第4章核磁共振1

1、NMR的研究对象的研究对象磁性核与电磁波的相互作用。磁性核与电磁波的相互作用。1924年年Pauli W.假设假设特定的原子核具有自旋和磁矩，特定的原子核具有自旋和磁矩，放入磁场中会产生能级分裂。放入磁场中会产生能级分裂。1952年年Standford大学的大学的Bloch和和Harvard大学的大学的Purcell独立证实了上述假设，获独立证实了上述假设，获Nobel Prize。1953年，第一台年，第一台NMR仪器仪器FT-NMR1991年，年，Ernst 对高分辨核磁共振、二维核磁共振方对高分辨核磁共振、二维核磁共振方法发展，获法发展，获Nobel Prize。2002年，年， 生物大

2、分子的核磁分析，生物大分子的核磁分析，Kurt Wuthrich，获获Nobel Prize。第四章核磁共振波谱法第四章核磁共振波谱法 (NMR)Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy 原子核荷正电，当其绕轴旋转时产生电流，周围形原子核荷正电，当其绕轴旋转时产生电流，周围形成磁场，原子核存在磁距成磁场，原子核存在磁距。磁距磁距与自旋角动量与自旋角动量 P成正比，比例常数为成正比，比例常数为 ： = P 称为磁旋比，是原子核的重要属性。称为磁旋比，是原子核的重要属性。(1)(1)磁性核和非磁性核磁性核和非磁性核4.1.14.1.1核磁共振的产生核磁共振的产

3、生4.1 4.1 核磁共振原理核磁共振原理 自旋角动量自旋角动量P是量子化的，可用自旋量子数是量子化的，可用自旋量子数I表示。表示。I为整数、为整数、半整数或零。半整数或零。1)I(I2hPI 0的核为磁性核，可以产生的核为磁性核，可以产生NMR信信号。号。I = 0的核为非磁性核，无的核为非磁性核，无NMR信号。信号。自旋量子数与原子核的质量数及质子数关系自旋量子数与原子核的质量数及质子数关系原子序数 Z质量数 A自旋量子数 I例奇、偶奇半整数I=1/2 1H; 13C; 15N;19F; 31P; 77Se 等I=3/2 7Li; 9Be;11B; 33S; 35Cl; 37Cl等I=5/

4、2 17O; 25Mg;27Al; 55Mn 等奇偶整数I=1 2H; 6Li; 14N 等I=2 58CoI=3 10B偶偶零12C; 16O; 32S 等I=1/2的原子核，其电荷均匀分布于原子核表面，不具有四极矩，其核的原子核，其电荷均匀分布于原子核表面，不具有四极矩，其核磁共振的谱线窄，最宜于核磁共振检测。磁共振的谱线窄，最宜于核磁共振检测。自旋量子数为 1/2 的常用核的 NMR 性质同位素核磁旋比(radius T-1s-1)天然丰度(%)相对灵敏度1H2.6810899.981.0013C6.731071.110.01615N-2.71070.3719F2.52108100.00

5、0.8331P1.08108100.000.066(2)(2)磁性核在外加磁场中的行为与核磁共振的产生磁性核在外加磁场中的行为与核磁共振的产生(a)(a)无外加磁场时，样品中的磁性核任无外加磁场时，样品中的磁性核任意取向。意取向。(b)(b)放入磁场中，核的磁角动量取向与放入磁场中，核的磁角动量取向与磁场方向平行或反平行，取向用磁量磁场方向平行或反平行，取向用磁量子数子数m m表示，表示，m m取值为取值为I,I-1-II,I-1-I。对。对于于I=1I=1核，核，m m为为-1/2-1/2，1/21/2。(a)(a)无外加磁场时，磁性核的能量相无外加磁场时，磁性核的能量相等。等。(b)(b)

