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第 十四 章  核 磁 共 振 波 譜 法qlH紅軟基地
某些原子核在磁場中產(chǎn)生能量裂分，形成能qlH紅軟基地
級，當(dāng)用無線電波范圍內(nèi)的電磁輻射對樣品進行qlH紅軟基地
照射，可以使不同結(jié)構(gòu)環(huán)境中的原子核實現(xiàn)共振qlH紅軟基地
躍遷，記錄發(fā)生共振躍遷時信號的位置和強度就qlH紅軟基地
得到核磁共振波譜。qlH紅軟基地
⒉常用核磁共振譜:qlH紅軟基地
①測定氫核的核磁共振氫譜[簡稱氫譜(1H  NMR)]。qlH紅軟基地
②測定碳-13核的核磁共振碳譜[簡稱碳譜(13C  NMR)]。qlH紅軟基地
        其中最常用的是氫譜，從氫譜中可以通過信號的qlH紅軟基地
位置判別不同類型的氫原子；也可通過信號的裂分及qlH紅軟基地
偶合常數(shù)來判別氫所處的化學(xué)環(huán)境；還可通過信號強qlH紅軟基地
度(峰面積或積分曲線)了解各組氫間的相對比例。qlH紅軟基地
        在碳譜中可以將弛豫時間用于結(jié)構(gòu)歸屬的指定、qlH紅軟基地
構(gòu)象的測定以及觀察體系的運動狀況。qlH紅軟基地
核磁共振還可以測定質(zhì)子在空間的相對距離。qlH紅軟基地
⒊核磁共振與紅外光譜比較，可獲得更多的分子qlH紅軟基地
結(jié)構(gòu)信息(如羥基)。qlH紅軟基地
⒋原則上凡是自旋量子數(shù) I 不為零的原子核都可qlH紅軟基地
測得核磁共振信號。迄今為止，可用于測定結(jié)構(gòu)qlH紅軟基地
的有1H，13C，31P，15N，17O，29Si，27Al，19F等。qlH紅軟基地
⒌核磁共振是有機化學(xué)結(jié)構(gòu)分析中最有用的一個qlH紅軟基地
工具。廣泛應(yīng)用在化學(xué)學(xué)科、生命學(xué)科及醫(yī)學(xué)學(xué)qlH紅軟基地
科。qlH紅軟基地
第一節(jié) 核磁共振波譜法的基本原理qlH紅軟基地
對氫核來說，I =1/2，其m值只能是+1/2和-1/2，qlH紅軟基地
即表示它在外加磁場中，自旋軸只能有兩種取向：qlH紅軟基地
與外磁場方向相同，m = +1/2，磁能級能量較低；qlH紅軟基地
與外磁場方向相反， m = -1/2，磁能級能量較高。qlH紅軟基地
當(dāng)氫核吸收了射頻能量，核磁矩的取向逆轉(zhuǎn)，qlH紅軟基地
即從低能級躍遷到高能級。qlH紅軟基地
質(zhì)子的高能級與低能級之間的能量差為：qlH紅軟基地
由此可見，外磁場H0越強，能級分裂ΔE越大，qlH紅軟基地
躍遷時產(chǎn)生的吸收信號越明顯，儀器分辨率越高。qlH紅軟基地
討論:qlH紅軟基地
1． I =0  的原子核 16O， 12 C， 32 S等 ，無自旋，沒有磁矩，不產(chǎn)生共振吸收。qlH紅軟基地
2． I =1 或 I >0的原子核qlH紅軟基地
       I =1  ：   2H，14NqlH紅軟基地
       I =3/2： 11B，35Cl，79Br，81Br qlH紅軟基地
       I =5/2： 17O，127I   這類原子核的核電荷分布qlH紅軟基地
可看作一個橢圓體，電荷分布不均勻，共振吸收復(fù)qlH紅軟基地
雜，研究應(yīng)用較少；qlH紅軟基地
二、核磁共振現(xiàn)象qlH紅軟基地
    自旋量子數(shù) I=1/2的原子核（氫核），可當(dāng)qlH紅軟基地
作電荷均勻分布的球體，繞自旋軸轉(zhuǎn)動時，產(chǎn)生qlH紅軟基地
磁場，類似一個小磁鐵。qlH紅軟基地
在外磁場中的核，由于本身自旋而產(chǎn)生磁場，qlH紅軟基地
它要與外加磁場相互作用，結(jié)果使核除了自旋以qlH紅軟基地
外，還同時存在一個以外磁場方qlH紅軟基地
向為軸線的回旋運動，這種運動qlH紅軟基地
方式猶如急速旋轉(zhuǎn)的陀螺減速到qlH紅軟基地
一定程度，它的旋轉(zhuǎn)軸與重力場qlH紅軟基地
方向有一夾角時，就一邊自旋，qlH紅軟基地
一邊圍繞重力場方向作搖頭圓周qlH紅軟基地
運動，該運動形式被稱作LarmorqlH紅軟基地
進動。qlH紅軟基地
Larmor進動的能量取決于磁矩在磁場方向的qlH紅軟基地
分量及磁場強度。核進動的頻率為：qlH紅軟基地
說明： 質(zhì)子的 γ =2.67519×108T-1，qlH紅軟基地
①核一定時，H0增大，進動頻率增加。qlH紅軟基地
