核磁共振中氢谱的分析

核磁共振中氢谱的分析第1页，课件共20页，创作于2023年2月什么是核磁共振？

（NuclearMagneticResonanceSpectroscopy,简称NMR）核磁共振源于能产生磁场的核自旋：当旋转着的原子核放到外磁场中，根据量子力学计算，其自旋量子数I有且只有2I+1个取向，每个取向都可以用一个自旋磁量子数m来表示。而原子核的每个取向都代表着核在该磁场中的一种能量状态：

Em=-μmH0cosθ

第2页，课件共20页，创作于2023年2月氢自旋核的两种取向两种能量状态第3页，课件共20页，创作于2023年2月

让处于外磁场的自旋核接受一定频率的电磁波辐射，而辐射的能量又恰好等于高低两种不同取向的能量差时，质子就吸收电磁辐射，从低能态跃迁到高能态而产生共振现象，称为核磁共振（NMR）。以吸收的能量的强度为纵坐标，以吸收的频率为横坐标，用记录仪描绘下来，分子中各个核在核磁共振谱上即出现吸收峰，成为核磁共振谱图。第4页，课件共20页，创作于2023年2月共振第5页，课件共20页，创作于2023年2月氢谱分析的要素化学位移

由于各种质子所处的化学环境不同而在不同的共振磁场强度下显示吸收峰，即化学位移。是表征在NMR谱中各不同化学环境的质子共振峰相对于某一标准物共振峰的距离，通常用δ表示。

第6页，课件共20页，创作于2023年2月为了排除磁场强度不同而产生的影响，通常采用化学位移频率相对于所用仪器的频率的比值，因为数值很小，故乘以106，这样δ值的单位为ppm。

υ—υTMSδ=υ0*106（ppm）

第7页，课件共20页，创作于2023年2月第8页，课件共20页，创作于2023年2月自旋裂分和偶合常数

原子核之间的相互作用称为自旋—自旋偶合，简称自旋偶合。因自旋偶合而引起的谱线增多的现象称为自旋—自旋裂分，简称自旋裂分。产生的原因在于磁场的作用下，自旋的质子会产生一个小的磁矩，通过成键价电子的传递，对邻近的质子产生影响。自旋若有两种取向，就分裂成两个信号。第9页，课件共20页，创作于2023年2月

自旋偶合的量度称为自旋的偶合常数，用J表示。J的大小表示了偶合作用的强弱，左上方常标以数字，表示两个偶合核之间相隔键的数目，右下方标以其他的情报。就其本质而言，偶合常数是质子自旋裂分时的两个核磁共振能之差，它可以通过共振吸收的位置差别来体现，在图谱上就是裂分峰之间的距离。第10页，课件共20页，创作于2023年2月裂分第11页，课件共20页，创作于2023年2月积分曲线和峰面积

核磁共振谱中，共振峰下面的面积与产生峰的质子数程正比。，因此峰面积比即为不同类型质子数目的相对比值，可以通过整个分子的质子数，及峰面积的比例关系算出各组化学位移等价质子的具体数目。核磁共振仪用电子积分仪来测量峰的面积。第12页，课件共20页，创作于2023年2月利用积分曲线求峰面积第13页，课件共20页，创作于2023年2月谱图的分析

用记录仪描绘下来，分子中各个氢核在核磁共振谱上出现的吸收峰，图中峰的相对位置反映出质子环境的差别，给出了分子结构的极为详细的信息：

1、信号数目：表明分子中有几种类型的等性氢；

2、信号位置：表明每种类型的质子所处的电子环境；

3、信号强度：通过峰面积表明质子数；

4、信号裂分：表明一个质子相对于其他邻近原子的环境有关情况。第14页，课件共20页，创作于2023年2月第15页，课件共20页，创作于2023年2月1、标识杂质峰最常见的是溶剂峰，旋转边峰和13C边峰。2、根据积分曲线计算各组峰的相应质子数。3、根据峰的化学位移确定它们的归属。4、根据峰的形状和偶合常数确定基团之间的相互关系。（N+1规律）5、采用重水交换法识别活泼氢。6、综合各种分析，推断分子结构并对结论进行核对。步骤第16页，课件共20页，创作于2023年2月