核磁共振波(光)谱-课件

第三章核磁共振波（光）谱

(theNuclearmagneticspectra)

1ppt课件

3.1核自旋和共振(Nuclearspinandresonance)

1.核的自旋

Spinquantumnumberforvariousnuclear

OddEven1/21H19F31P3/211B79Br

EvenEven0

12C16O32SEvenOdd1/2

13C3/2127IOddOdd

1,2,3……2H14NNumberofNumberofSpinquantumExamplesProtonsneutronsnumberI2ppt课件①当质量数和原子序数都是偶数时,I=0②当质量数为奇数时,I为半整数③当质量数为偶数而原子序数为奇数时,I为正整数3ppt课件

2.核的Zeeman能级与跃迁

在外加磁场中,磁性核的核磁矩所取的方向数:2I+1

用m=I,I–1,……,-I+1,-I表示

h:PlantConstant，γ:磁旋比Magnetogyricratio

B04ppt课件

3、Boltzmann分布

在一定温度下，处于高、低两能态核的数目会达到一个平衡,即Boltzmann平衡5ppt课件图5—5的核在两个能级间的分布

6ppt课件

4、核的进动（Precession）与进动频率7ppt课件

5、弛豫过程（Relaxation）

高能态的核自旋经过外辐射途径把多余的能量给予环境或其它低能态的核，这个过程称为“弛豫”

前者称为纵向弛豫，也称“自旋--晶格子弛豫”T1

后者称为横向弛豫，也称“自旋---自旋弛豫”T28ppt课件9ppt课件

6.提高NMR的灵敏度

①

提高磁场强度由Boltzmann分布

②

CWNMR→FT-NMRCWNMR扫频：保持固定的磁场强度，改变射频

CWNMR扫场：保持固定的射频，改变磁场强度

10ppt课件

∴增加测量次数n是提高灵敏度的办法

FT-NMR

脉冲—驰豫….,反复多次,把多次的接受信号叠加起来,就会达到提高S/N的目的。使得绘制

13C成为可能则n次测量信噪比:S/N>2Sn∝n11ppt课件3.2光谱的绘制(Themeasurementofspectra)

1.试样量

2.溶剂CCl4CDCl3C6D6D2Od6--DMSO3.试管Φ5mm深2-3cm30r.p.s4.内标TMS

（四甲基硅烷）12ppt课件

3.3化学位移(TheChemicalshift)

1.屏蔽效应1H核磁共振条件:1H实受磁场强度:核能级间的差值:(1H核磁共振条件）13ppt课件2.化学位移

为扫场实验固定的频率

为内标的1H进动频率为试样的1H进动频率14ppt课件例：

①

用一台60MHZ的NMR仪器，测得某质子共振时所需射频场的频率比TMS的高120HZ，

②

用一台100MHZ的NMR仪器，进行上述同样测试就有15ppt课件

LowfieldHighfieldHighfrequencyLowfrequencyDeshieldedShielded

200ppm010ppm0Fig3.4δCδH16ppt课件

3.4NMR信号的强度和积分

(TheintensityofNMRsignalandintegration)1HNMR谱:有几个吸收峰,就表示分子中有几个化学环境不同的1H,而积分线高度的比,就是它的数目之比,这比例的和的某个整数倍,就是分子中氢的数目

13CNMR谱17ppt课件18ppt课件

3.5影响化学位移的因素(Factoraffectingthechemicalshift)

①诱导效应(Theinductiveeffect)

电负性↑,电子云密度↓,δ↑

电负性↓,电子云密度↑,δ↓1.分子内因素（Intramolecularfactor)19ppt课件与外场相反,消弱了外场屏蔽作用(shielded)“+”,δ变小与外场相顺,加强了外场去屏蔽作用(deshielded)“-”,δ变大②化学键的磁各向异性(Anisotropyofchemicalbonds)

如果由电子组成的化学键在空间形成小的磁场,与化学键不对称，则产生磁各向异性。20ppt课件21ppt课件＝22ppt课件δ

H=7.27δ

C=128.5i158.7148.1o113.86.81123.28.21m129.47.17129.37.45p120.46.86134.57.66δ↑

δ↓δ↓δ↑δ

C

δ

Hδ

C

δ

H23ppt课件

2.分子间因素

(Intermolecularfactors)

3.温度T↑氢键形成能力减弱

δ↓

1.①氢键δ↑②形成分子内氢键δ↑2.质子间的交换反应

4.溶剂稍有变化

24ppt课件3.6对13C

的自旋—自旋偶合

(Spin-Spincouplingto

13C)自旋—自旋偶合:

当被测磁核相连的核有自旋时,所测得的信号必受到这邻近磁核的自旋产生的磁场的影响,这种核间相互作用称为自旋—自旋偶合25ppt课件

1.13C-D

自旋—自旋偶合

m=+1m=0I=1,取向2I+1=3

m=-1

自旋—自旋分裂:

因自旋—自旋偶合而引起的两峰分裂现象

偶合常数：裂分的峰间偶距离B026ppt课件27ppt课件2.13C-1H

自旋—自旋偶合13CNMR谱宽带质子去偶(Protondecoupling):

同时用覆盖试样分子中所有质子共振频率的射频照其速率达到在测绘一个13C信号的时间里,这个交换已进行很多次,这样每个13C就只能感受到它所键合的质子自旋态平均态,于是13C就不会被偶合,只绘出一个单峰射试样,人为地使所有质子在其两种自旋态间快速交换,28ppt课件

2个CH3CH23个CHC3个C=Oio,mpioommp29ppt