②在H0一定時，γ小的核，進動頻率小。qlH紅軟基地
在給定的磁場強度下，質(zhì)子的進動頻率是一qlH紅軟基地
定的。若此時以相同頻率的射頻輻射照射質(zhì)qlH紅軟基地
子，即滿足“共振條件”，該質(zhì)子就會有效的吸qlH紅軟基地
收射頻的能量，使其磁矩在磁場中的取向逆轉(zhuǎn)，qlH紅軟基地
實現(xiàn)從低能級到高能級的躍遷過程，該過程就qlH紅軟基地
是核磁共振吸收過程。qlH紅軟基地
核磁共振條件：qlH紅軟基地
(1) 核有自旋(磁性核)qlH紅軟基地
(2) 外磁場，能級裂分;qlH紅軟基地
(3) 照射頻率與外磁場的H0：qlH紅軟基地
討論:qlH紅軟基地
共振條件qlH紅軟基地
1.對于同一種核，磁旋比 為定值，H0變，射頻qlH紅軟基地
頻率變。qlH紅軟基地
2.不同原子核，磁旋比 不同，產(chǎn)生共振的條件qlH紅軟基地
不同，需要的磁場強度H0和射頻頻率不同。qlH紅軟基地
3.固定H0 ，改變(掃頻) ，不同原子核在不同qlH紅軟基地
頻率處發(fā)生共振。也可固定 ，改變H0 (掃場)。qlH紅軟基地
掃場方式應(yīng)用較多。qlH紅軟基地
在1950年，Proctor等人研究發(fā)現(xiàn)：質(zhì)子的共振頻率與qlH紅軟基地
其結(jié)構(gòu)（化學(xué)環(huán)境）有關(guān)。在高分辨率下，吸收峰產(chǎn)生qlH紅軟基地
化學(xué)位移和裂分，如圖所示。qlH紅軟基地
  由有機化合物的核磁共振圖，可獲得質(zhì)子所處化學(xué)環(huán)qlH紅軟基地
境的信息，進一步確定化合物結(jié)構(gòu)。qlH紅軟基地
三、自旋弛豫（見書P275）qlH紅軟基地
       自旋弛豫:吸收能量的各種微粒子在高能級下不qlH紅軟基地
穩(wěn)定以非輻射途徑釋放能量回到低能級的過程，稱為qlH紅軟基地
自旋弛豫.qlH紅軟基地
        在紫外、紅外光譜中都有弛豫過程，但他們分子qlH紅軟基地
絕大多數(shù)都處于基態(tài)，弛豫過程不是產(chǎn)生紫外、紅外qlH紅軟基地
連續(xù)光譜的必要條件。qlH紅軟基地
即處于低能級的核僅比高能級的核多百萬qlH紅軟基地
分之十左右，核磁信號是靠所多出的約百萬分之qlH紅軟基地
十的基態(tài)核的凈吸收而產(chǎn)生的.激發(fā)后的核若不qlH紅軟基地
能恢復(fù)至低能態(tài)，則吸收飽和，不能再測出核磁共qlH紅軟基地
振信號，因此為能連續(xù)存在核磁共振信號，弛豫是qlH紅軟基地
核磁共振現(xiàn)象發(fā)生后得以保持的必要條件.qlH紅軟基地
        因此，共振的產(chǎn)生，除了有吸收，還應(yīng)有弛豫.qlH紅軟基地
自旋-晶格弛豫qlH紅軟基地
  自旋弛豫qlH紅軟基地
                    自旋-自旋弛豫qlH紅軟基地
弛豫時間長，相當(dāng)于停留在激發(fā)態(tài)的平均時間qlH紅軟基地
長，核磁共振信號的譜線窄；反之，譜線寬。      qlH紅軟基地
     在氣體和低黏度液體中的弛豫過程屬縱向弛qlH紅軟基地
豫，弛豫效率恰當(dāng)，譜線窄。對于固體和黏滯液qlH紅軟基地
體樣品容易實現(xiàn)自旋-自旋弛豫，T2特別小，譜qlH紅軟基地
線寬。qlH紅軟基地
    磁場的非均勻性對譜線寬度的影響甚至超過自qlH紅軟基地
旋弛豫的影響，因此，要求整個樣品測試其間及qlH紅軟基地
整個樣品區(qū)保持磁場強度的變化小于10-9，為此qlH紅軟基地
樣品管必須高速旋轉(zhuǎn)。qlH紅軟基地
第二節(jié)  核磁共振波譜儀qlH紅軟基地
一、主要組成及用途qlH紅軟基地
1．永久磁鐵：提供外磁場，要求穩(wěn)定性好，均勻，不均qlH紅軟基地
勻性小于六千萬分之一。掃場線圈。qlH紅軟基地
2 ．射頻振蕩器：線圈垂直于外磁場，發(fā)射一定頻率的qlH紅軟基地
電磁輻射信號。60MHz或100MHz。qlH紅軟基地
3 ．射頻信號接受器（檢測器）：當(dāng)質(zhì)子的進動頻率與qlH紅軟基地
輻射頻率相匹配時，發(fā)生能級躍遷，吸收能量，在感應(yīng)qlH紅軟基地
線圈中產(chǎn)生毫伏級信號。qlH紅軟基地
 4．樣品管：外徑5mm的玻璃管，測量過程中旋轉(zhuǎn)， 磁場作qlH紅軟基地
用均勻。qlH紅軟基地
二、溶劑和試樣測定qlH紅軟基地
⒈氫譜的常用氘代溶劑：qlH紅軟基地