6、放入磁场中，有与磁场平行（低放入磁场中，有与磁场平行（低能量）和反平行（高能量）两种，出能量）和反平行（高能量）两种，出现能量差现能量差 E=hE=h 。用能量等于用能量等于 E的电磁波照射磁场的电磁波照射磁场中的磁性核，则低能级上的某些中的磁性核，则低能级上的某些核会被激发到高能级上去核会被激发到高能级上去(核自旋核自旋由与磁场平行方向转为反平行由与磁场平行方向转为反平行)，同时高能级上的某些核会放出能同时高能级上的某些核会放出能量返回低能级，产生能级间的能量返回低能级，产生能级间的能量转移，此即共振。量转移，此即共振。NMR利用磁场中的磁性原子核吸收电磁波时产生的利用磁场中的磁性原子核吸收

7、电磁波时产生的能级分裂与共振现象。能级分裂与共振现象。NSNSSNNS量子力学模型：量子力学模型：磁距磁距与磁场与磁场B0的相互作用能的相互作用能 E 为：为：E = - B0 = PB0原子核间进行能级跃迁的能量为：原子核间进行能级跃迁的能量为：00212122BhmBhEEE（选律（选律 m = 1） = B0 /2E=hB0/2=h电 (a) (a)地球重力场中陀螺的进动地球重力场中陀螺的进动 (b)(b)磁场中磁性核的进动磁场中磁性核的进动核的进动圆频率：核的进动圆频率： = 2 = B0经典力学模型：经典力学模型：=B0/2 静磁场中，磁性核存在不同能级。用一特定静磁场中，磁性核存在

8、不同能级。用一特定频率的电磁波频率的电磁波( (能量等于能量等于 E)E)照射样品，核会吸收照射样品，核会吸收电磁波进行能级间的跃迁，此即核磁共振。电磁波进行能级间的跃迁，此即核磁共振。 E =h = (h/2) B0 = B0 /2核磁共振的基本方程式核磁共振的基本方程式核磁共振的基本方程式核磁共振的基本方程式不同核的不同核的NMRNMRB0 = 2.35T核天然同位素存在比(%)E (J) (MHz)1H99.986.6 x 10-2610013C1.1*1.7 x 10-262519F1006.2 x 10-269431P1002.7 x 10-2640.514N99.630.5 x 1

9、0-26715N0.37*0.6 x 10-261017O0.037*0.9 x 10-2613.5*天然丰度越低，测定越困难。B0 = 2.35T： = 25MHz时，时，13C共振；共振； 分别为分别为100MHz、94MHz、40.5MHz时，可分别观测时，可分别观测1H, 19F, 31P核的吸收。核的吸收。磁性核的共振频率与外加磁场成比例：磁性核的共振频率与外加磁场成比例： B B0 0(a)(a)核在核在 态与态与 态间达到热平衡态间达到热平衡的状态。的状态。(b)(b)比比(a)(a)处于高热能的状态，不处于高热能的状态，不再有热平衡再有热平衡(c)(c)两能级间原子核数目相等的

10、饱和状两能级间原子核数目相等的饱和状态，在驰豫之前不再有净能量吸收态，在驰豫之前不再有净能量吸收驰豫过程：饱和状态时观测不到驰豫过程：饱和状态时观测不到NMR信号。要观测到净能量信号。要观测到净能量吸收，必须有核从吸收，必须有核从 态返回态返回 态，此即驰豫过程。态，此即驰豫过程。4.1.24.1.2饱和与驰豫过程饱和与驰豫过程 Relaxation ProcessRelaxation Process 热平衡时各能级上核的数目服从热平衡时各能级上核的数目服从Boltzmann分布：分布：N / N = exp(- E / kT) E =h = h B0 /2 N / N = exp(- h B

11、0 /2 kT)N ：高能级的原子核数：高能级的原子核数N ：低能级的原子核数：低能级的原子核数k：Boltzmann常数，常数，1.38 10-23JK-1若若1 1H H 核，核，B B0 0 = 4.39T, 20 = 4.39T, 20 C C时，则：时，则：N N /N/N =exp-(2.68=exp-(2.68 10108 8 6.636.63 1010-34-34 4.39)/(24.39)/(21.381.38 1010-23-23 293) 293) =0.999967=0.999967对于对于10106 6个高能级的核，低能级核的数目：个高能级的核，低能级核的数目： N

