核磁共振NMR培训

1、核磁共振(nmr)培训第一章仪器介绍 适用范围 核磁共振原理仪器组成适应范围 nmr是研究原子核对射频辐射的吸收，它是对各种有机和无机物的成分.结构进彳亍定性分析的最强有力的 工具之一，有时亦可进行定量分析。仪器配备atma功能bbfo探头（带有自动调谐功能，可在无人干预状态下进行多种核的nmr实验）。 可测试液体样品或能溶于氛代试剂的固体样品。测试范围ih】09ag。 1氐 13c> dept、h-h cosy、hsqc、hmbc等原理在强磁场中，原子核发生振动能级分裂=丫 h / 4兀o«当吸收外来电磁辐射时，将发生核振动能级的跃迁一产生所谓nmr现象。冲receivers

2、(t)核磁共振谱圏汛®原理罚1=0的原子核16o. 12c.迅等,无自旋，没有磁矩，不产 生共振吸收1=3/2:35cl,79br,81br(2) 1=1或1>0的原子核 1=1 : 2h, 14n 1=5/2： 170, 1271这类原子核的核电荷分布可看作一个椭圆体，电荷分布不均 匀，共振吸收复杂，研究应用较少；(3) 7 = 1/2的原子核出，,邛，即原子核可看作核电荷均匀分布的球体，并象陀螺一样自旋, 有磁矩产生，是核磁共振研究的主要对象。仪器组成jlln超导磁体搾头v液氮：-196c,保持液氨温度，减少液氮损失。液氮:-269°c，提供超低温环境o超导磁体：

3、铤钛或铤锡合金等超导材料制备的超导线圈； 在低温4k,处于超导状态；开始时，大电流一 次性励磁后，闭合线圈，产生稳定的磁场，长 年保持不变。探头:*射频发射线圈，射频接受线圈组成。正向探头: 高频接收线圈在外（通常指核）低频接受线 圈在内。反向探头：低频接受线圈在外，高频 接收线圈在内，主要用于反向实验。第二章实验流程送样要求样品准备锁场匀场的作用 nmr常用实验 谱图分析技巧n送样要求123456课题号研究室送样人送样日期：样品名称溶剂cdc15dmsod2oacetone其他测试项目】h13cdepth-h cosyhsqc定量碳谱锡谱其他mm特别声明样品返回：否是填写要求:1-2.各项填

4、写清晰方便查找统计。3-4.注明所用溶剂和需要测试的项目,必要时与分析人员沟通。5信息要详细（包括原料.溶剂.添加剂.预期产物等），最好能与分析人员沟通。样品量一般对于1hnmr来说需要的量比较小，大概10mg左右就 可以了，对于二维谱和碳谱浓度要比较大，最好50mg。溶剂量一般样品的溶剂量为0. 6ml,大概在核磁管中的高度为 4cm左右。溶剂量太小了会影响匀场，进而影响实验的 速度，和谱图的效果。溶剂量太大了嘛，那就太浪费 to核磁管首先尽量选用优质核磁管，还有就是最好不要在核磁 管上乱贴标签，这会导致核磁管轴向的不均衡，在样 品旋转的时候影响分辨率，还有可能打碎核磁管造成 重大损失。化学

5、位移标准在溶液中加入少量(一般不超过0.1 % )呷基硅烷(tms),规定其位移常数心磧°。溶剂的选择原则：样品易溶解，溶剂峰和样品峰没有重叠，粘度 低，并且价格便宜。大家在选择的时候主要是样品的 溶解性问题。常用的氛代试剂氛代氯仿、氛代dmso、氛代丙酮、重水、氛代苯、氛 代dmf氛代甲醇等。锁场匀场氛代试剂的作用试剂用氛代替氢是为了避免在氢谱上出现很强的溶剂峰，同 时也为锁场提供了条件。:.锁场现在的磁体都是超导的，磁体不会绝对的稳定，可能会出现 微小的变化，这种变化有时候对实验的影响是非常大的。因 此现在的超导核磁的谱仪上都有锁场的氛通道。通过对氛信 号的检测，判断磁场的变化，

6、通过微小的附加电流来补偿磁 场的变化。占锁场匀场:匀场通过“匀场”来解决磁场在一定的空间范围内的不均匀性 （相同的原子核在不同的空间位置会感受到不同的磁场强 度）。“匀场”是一种补偿静磁场的不均匀性的过程，通 过调节各组匀场线圈中的电流，使之产生的附加电流能抵 消静磁场的不均匀。锁场匀场:匀场对nmr实验的影响8.058.048.038.028.018.00 5cm4 ocm占锁场匀场影响锁场匀场的因素：样品溶液要有足够的高度。样品是否均匀溶解于整个溶液。溶液中有无悬浮的不溶物。溶液的粘度。溶液中是否有气泡。溶液中是否有fe3+、cu2+这样的 顺磁性离子。当匀场效果不理想，又找不到原 因时，