       D2O、CDCl3、CD3CD2OD 、 qlH紅軟基地
       CD3OD、CD3COCD3、C6D6qlH紅軟基地
  及CD3SOCD3（二甲基亞砜-d6）等。qlH紅軟基地
⒉試樣純度qlH紅軟基地
     ＞98%，現(xiàn)代NMR技術(shù)還可以進行混合物分析。qlH紅軟基地
樣品量10～1mg。qlH紅軟基地
⒊標(biāo)準(zhǔn)物：qlH紅軟基地
有機溶劑       四甲基硅烷（TMS)qlH紅軟基地
重水溶劑        4，4-二甲基-4-硅代戊磺酸鈉(DSS)qlH紅軟基地
    這兩種標(biāo)準(zhǔn)物的甲基屏蔽效應(yīng)都很強，共振qlH紅軟基地
出現(xiàn)在高場。一般氫核的共振峰都出現(xiàn)在它們qlH紅軟基地
的左側(cè)，因而規(guī)定它們的δ值為0.00ppm。qlH紅軟基地
第三節(jié)  化學(xué)位移qlH紅軟基地
一、屏蔽效應(yīng)qlH紅軟基地
⒈兩類化學(xué)環(huán)境qlH紅軟基地
    化學(xué)環(huán)境：主要指氫核的核外電子云及其鄰近qlH紅軟基地
的其他原子對氫核的影響。qlH紅軟基地
這是由于核處的化學(xué)環(huán)境對共振吸收的影響。qlH紅軟基地
兩類化學(xué)環(huán)境的影響：qlH紅軟基地
⑴質(zhì)子周圍基團的性質(zhì)不同，共振頻率不同qlH紅軟基地
    各種氫核周圍的電子云密度不同（結(jié)構(gòu)中不同qlH紅軟基地
位置）共振頻率有差異，即引起共振吸收峰的位qlH紅軟基地
移，即為化學(xué)位移。qlH紅軟基地
⑵所研究的質(zhì)子受相鄰基團的質(zhì)子的自旋狀態(tài)qlH紅軟基地
影響，使其吸收峰裂分的現(xiàn)象稱為自旋-自旋裂分。qlH紅軟基地
⒉化學(xué)位移及其表示法qlH紅軟基地
     一個核置于強場中，其周圍不斷運動的電子就qlH紅軟基地
會產(chǎn)生一個方向相反的感應(yīng)磁場，使核實際受到qlH紅軟基地
的磁場強度減弱，這種現(xiàn)象稱屏蔽。qlH紅軟基地
此時，核所受到的實際磁場強度：qlH紅軟基地
             H =（1-  ）H0qlH紅軟基地
：屏蔽常數(shù)。  越大，屏蔽效應(yīng)越大。它反映了qlH紅軟基地
感應(yīng)磁場抵消外加磁場的程度，一般只有百萬分之qlH紅軟基地
一，在屏蔽作用下，核的進動頻率發(fā)生了位移：qlH紅軟基地
因此，電子云對核的屏蔽程度不同， 值不同，qlH紅軟基地
使核產(chǎn)生共振所需的射頻頻率也不同。qlH紅軟基地
①在H0一定時，屏蔽常數(shù)σ大的氫核，進動頻率νqlH紅軟基地
小，吸收峰出現(xiàn)在核磁共振的低頻端(右端)；反之qlH紅軟基地
出現(xiàn)在高頻端(左端)。qlH紅軟基地
② ν0一定時，則σ大的氫核，需在較大的H0下共qlH紅軟基地
振，吸收峰出現(xiàn)在高場(右端)；反之出現(xiàn)在低場(左qlH紅軟基地
端)。qlH紅軟基地
     因而核磁共振譜的右端相當(dāng)于低頻、高場；左端qlH紅軟基地
相當(dāng)于高頻、低場。qlH紅軟基地
化學(xué)位移的表示法：qlH紅軟基地
由于核的共振頻率的化學(xué)位移只有百萬分之qlH紅軟基地
幾，采用絕對表示法非常不便，因而采用相對表qlH紅軟基地
示法，為此選擇一個標(biāo)準(zhǔn)化合物。qlH紅軟基地
若固定磁場強度H0 ，掃頻，則：qlH紅軟基地
若固定照射頻率0 ，掃場，則：qlH紅軟基地
例：見P280qlH紅軟基地
結(jié)論：同種物質(zhì)，在磁場強度不同條件下測qlH紅軟基地
定的共振頻率不同，但化學(xué)位移值不變。qlH紅軟基地
⑴位移的標(biāo)準(zhǔn)qlH紅軟基地
沒有完全裸露的氫核，沒有絕對的標(biāo)準(zhǔn)qlH紅軟基地
相對標(biāo)準(zhǔn)：四甲基硅烷　Si(CH3)4    （TMS）（內(nèi)qlH紅軟基地
標(biāo)）化學(xué)位移常數(shù)    TMS=0qlH紅軟基地
⑵為什么用TMS作為基準(zhǔn)?qlH紅軟基地
① 12個氫處于完全相同的化學(xué)環(huán)境，只產(chǎn)生一qlH紅軟基地
個尖峰；qlH紅軟基地
②屏蔽強烈，位移最大。與有機化合物中的質(zhì)子qlH紅軟基地
峰不重迭；qlH紅軟基地
③化學(xué)惰性；易溶于有機溶劑；沸點低，易回qlH紅軟基地
