有机波谱分析简介.ppt

一 有机波谱分析简介 1 常见有机波谱 2 有机四大谱及其特点 3 电磁波谱与有机光谱的对应关系 第八章核磁共振谱 1 常见有机波谱 常见有机波谱 2 有机四大谱及其特点 紫外吸收光谱 UV 红外吸收光谱 IR 核磁共振谱 NMR 质谱 MS 优点 样品用量少 准确快速 缺点 仪器价格昂贵 操作复杂 3 电磁波谱与有机光谱的对应关系 nm cm 1 能量升高 二 核谱共振谱 1 核磁共振产生的基本原理 2 化学位移 3 自旋偶合和自旋裂分 4 谱图解析 1 核磁共振产生的基本原理核磁共振是无线电波与处于磁场中的自旋核相互作用 引起核自旋能级的跃迁而产生的 1945年StanfoldUniversity的F Bloch 布洛赫 HarvardUniversity的E MPurcell 珀塞尔 发现了核磁共振现象 他们于1952年获诺贝尔物理学奖 某些质量数或原子序数为奇数的原子核 其自旋量子数不为零 其中1H 13C 31P核的自旋量子数I 1 2 它们在磁场中有两种自旋方向 H0为外加磁场强度 为核常数 称为核磁比 是一个因原子核不同而异的比例常数 如果用电磁波照射磁场中的质子 且光量子的能量等于质子两种取向的能级差时 质子即吸收光量子的能量从低能级跃迁到高能级 这种现象称为核磁共振 实现核磁共振的方法有两种 一是固定磁场H0 改变频率 这种方法叫扫频 另一是固定频率 改变磁场H0 这种方法叫扫场 一般的核磁共振仪中多用扫场的方法 2 化学位移1 化学位移的产生与屏蔽效应 H0 H 感应磁场 屏蔽效应 原子核周围的电子云密度越大 屏蔽效应越大 只有增加外加磁场强度才能引起共振 这种原子核由于化学环境不同所引起的核磁共振信号位置的变化叫化学位移 它是核外电子云的屏蔽效应引起的 不同化学环境的质子其化学位移不同 例如 单峰三个峰 常用四甲基硅烷 CH3 4Si TMS 做标准物质 2 化学位移的表示方法与测定 10 3 影响化学位移的因素A电子效应一般吸电子基团可使质子周围的电子云密度降低 屏蔽效应较弱 易在低磁场区发生核磁共振 值较大 如 CH3 C 0 9 CH3 N 2 3 CH3 O 3 3 B磁的各向异性 去屏蔽区 4 5 5 9 9 5 屏蔽区 ppm 4 峰面积和质子数的计算化学环境相同的质子在同一磁场强度下跃迁 跃迁的质子数越多 吸收的能量越多 吸收峰的面积越大 所以吸收峰的面积与产生吸收的质子数成正比 2 甲基 1 丁烯 3 炔 3 自旋偶合与自旋裂分在高分辨核磁共振谱图中 吸收峰通常不是单峰 而是一组多重峰 这是由于受不等性质子自旋的影响 故这种裂分现象俗称自旋裂分 2 2 这种相邻碳上氢核的相互影响称为自旋耦合 偶合常数J 2 1 1 1 1 1 一般来说 相邻碳上有n个同类质子时 吸收峰裂分为n 1个小峰 5 核磁共振谱的解析计算不饱和度 1 n4 n3 n1 2n4为四价原子数目 n3三价原子数 n1一价原子数解析 谱主要是查看共振信号 组数 说明有几种不同的质子位置 质子所处的化学环境强度 峰面积 各类质子的相对个数比裂分情况 相邻碳上有几个质子 例1 推测