移（ChemicalShift）1.2.1屏蔽常数（ShieldingConstant）核屏蔽原子的屏蔽(近程屏蔽)抗磁屏蔽：以s电子为主（1H）顺磁屏蔽：以p,d电子为主（13C,19F等）分子的屏蔽(远程屏蔽)分子内的屏蔽：分子间的屏蔽：诱导效应、共轭效应、磁各向异性效应、氢键效应、范德华效应、顺磁效应溶剂效应、介质磁化率效应、氢键效应、顺磁效应1.2.2化学位移固定频率，扫场固定磁场，扫频0：仪器的公称频率0：60MHzB0：1.4092T1ppm=60Hz

4、100MHz2.3488T100Hz200MHz4.6975T200Hz400MHz9.3951T400Hz108642010864201086420100MHz250MHz1.3自旋－自旋耦合（Spin-SpinCoupling）1.3.1自旋－自旋耦合裂分一级谱：1)谱线数目２nI+1（与n个等价核相耦合）I=1/2时，n+1规则2)相邻两条谱线间距离都相等（Ｊ）3)谱线强度分布符合(a+b)n展开式的各项系数1.3.2耦合常数（CouplingConstant)JJ反映了核磁矩间相互作用能的大小，和两核之间相隔化学键的数目密切相关，与仪器的工作

5、频率无关。如：13C-1H:1J;1H-12C-12C-1H:3J长程耦合（Ｌong-RangeSpin-SpinCoupling）1.4脉冲傅里叶变换核磁共振谱仪PFT-NMR（PulsedFourierTransformNMR)PFT-NMR（高频）的优点：省时，省样;高灵敏度，高S/N;高分辨率;CW法所无法实现的新的测试方法（各种脉冲序列的应用，与其他分析仪器联用等）第二章核磁共振氢谱2.1化学位移2.1.1氢谱中影响化学位移的因素1.取代基电负性越强，越移向低场2.相连碳原子的s-p杂化轨道的s成分越多，越移向低场3.环状共轭体系的环电

6、流效应一些轮烯的值轮烯磁感应情况值（ppm）[4]顺磁环流很不稳定，可被捕获，无NMR数据[6]抗磁环流7.4[8]非环流5.68[10]非环流5.67(全顺,-80)，5.86(反,-40)[12]顺磁环流~8.0(环内3H,-150)，~6.0(环外9H,-150)[14]抗磁环流0.0(环内4H,-60)，7.6(环外10H,-60)[16]顺磁环流10.43(环内4H,-120)，5.40(环外12H,-120)[18]抗磁环流-2.99(环内6H,-60)，9.28(环外12H,-60)[20]顺磁环流10.9~

7、13.9(环内7H,-105)，4.1~6.6(环外13H,-105)[22]抗磁环流-0.4~1.2(环内8H,-90)，9.3~9.65(环外14H,-90)[24]顺磁环流11.43~12.9(环内9H,-80)，4.73(环外15H,-80)4.相邻键的磁各项异性BAxyzBAyxzBAxzyB0去屏蔽(-)去屏蔽(-)屏蔽(+)CC++--CC--++CC--++OC--++5.相邻基团电偶极矩和范德华力的影响6.介质的影响7.氢键2.1.2化学位移的数值Shoolery经验公式：烯氢值的计算公式：苯环上氢值的计算公式：2.

8、2耦合常数J2.2.1耦合的矢量模型CCHHHHH核自旋电子自旋两个氢核相距奇数根键时，自旋相反，J>0两个