收。與裸露的氫核相比，TMS的化學(xué)位移最大，qlH紅軟基地
但規(guī)定 TMS=0，qlH紅軟基地
其他種類氫核的位移為負值，負號不加。qlH紅軟基地
常見結(jié)構(gòu)單元化學(xué)位移范圍qlH紅軟基地
二、影響化學(xué)位移的因素qlH紅軟基地
㈠內(nèi)部因素qlH紅軟基地
⒈局部屏蔽效應(yīng)（見P280表）qlH紅軟基地
    局部屏蔽效應(yīng)指質(zhì)子的屏蔽程度決定于相鄰的原子或qlH紅軟基地
基團的電負性。相鄰的原子或基團的電負性大，該質(zhì)子qlH紅軟基地
周圍的電子云密度降低，屏蔽程度減�。�即去屏蔽程度qlH紅軟基地
增大），該質(zhì)子的共振信號移向低場（即 值增大）qlH紅軟基地
若存在共軛效應(yīng)，導(dǎo)致質(zhì)子周圍電子云密度增加，則qlH紅軟基地
移向高場；反之，移向低場。qlH紅軟基地
                                                                         OqlH紅軟基地
         H             O－CH3                   H           C －CH3qlH紅軟基地
               C=C                                         C=CqlH紅軟基地
         H              H                              H           HqlH紅軟基地
由于醚的氧原子上的孤電子與雙鍵形成p-π的共軛體qlH紅軟基地
系，使雙鍵末端次甲基質(zhì)子的電子云密度增加，與乙烯qlH紅軟基地
質(zhì)子相比，移向高場。qlH紅軟基地
    由于高電負性的羰基，使π –π共軛體系的電子云密度qlH紅軟基地
出現(xiàn)次甲基端低的情況，與乙烯質(zhì)子相比，移向低場。qlH紅軟基地
⒉磁各向異性（遠程屏蔽）效應(yīng)（見P281圖）qlH紅軟基地
    磁各向異性效應(yīng)是由于置于外加磁場中的分子所產(chǎn)生的qlH紅軟基地
感應(yīng)磁場，使分子所在空間出現(xiàn)屏蔽區(qū)和去屏蔽區(qū)，導(dǎo)致qlH紅軟基地
不同區(qū)域內(nèi)的質(zhì)子移向高場和低場。qlH紅軟基地
⒊氫鍵影響qlH紅軟基地
     氫鍵對質(zhì)子的化學(xué)位移影響是非常敏感的。隨濃度降qlH紅軟基地
低，氫鍵減弱，羥基峰向高場位移。qlH紅軟基地
     與其它雜原子相連的活潑氫都有類似的性質(zhì)，因氫鍵qlH紅軟基地
形成與溫度、濃度及溶劑極性有關(guān)，使這類質(zhì)子呈現(xiàn)變qlH紅軟基地
動的化學(xué)位移，出現(xiàn)在一個很寬的范圍。qlH紅軟基地
當(dāng)分子結(jié)構(gòu)允許形成分子內(nèi)氫鍵時，δ值增大。qlH紅軟基地
例如：羥基氫qlH紅軟基地
在極稀溶液中不形成氫鍵時， δ為0.5～1.0;qlH紅軟基地
在濃溶液中形成氫鍵， δ為4～5;qlH紅軟基地
乙醇的CCl4溶液，0.5%(w/v)       δ≈1.1qlH紅軟基地
                                 10% (w/v)      δ≈4.3qlH紅軟基地
第四節(jié)  偶合常數(shù)qlH紅軟基地
一、自旋偶合和自旋分裂qlH紅軟基地
⒈自旋分裂的產(chǎn)生qlH紅軟基地
     每一個質(zhì)子都可視作一個自旋的小磁體，在外加磁場qlH紅軟基地
中，由它自旋產(chǎn)生的小磁場，只有兩種可能性：與外磁qlH紅軟基地
場方向一致或相反，這兩種可能性出現(xiàn)的概率基本上是qlH紅軟基地
相等的。qlH紅軟基地
ΔH0                               ΔH0qlH紅軟基地
H0qlH紅軟基地
偶合常數(shù)：兩峰之間的距離。（簡單體系）qlH紅軟基地
注意：qlH紅軟基地
①偶合常數(shù)反映兩核之間作用的大小， 與外加qlH紅軟基地
磁場強弱無關(guān)。qlH紅軟基地
②偶合常數(shù)是自旋偶合的量度，它在兩組相互干qlH紅軟基地
擾核之間必然相等，偶合常數(shù)是識別相鄰磁核之qlH紅軟基地
間關(guān)系的依據(jù)qlH紅軟基地
        若核磁共振圖譜中的兩峰之間的⊿ν值隨H0qlH紅軟基地