12、N =10=106 6/0.999967=1,000,033/0.999967=1,000,033 自旋自旋-晶格驰豫晶格驰豫(spin-lattice relaxation)：高能级核返回：高能级核返回低能级时失去能量，低能级时失去能量，该能量被周围分子吸收转变成热运动，该能量被周围分子吸收转变成热运动，称自旋称自旋-晶格驰豫晶格驰豫。晶格既可以是结晶晶格，也可以是溶。晶格既可以是结晶晶格，也可以是溶液中待测分子的溶剂分子群。自旋液中待测分子的溶剂分子群。自旋-晶格驰豫反映体系与晶格驰豫反映体系与环境的能量交换。自旋环境的能量交换。自旋-晶格驰豫速度服从一级反应速率晶格驰豫速度服从一级反应速

13、率方程，自旋方程，自旋-晶格驰豫的时间用晶格驰豫的时间用T1表示。表示。 自旋自旋-自旋驰豫自旋驰豫(spin-spin relaxation)：样品分子核：样品分子核之间的相互作用。之间的相互作用。高能态的核把能量传给低能态而自己高能态的核把能量传给低能态而自己回到基态。回到基态。这种弛豫不改变高、低能级上核的数目，但这种弛豫不改变高、低能级上核的数目，但任一选定核在高能级上的停留时间任一选定核在高能级上的停留时间(寿命寿命)改变。自旋改变。自旋-自自旋驰豫的时间用旋驰豫的时间用T2表示。表示。驰豫的两种方式：驰豫的两种方式： 弛豫时间影响谱线宽度；测定核的弛豫时间影响谱线宽度；测定核的T1

14、 、T2 ，它们是解，它们是解析结构的重要参数。析结构的重要参数。4.1.3NMR信号的灵敏度信号的灵敏度 N / N = exp( E / kT) = exp( h B0 /2 kT) 由于由于 E / kT很小，很小， N / N 1+ E / kT = 1+ h B0 /2 kT N B0，即：低能级核的数目与磁场强度呈线性关，即：低能级核的数目与磁场强度呈线性关系，系，NMR信号的强弱随磁场强度成比例增加信号的强弱随磁场强度成比例增加53年第一台仪器：年第一台仪器：B0 =0.7T，1H共振于共振于30MHz。93年前后，用于年前后，用于NMR的超导磁体场强达的超导磁体场强达17.5T

15、，1H共振于共振于750MHz。4.2 核磁共振参数核磁共振参数4.2.1化学位移化学位移 chemical shift 核磁共振条件核磁共振条件: : = = B B0 0 /2/2 。依此公式，只有单个质。依此公式，只有单个质子峰子峰未考虑核外电子云的影响。实际上质子受到屏蔽作用。未考虑核外电子云的影响。实际上质子受到屏蔽作用。氢核实际所受的磁场为：氢核实际所受的磁场为：B0-Be = (1- ) B0 = (1- ) B0/ 2 ：屏蔽常数：屏蔽常数即：即：1H核所处的化学环境不同，核所处的化学环境不同， 不同，不同， 也不同。也不同。化学位移化学位移：特定质子的吸收位置与标准质子的吸收

16、位置之差，用：特定质子的吸收位置与标准质子的吸收位置之差，用 (ppm)表示表示。)ppm(106标标样1H-NMR： TMS13C-NMR： TMS14N, 15N-NMR： 液液NH317O-NMR： H2O19F-NMR： CFCl331P-NMR： 85%H3PO4SiCH3CH3H3CCH3 NMR标准物质的选择：秃核标准物质的选择：秃核(无屏蔽作用无屏蔽作用)或电子云或电子云密度非常大的核密度非常大的核(屏蔽作用非常大，屏蔽作用非常大， = 0)。TMSTMS的优点的优点1 1）单峰：）单峰：TMSTMS中所有质子等同，只有一个吸收峰中所有质子等同，只有一个吸收峰2 2）TMSTM