7、可能是由于核磁管本身岛 不均匀造成的土 nmr常用实验：. 1hl/0 ¥l/nmr常用实验nmr常用实验2001801601oo806040pprnnmr常用实验20nmr常用实验20nmr常用实验% dept （极化转移增强）能够区分不同种类碳原子通常使用p0为135。谱图上ch?和ch的峰为正峰，ch?为负峰，季碳不 出峰。通过对比谱与dept谱即可得出各种碳原子的个数。20nmr常用实验20nmr常用实验1 lolldept20nmr常用实验20nmr常用实验*1 30oooo«o-iqpr3020土 nmr常用实验 hsqc （异核单量子相关）谱图上显示为1卜键相

8、关。!. hmbc （异核多键相关）谱图上显示核与1吃核远程相关 （叮、2j、3j）谱图分析技巧ome39 613 1211104< 9< =ch一、氢谱分析:化学位移原子核由于化学环境所引起的核磁共振信号位置的变化。5. 9<0-cooh 恐严081 0:峰面积1 6 丁°、叫1- 2/買峰面积与核的数目成正比，根据各峰组的面积比，可以推 测各种核的数目比。谱图分析技巧:耦合常数1 7 %c-h ( j) h-c-h ( j) ch-ch ( j):溶剂峰氛代试剂中未被氛代的氢。 常用氛代试剂的化学位移:cdcl3-7. 26ppm dmso-2. 50ppm&g

9、t; d2o-4. 7ppm> 丙酮-2. 05ppm:杂质峰 峰面积没有简单的整数比关系。杂质含量相对于样品少，所以杂质峰面积较小且与样品谱图分析技巧溶剂效用溶剂的种类、样品溶液的浓度、ph值等，对核的屏蔽产生相 当的影响。（图例为禺0在不同溶剂中的化学位移变化）82 jjr85rsss8s2.9ss08、9ssz*h3»«=9ezg更oq 3©.o soo* 3.cpm p 5 ox1.6ppmh20dmsodmso/h20cdc131 cdci3h：.0 7.5 7.06.5“5.55.04.5 44353.015pimi15"7.5 7斤m

10、 4力 1510152.0 ppm谱图分析技巧如何鉴别活泼氢在1hnmr图谱中活泼氢信号变化多端，有的峰尖锐，有的峰较 宽，有的峰积分面积明显较小，有的峰和其它质子信号重叠， 有的峰几乎与图谱基线一致等。产生上述现象的原因一般分两 类情况，一是分子结构引起的，如竣基的活泼氢、螯合的務基 烯醇程基、酰胺的活泼氢和一些交换速度比较慢的活泼氢一般 表现为宽单峰，交换速度快的活泼氢表现为比较尖锐的单峰程 基质子和同碳氢发生偶合时则表现为三重峰或二重峰。二是与 样品浓度、温度、溶剂、样品中的水分等因素有关。占谱图分析技巧：.活泼氢的化学位移范围（-oh、-nh、-sh）ph-smr-smr-conhpk

11、-nm2r-na2r-coohph-omr-om13 12 11 10 9876543210活泼氢的化学位移变化范围较大，不容易辨认。谱图分析技巧:鉴别活泼氢的常用方法重氢交换经常使用重水（d2o）。如果样品含有活泼氢，在作完1h谱后 加几滴重水，振荡，再做一次1h谱，由于活泼氢被氛取代， 相应的谱峰消失。交换反应速度的顺序为oh>nh>sh,对于交 换速度慢的样品可以多等一些时间再做咱谱。优点：隐藏在其它信号中的活泼氢信号可以被消除。 缺点：一是需重新测定一次图谱，二是较大的水峰干扰。谱图分析技巧创k i u b b . jioo名7ppmdmso+d2o3 omin1£谱图分析技巧:鉴别活泼氢的常用方法hsqc因为活泼氢不和碳直接相连，故和碳没有相关峰的质子信号应 是活泼氢的峰。所以当一个化合物同时有1hnmr和h-ccosy谱 的话，就不必刻意由1hnmr谱识别活泼氢信号，两种谱结合起 来问题就容易的多。优点：不用取出样品样品，省去再处理和重新锁场匀场的间。 缺点：当1hnmr谱上活泼氢与其它峰有重叠时，不容易鉴别。谱图分析技巧:鉴别活泼氢的常用方法hsqc21谱图分析技巧:鉴别活