改變而改變，則可判斷它們是由兩個化學(xué)位移不qlH紅軟基地
同的核給出的信號；若不隨H0改變，則是由自qlH紅軟基地
旋-自旋偶合裂分造成的。qlH紅軟基地
⒉偶合常數(shù)與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系qlH紅軟基地
偶合常數(shù)與分子結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系存在以下規(guī)律：qlH紅軟基地
⑴偕偶：同碳質(zhì)子之間的偶合造成的峰的裂分現(xiàn)qlH紅軟基地
象。一般觀察不到，故CH4、CH3CH3等物質(zhì)的qlH紅軟基地
波譜圖只有一個單峰。qlH紅軟基地
要測得同碳質(zhì)子偶合常數(shù)2JHH，需利用同位qlH紅軟基地
素取代等特殊的方法獲得。qlH紅軟基地
⑵鄰偶：是相鄰碳原子上的氫核間的偶合。它的qlH紅軟基地
偶合常數(shù)（3JHH）在結(jié)構(gòu)鑒定中十分有用。qlH紅軟基地
①J反烯＞ J順烯≈J炔＞J鏈烷qlH紅軟基地
②碳原子上的取代基的電負性增加，偶合常數(shù)減qlH紅軟基地
小。qlH紅軟基地
如CH3CH3和CH3CH2Cl的3JHH分別為8.0和7.0。qlH紅軟基地
③Ha和Hb所在平面的夾角為零或180°時，3JHH值qlH紅軟基地
最大；接近90°時， 3JHH值趨于零。qlH紅軟基地
⒊遠程偶合：qlH紅軟基地
相隔四個或四個以上σ鍵的質(zhì)子偶合。遠程qlH紅軟基地
偶合很弱，一般觀察不到，若中間插入π鍵，或qlH紅軟基地
在一些具有特殊空間結(jié)構(gòu)的分子中，才能觀察到qlH紅軟基地
偶合常數(shù)是核磁共振譜的重要參數(shù)之一可用它研qlH紅軟基地
究核間關(guān)系、構(gòu)型、構(gòu)象及取代位置等。qlH紅軟基地
二、化學(xué)等價與磁等價qlH紅軟基地
⒈化學(xué)等價：qlH紅軟基地
     同一分子中化學(xué)位移相等的質(zhì)子稱化學(xué)等價。qlH紅軟基地
化學(xué)等價的質(zhì)子具有相同的化學(xué)環(huán)境。qlH紅軟基地
例如：CH4分子中，4個1H核，它們的化學(xué)環(huán)qlH紅軟基地
境是完全相同的，化學(xué)位移相同，它們是化學(xué)等qlH紅軟基地
價的。qlH紅軟基地
⒉磁等價：qlH紅軟基地
        如果有一組質(zhì)子是化學(xué)等價質(zhì)子，當(dāng)它與組qlH紅軟基地
外的任意磁核偶合時，其偶合常數(shù)相等，這組質(zhì)qlH紅軟基地
子稱為磁等價質(zhì)子。qlH紅軟基地
    例如：CH3CH2X，甲基上的三個質(zhì)子屬化學(xué)qlH紅軟基地
等價質(zhì)子，它們與亞甲基質(zhì)子偶合時，其3JHH都qlH紅軟基地
相等，因此甲基的三個質(zhì)子屬磁等價質(zhì)子；同qlH紅軟基地
理，亞甲基上的二個質(zhì)子也是磁等價質(zhì)子。qlH紅軟基地
磁等價的特點：qlH紅軟基地
①組內(nèi)核化學(xué)位移相等。qlH紅軟基地
②與組外核偶合的偶合常數(shù)相等。qlH紅軟基地
③在無組外核干擾時，組內(nèi)核雖有偶合，但不產(chǎn)qlH紅軟基地
生裂分。qlH紅軟基地
⒊兩者關(guān)系：qlH紅軟基地
        化學(xué)等價質(zhì)子不一定是磁等價，而磁等價質(zhì)qlH紅軟基地
子一定屬于化學(xué)等價。qlH紅軟基地
例：見書P288qlH紅軟基地
三、一級圖譜的偶合裂分規(guī)律qlH紅軟基地
⒈一級圖譜需滿足的條件：qlH紅軟基地
⑴兩組質(zhì)子之間的化學(xué)位移之差與相應(yīng)質(zhì)子間的qlH紅軟基地
偶合常數(shù)之比應(yīng)大于10，即⊿ν/J＞10。qlH紅軟基地
⑵產(chǎn)生自旋偶合的核必須屬磁等價。qlH紅軟基地
⑶由譜圖可直接讀出化學(xué)位移值及偶合常數(shù)。qlH紅軟基地
⒉自旋系統(tǒng)命名qlH紅軟基地
⑴自旋-自旋偶合系統(tǒng)的命名以不同組的英文字母來qlH紅軟基地
表示。英文字母分成三組：                                   A，B，C;…;M，N，O， …;X，Y，Z。qlH紅軟基地
⑵對于一級圖譜，化學(xué)位移不同的核用不同組的字qlH紅軟基地
母代表，同一化學(xué)位移值的磁等價的核數(shù)目則以注qlH紅軟基地