17、S的屏蔽系数几乎比所有其他物质的都大的屏蔽系数几乎比所有其他物质的都大( (电子云密度大电子云密度大) )，处在，处在高场位置，化学位移定为零，则其他化合物高场位置，化学位移定为零，则其他化合物H H核的共振频率都在左侧核的共振频率都在左侧3 3）一个分子中有）一个分子中有1212个等价个等价H H和和4 4个等价个等价C C，故加入低含量如，故加入低含量如15%v/v 15%v/v 的的TMSTMS可得到足够强的尖峰。可得到足够强的尖峰。4 4）TMSTMS稳定，在大多数有机液体中的溶解性好，沸点低稳定，在大多数有机液体中的溶解性好，沸点低(b.p. = (b.p. = 2727 C)C)，

18、蒸汽压高，可挥发除去，便于回收样品。，蒸汽压高，可挥发除去，便于回收样品。5 5）TMSTMS不溶于水，对于水溶液，有不溶于水，对于水溶液，有DDSDDS和和TSP-dTSP-d4 4等钠盐替代品。它们等钠盐替代品。它们的甲基的甲基H H在几乎与在几乎与TMSTMS相同的位置出峰，亚甲基相同的位置出峰，亚甲基H H出一系列小峰，市售出一系列小峰，市售亚甲基亚甲基H H均为氘代产品。均为氘代产品。4.2.2自旋自旋-自旋耦合自旋耦合spin-spin coupling与耦合常数与耦合常数 核自旋通过成键电子与附近相邻磁性核自旋间的相互作用核自旋通过成键电子与附近相邻磁性核自旋间的相互作用所引起的

19、所引起的NMR谱线分裂现象。谱线分裂现象。以下列分子结构单元为例分析谱线裂分现象：以下列分子结构单元为例分析谱线裂分现象： CCHHHHHCH2对对CH3的影响的影响B0(2)(3)(1)(4)Field directionPossible spin orientations of methylene proton自旋同时相反，自旋同时相反， CHCH3 3三重峰右边的第一个峰三重峰右边的第一个峰。自旋同时相同，自旋同时相同， CHCH3 3三重峰左边的第一个峰。三重峰左边的第一个峰。自旋相反，影响抵消。中间峰自旋相反，影响抵消。中间峰 峰裂分为峰裂分为3 3， 峰面积比峰面积比1:2:11:

20、2:1。CHCH3 3对对CHCH2 2的影响的影响B0可能的组合方式可能的组合方式: : 2 23 3=8=8种种中间中间6 6组为两组等同的磁效应组为两组等同的磁效应峰裂分为峰裂分为4 4峰面积比为峰面积比为1:3:3:11:3:3:1相邻原子上的质子数以相邻原子上的质子数以n n表示，则简单氢谱表示，则简单氢谱NMRNMR谱线的裂谱线的裂分数为分数为n+1n+1。谱线分裂数的谱线分裂数的n+1n+1规则规则: :(a+b)(a+b)n n展开式的各项系数展开式的各项系数n n 二项式展开系数二项式展开系数 峰型峰型111 2 13 3 11 4 6 4 11 5 10 10 5 1012

21、345单峰单峰双峰双峰三重峰三重峰四重峰四重峰五重峰五重峰六重峰六重峰耦合常数耦合常数J (coupling constant)J (coupling constant) 谱线裂分产生的裂距，反映两个核之间的作用力强弱，谱线裂分产生的裂距，反映两个核之间的作用力强弱，单位单位HzHz。与两核之间相隔的化学键数目关系很大：。与两核之间相隔的化学键数目关系很大：nJ：n n化学键的个数。化学键的个数。同碳上的氢，无耦合。不同种磁性核时，有耦合。同碳上的氢，无耦合。不同种磁性核时，有耦合。相邻碳上的氢。如相邻碳上的氢。如H HA A-CH-CH2 2-CH-CH2 2-H-HB B, H, HA A