腳形式出現(xiàn)。如CH3CH2CH2Cl，則可命名為：qlH紅軟基地
A3M2X2系統(tǒng)。對于化學(xué)等價而磁不等價的核則以qlH紅軟基地
“′”的字母代替，如CH2=CF2，則命名為AA′BB′qlH紅軟基地
系統(tǒng)。qlH紅軟基地
⒊一級圖譜解析規(guī)律qlH紅軟基地
     一級圖譜的自旋偶合分裂規(guī)律如下，但它只適qlH紅軟基地
合于I為1/2的磁核。qlH紅軟基地
⑴一個(或一組磁等價)質(zhì)子與一組n個磁等價質(zhì)子偶qlH紅軟基地
合，該質(zhì)子的信號發(fā)生（n+1）重裂分。—n+1律qlH紅軟基地
例如:CH3CH2ClqlH紅軟基地
⑵一個(或一組磁等價)質(zhì)子A與兩組質(zhì)子(Mn， Xm)qlH紅軟基地
偶合，且JAM=JAX（即Mn， Xm類似磁等價質(zhì)子），qlH紅軟基地
共振信號裂分為（ n + m + 1）重峰。qlH紅軟基地
例：CH3CH2CH3中亞甲基質(zhì)子與兩組甲基質(zhì)子的qlH紅軟基地
偶合結(jié)果裂分為七重峰。qlH紅軟基地
⑶一個(或一組磁等價)質(zhì)子A與兩組質(zhì)子(Mn， Xm)偶qlH紅軟基地
合，且JAM≠JAX，則共振信號裂分為( n + 1 )( m + 1)qlH紅軟基地
重峰。qlH紅軟基地
例：CH3CH2CH2NO2的中間亞甲基被甲基和與硝qlH紅軟基地
基相連的亞甲基上的質(zhì)子裂分成十二重峰。qlH紅軟基地
⑷裂分的強度比符合二項式(a+b)n展開后各項系數(shù)qlH紅軟基地
之比。qlH紅軟基地
⑸一組多重峰的中點，就是該質(zhì)子的化學(xué)位移值。qlH紅軟基地
⑹磁等價質(zhì)子之間觀察不到自旋偶合裂分。qlH紅軟基地
例：ClCH2CH2Cl中四個質(zhì)子屬磁等價，所以共qlH紅軟基地
振信號為單峰。qlH紅軟基地
⑺當(dāng)10＞ ⊿ν/J ＞6時，為近似一級圖譜，各峰強qlH紅軟基地
度不呈對稱分布，對相互偶合的兩組峰，外側(cè)峰qlH紅軟基地
強度小于內(nèi)側(cè)峰。qlH紅軟基地
⒋信號強度qlH紅軟基地
     核磁共振譜信號峰的強度（即信號的峰面積）qlH紅軟基地
也是提供結(jié)果信息的重要參數(shù)。特別在氫譜中，qlH紅軟基地
在一般實驗條件下，信號峰的強度與產(chǎn)生該信號qlH紅軟基地
的質(zhì)子數(shù)目成正比，而與質(zhì)子所處的化學(xué)環(huán)境無qlH紅軟基地
關(guān)。qlH紅軟基地
     氫譜上每個信號峰強度之比應(yīng)等于相應(yīng)的質(zhì)子qlH紅軟基地
數(shù)之比。qlH紅軟基地
     現(xiàn)代儀器測得的氫譜，可用積分面積或積分qlH紅軟基地
線高度反映出信號強度。qlH紅軟基地
下圖為乙醇的氫譜：qlH紅軟基地
                                                               3HqlH紅軟基地
2HqlH紅軟基地
1H                                              TMSqlH紅軟基地
CH3CH2OH的氫譜圖qlH紅軟基地
 乙醇的甲基、亞甲基和羥基三種氫原子比例為3：2：1，qlH紅軟基地
峰組上方的曲線為積分曲線。相鄰兩個水平階梯之間的qlH紅軟基地
高度代表下方對應(yīng)峰的面積，故可直接量出。qlH紅軟基地
核磁共振波譜法應(yīng)用qlH紅軟基地
        核磁共振波譜法主要用來進行有機化合物和生qlH紅軟基地
化分子結(jié)構(gòu)分析，也可以進行定量分析。qlH紅軟基地
一、解析化合物結(jié)構(gòu)的一般步驟qlH紅軟基地
1、獲取試樣的各種信息和基本數(shù)據(jù)。       qlH紅軟基地
   如：來源、純度。其他儀器分析方法的譜圖等。qlH紅軟基地
2、對所得NMR譜圖進行初步觀察。       qlH紅軟基地
   如：基線是否平穩(wěn)，TMS峰是否正常峰形是否對qlH紅軟基地
稱，是否有溶劑峰、雜質(zhì)峰等。qlH紅軟基地
3、根據(jù)被測物化學(xué)式計算不飽和度Ω。  qlH紅軟基地
4、列出峰分裂數(shù)、每組峰的化學(xué)位移值及每組峰   qlH紅軟基地
的積分曲線高度。計算各峰所代表的氫核數(shù)。qlH紅軟基地
5、根據(jù)每組峰的化學(xué)位移值，在表中查出可能的qlH紅軟基地
基團。qlH紅軟基地
6、根據(jù)峰分裂數(shù)判斷基團所處的化學(xué)環(huán)境qlH紅軟基地
7、綜合上述信息，給出化合物結(jié)構(gòu)。qlH紅軟基地
8、結(jié)合UV、IR、MS等結(jié)果檢查推導(dǎo)的結(jié)構(gòu)式qlH紅軟基地
是否正確。qlH紅軟基地
9、查閱有關(guān)文獻和標(biāo)準(zhǔn)譜圖（如Sadlter標(biāo)準(zhǔn)譜qlH紅軟基地
圖集）予以驗證。qlH紅軟基地
第五節(jié)  核磁共振氫譜的解析qlH紅軟基地
一、譜圖中化合物的結(jié)構(gòu)信息qlH紅軟基地
（1）峰數(shù)：標(biāo)志分子中磁不等性質(zhì)子的種類，多少種；qlH紅軟基地
（2）峰強(面積)：每類質(zhì)子的數(shù)目(相對)，多少個；qlH紅軟基地
（3）峰位( )：每類質(zhì)子所處的化學(xué)環(huán)境，化合物中位置；qlH紅軟基地
（4）峰的裂分?jǐn)?shù)：相鄰碳原子上質(zhì)子數(shù)；qlH紅軟基地
（5）偶合常數(shù)(J)：確定化合物構(gòu)型。qlH紅軟基地
不足之處：僅能確定質(zhì)子（氫譜）qlH紅軟基地
二、譜圖解析qlH紅軟基地
1. 譜圖解析（1）qlH紅軟基地
譜圖解析（ 2 ）qlH紅軟基地
譜圖解析（ 3 ）qlH紅軟基地
譜圖解析（ 4 ）qlH紅軟基地
對比qlH紅軟基地
2. 譜圖解析與結(jié)構(gòu)確定(1)qlH紅軟基地
譜圖解析與結(jié)構(gòu)確定(1)qlH紅軟基地
U=1+10+1/2(-12)=5 qlH紅軟基地
δ 3.0和δ 4.30三重峰和三重峰qlH紅軟基地
                  O—CH2CH2—相互偶合峰 qlH紅軟基地
δ 2.1單峰三個氫，—CH3峰                    OqlH紅軟基地
              結(jié)構(gòu)中有氧原子，可能具有：–C –  CH3qlH紅軟基地
δ 7.3芳環(huán)上氫，單峰烷基單取代qlH紅軟基地
正確結(jié)構(gòu)qlH紅軟基地
譜圖解析與結(jié)構(gòu)確定(2) qlH紅軟基地
C7H16O3，推斷其結(jié)構(gòu)qlH紅軟基地
結(jié)構(gòu)確定(2)qlH紅軟基地
 C7H16O3，    u=1+7+1/2(-16)=0qlH紅軟基地
δ3.38和δ 1.37 四重峰和三重峰qlH紅軟基地
—CH2CH3相互偶合峰 qlH紅軟基地
δ 3.38含有—O—CH2結(jié)構(gòu)qlH紅軟基地
結(jié)構(gòu)中有三個氧原子，可能具有(—O—CH2)3qlH紅軟基地
C7H16O3-C6H16O2=CHqlH紅軟基地
δ 5.3CH上氫吸收峰，低場與電負性基團相連qlH紅軟基地
正確結(jié)構(gòu)：qlH紅軟基地
譜圖解析與結(jié)構(gòu)確定(3)qlH紅軟基地
化合物 C10H12O2，推斷結(jié)構(gòu)qlH紅軟基地
結(jié)構(gòu)確定(3)qlH紅軟基地
化合物 C10H12O2，U=1+10+1/2(-12)=5qlH紅軟基地
譜圖解析與結(jié)構(gòu)確定(4)qlH紅軟基地
化合物 C8H8O2，推斷其結(jié)構(gòu)qlH紅軟基地
結(jié)構(gòu)確定(4)qlH紅軟基地
化合物 C8H8O2，U=1+8+1/2(-8)=5qlH紅軟基地
δ 7-8芳環(huán)上氫，四個峰對位取代qlH紅軟基地
δ 9.87—醛基上氫，低場qlH紅軟基地
δ 3.87CH3峰，低場與電負性與電負性基團相連CH3O—qlH紅軟基地
正確結(jié)構(gòu)：qlH紅軟基地
三、聯(lián)合譜圖解析      （1）C6H12OqlH紅軟基地
譜圖解析 （2）C8H14O4qlH紅軟基地
結(jié)構(gòu)鑒定qlH紅軟基地
        對比較簡單的化合物，可以根據(jù)化學(xué)位移值來鑒別質(zhì)子類型，從而得出化合物的結(jié)構(gòu)；對于復(fù)雜的未知物可以配合紅外、紫外、質(zhì)譜及元素分析等方法進行結(jié)構(gòu)鑒定。qlH紅軟基地
 例1.有一未知液體，b.p.218oC，分子式C8H14O4，紅外圖譜指出，有   C=0存在，無芳環(huán)結(jié)構(gòu)。核磁共振譜圖如下，推斷其結(jié)構(gòu)。qlH紅軟基地