22、与与H HB B的耦合。的耦合。相隔相隔4 4个化学键，耦合作用很弱。个化学键，耦合作用很弱。2J:3J:4J:v偶合常数物理意义；质子相互间偶合作用的大小，表征分子结构和构型的参数；偶合常数的大小，可以决定相互偶合质子的位置。 一级谱：由一级偶合而得到的一级谱：由一级偶合而得到的NMRNMR谱。一级偶合指分子中谱。一级偶合指分子中核之间相互作用时，仅产生简单的裂分行为，且两组偶合核之间相互作用时，仅产生简单的裂分行为，且两组偶合核之间的化学位移之差远大于它们之间的偶合常数，即核之间的化学位移之差远大于它们之间的偶合常数，即/J6/J6。 高级谱：两个相互偶合的核，高级谱：两个相互偶合的核，/

23、J6时，核之间相互作用时，核之间相互作用加强，而化学位移又相差不大，这时偶合作用会造成跃迁加强，而化学位移又相差不大，这时偶合作用会造成跃迁能级的混合，引起谱线的位置和强度的变化，能级的混合，引起谱线的位置和强度的变化，NMR谱图谱图不再符合不再符合“n”规则。规则。4.2.34.2.3峰面积峰面积 反映某种原子核的定量信息。反映某种原子核的定量信息。各峰组的面积之比反映了各官能各峰组的面积之比反映了各官能团的氢原子数之比团的氢原子数之比4.2.4.14.2.4.1常见官能团的氢谱常见官能团的氢谱A) CH3 0.9 0.9 ppm (ppm (饱和饱和) )在高场出峰，峰强，易于辨认在高场出

24、峰，峰强，易于辨认0.8 0.8 1.2; 2.11.2; 2.1 2.6; 2.2 2.6; 2.2 3.2; 2.0 3.2; 2.0 2.7; 3.2 2.7; 3.2 4.04.0 1H(CH3)(1)烷基：烷基：0 2 ppm (烷烃烷烃)CH3HCOCH3OCH3CCH3CH3N4.2.4影响化学位移的因素影响化学位移的因素B) CH2CH2CH3H3CCH2ORH3CCH2HCH3CO 1H(CH2)1.17 2.473.40C) CH一般比一般比CH2的的 值大值大0.3ppm。CH2YX(2)烯：HaCHbCXHc一般一般 1 1HcHc最大。最大。(3)(3)苯环：苯环：无

25、取代基时，无取代基时，4 4 7 7 ppm (ppm (6.5 6.5 ppmppm左右较普遍左右较普遍 ) ) 1 1H=7.3 ppm, H=7.3 ppm, 单峰单峰4)4)活泼氢：活泼氢：OHNH2SH COOH 值变化大。易受温度、添加重水、值变化大。易受温度、添加重水、改变溶剂及酸度的影响改变溶剂及酸度的影响醇OH3.0-6.0 ppm(CCl3.0-6.0 ppm(CCl4 4等惰性溶剂等惰性溶剂) )羧酸COOH10-13 ppm脂肪胺NH20.5-5.5 ppm一般不产生峰的裂分，对相邻一般不产生峰的裂分，对相邻C C上的上的H H影响复杂。影响复杂。（2 2）影响因素）影

26、响因素取代基的电负性取代基的电负性屏蔽作用电子云密度电负性化学位移与CH3连接基团的电负性对其质子化学位移的影响 化合物 (CH3) (CH3)4-Si, TMS 0.0 定义 (CH3)3-Si(CD2)2CO2-Na+, TSP-d4 0 CH3I 2.2 CH3Br 2.6 CH3Cl 3.1 CH3F 4.3 CH3NO2 4.3 CH2Cl2 5.5 CHCl3 7.30.511.522.533.544.522.533.544.5Electronegativity of XCH3-FCH3-OCH3-NCH3-CCHCH3 3XX的质子位移的质子位移相连碳原子的相连碳原子的S-PS-