解： ①Ω=1+8+（0-14）/ 2 =2qlH紅軟基地
 ②NMR譜圖共三組峰：qlH紅軟基地
③δ=1.3的峰，指出有—CH3；因該峰氫原 子數(shù)為6，說明分子中有兩個化學(xué)環(huán)境相同的—CH3；該峰為三重峰，且強度比為1:2:1，故與其相連的是—CH2—;   故分子中應(yīng)存在兩個—CH2—CH3基團。qlH紅軟基地
掌握內(nèi)容：qlH紅軟基地
⒈核自旋類型； ⒉自旋能級分裂；qlH紅軟基地
⒊共振吸收及其條件； ⒋屏蔽效應(yīng)； qlH紅軟基地
⒌化學(xué)位移及其影響因素；qlH紅軟基地
⒍自旋偶合和自旋分裂；⒎偶合常數(shù)；qlH紅軟基地
⒏廣義n+1規(guī)律；qlH紅軟基地
⒐核磁共振氫譜一級圖譜的解析。 qlH紅軟基地
熟悉內(nèi)容：qlH紅軟基地
⒈常見質(zhì)子的化學(xué)位移； qlH紅軟基地
⒉自旋系統(tǒng)及其命名原則。qlH紅軟基地
了解內(nèi)容：⒈自旋馳豫；                 ⒉核磁共振儀；                 ⒊碳譜及相關(guān)譜qlH紅軟基地
習(xí)題qlH紅軟基地
⒈某化合物中兩種相互偶合質(zhì)子，在100兆周的儀器上測出其化學(xué)位移(δ)差為1.1，偶合常數(shù)(J)為5.2Hz，在200兆周的儀器上測出的結(jié)果為（   ）qlH紅軟基地
    A. δ差為2.2，J為10.4HzqlH紅軟基地
    B.共振頻率差為220Hz， J為5.2HzqlH紅軟基地
    C. δ差為1.1，J為10.4HzqlH紅軟基地
    D.共振頻率差為110Hz， J為5.2HzqlH紅軟基地
 qlH紅軟基地

核磁共振原理PPT：這是一個關(guān)于核磁共振原理PPT，主要介紹了核磁共振基本原理；核磁共振與化學(xué)位移；自旋偶合與自旋裂分；譜圖解析與化合物結(jié)構(gòu)確定；碳-13核磁共振，核磁共振波譜第一節(jié) 核磁共振基本原理第二節(jié) 核磁共振與化學(xué)位移第三節(jié) 自旋偶合與自旋裂分第四節(jié) 譜圖解析與化合物結(jié)構(gòu)確定第五節(jié) 碳-13核磁共振一、 原子核的自旋 二、 核磁共振現(xiàn)象核磁共振現(xiàn)象：三、核磁共振條件共振條件： 四、核磁共振波譜儀一、核磁共振與化學(xué)位移 1、化學(xué)位移： 2、化學(xué)位移的表示方法位移的表示方法二、影響化學(xué)位移的因素電負性對化學(xué)位移的影響 2、磁各向異性效應(yīng) b、芳環(huán)的磁各向異性效應(yīng) c.三鍵碳上的質(zhì)子： 3、氫鍵效應(yīng) 4、空間效應(yīng)空間效應(yīng)三、各類有機化合物的化學(xué)位移各類有機化合物的化學(xué)位移各類有機化合物的化學(xué)位移 4、其他常見結(jié)構(gòu)單元化學(xué)位移范圍一、自旋偶合與自旋裂分 峰裂分?jǐn)?shù) 一、譜圖中化合物的結(jié)構(gòu)信息 常見復(fù)雜譜圖二、簡化譜圖的方法 2、活潑氫D2O交換反應(yīng) 4、去耦法（雙照射） 5、位移試劑 (shift reagents) 四、譜圖解析： 1、譜圖解析（1）譜圖解析（ 2 ）譜圖解析（ 3 ）譜圖解析（ 4 ），歡迎點擊下載核磁共振原理PPT哦。

核磁共振原理PPT課件：這是一個關(guān)于核磁共振原理PPT課件，主要介紹了磁共振信號的產(chǎn)生；磁共振信號的獲取與傅立葉變換；像素位置信息的確定（梯度）；像素灰度信息（信號幅度）的確定；序列參數(shù)對圖像權(quán)重的影響；磁共振成像序列。第一章 核磁共振成像原理簡述磁共振成像過程 1. 1、人體MR成像的物質(zhì)基礎(chǔ)原子的結(jié)構(gòu) 原子核總是繞著自身的軸旋轉(zhuǎn)－－自旋 ( Spin ) 通常情況下人體內(nèi)氫質(zhì)子的核磁狀態(tài)把人體放進大磁場 進動(Precession) 質(zhì)子在靜磁場中以進動方式運動這種運動類似于陀螺的運動 進動頻率(Precession Frequency) 進入主磁場后人體被磁化了，產(chǎn)生縱向宏觀磁化矢量 不同的組織由于氫質(zhì)子含量的不同，宏觀磁化矢量也不同 磁共振不能檢測出縱向磁化矢量 3、什么叫共振，怎樣產(chǎn)生磁共振？共振：能量從一個震動著的物體傳遞到另一個物體，而后者以前者相同的頻率震動，歡迎點擊下載核磁共振原理PPT課件哦。