27、P杂化杂化 CH3-CH3 CH2=CH2 CHCH 0.9 5.8 2.9酸度顺序 (3) (2) (1)C杂化形式 SP3 SP2 SP屏蔽作用减弱屏蔽作用减弱环状体系的环电流效应环状体系的环电流效应以苯环为例以苯环为例 （环外（环外H H与磁场同向）与磁场同向）环外氢: 顺磁效应,去屏蔽 环内侧氢: 逆磁效应,屏蔽HCH3CH3CH2H2CH2CCH2CH2 7.3 2.3 2.0 -1.0电子数满足4n+2的环状多烯=9.3=-3.0甲基1H, =-4.2B.B.烯烃的各向异性烯烃的各向异性HROHOHROOHR2NO=9.7 =10.0 =8.0 =7.8 双键双键C C上的氢：去屏

28、蔽作用，上的氢：去屏蔽作用， 值高于饱和值高于饱和C C双键平面上下方：逆磁效应，屏蔽作用双键平面上下方：逆磁效应，屏蔽作用C.C.炔烃的各向异性炔烃的各向异性叁键C上的氢受屏蔽作用4.2.5NMR解析举例解析举例1) C5H10O2（1 1）H H数目数目 6 6：4 4：4 4：6 = 36 = 3：2 2：2 2：3 3（2 2）不饱和度）不饱和度=1 =1 有一个双键有一个双键（3 3） =3.6=3.6处为单峰处为单峰 O O可能的结构可能的结构CHCH3 3OCOC =0.9=0.9处三重峰为是典型的处三重峰为是典型的CHCH2 2CHCH3 3峰峰 =2.2=2.2处三重峰为羰基

29、相邻的处三重峰为羰基相邻的CHCH2 2的两个质子的两个质子另一个另一个CHCH2 2在在 =1.7=1.7处产生处产生1212个峰（个峰（4 4 3 3），但仪器），但仪器分辨率不够，只看到分辨率不够，只看到6 6个峰。个峰。可能的结构可能的结构 O O CH CH3 3O CCHO CCH2 2CHCH2 2CHCH3 3简化图谱的方法简化图谱的方法- -去耦去耦使谱图简化，除去相邻核使谱图简化，除去相邻核间的耦合作用的方法。间的耦合作用的方法。醋酸异丙酯的醋酸异丙酯的1H-NMR(100MHz)。双重照射去耦的谱图变化实例。双重照射去耦的谱图变化实例。(a)常法测定的谱图，常法测定的谱图

30、，(b)照射最右端的照射最右端的两个甲基质子去其耦合作用，两个甲基质子去其耦合作用， (c)去去次甲基质子的耦合作用。次甲基质子的耦合作用。用两个电磁波发生器，扫描用两个电磁波发生器，扫描第一个发生器（第一个发生器（A核的共振频核的共振频率率 1 ），用），用 2的强电磁波照的强电磁波照射，使射，使B核共振达到饱和。双核共振达到饱和。双重照射法除去重照射法除去B核对核对A核的影核的影响。响。双照射方法双照射方法NOENOE效应（核欧沃豪斯效应）效应（核欧沃豪斯效应） 19651965年欧沃豪斯（年欧沃豪斯（OverhauserOverhauser）发现，在核磁共振中，当）发现，在核磁共振中，当

31、对某一核进行双照射使之达到饱和后，与其相邻而彼此又对某一核进行双照射使之达到饱和后，与其相邻而彼此又不存在偶合作用的另一核的共振信号强度增加，这种效应不存在偶合作用的另一核的共振信号强度增加，这种效应即称为即称为NOENOE。 应用：（a）增强较弱的信号，特别是13CNMR。 （b）区别异构体。液氮：液氮：-196-196，保持液氦温度，减少液氦损失。，保持液氦温度，减少液氦损失。液氦：液氦：-269-269，提供超低温环境，提供超低温环境。探头：探头：射频发射线圈，射频接受线圈组成。正向探头：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（通常指高频接收线圈在外（通常指1 1H

32、H核）低频接受线核）低频接受线圈在内。反向探头：低频接受线圈在外，高频圈在内。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。接收线圈在内，主要用于反向实验。超导磁体：超导磁体：铌钛或铌锡合金等超导材料制备的超导线圈；铌钛或铌锡合金等超导材料制备的超导线圈；在低温在低温4K4K，处于超导状态，处于超导状态; ;开始时，大电流一开始时，大电流一次性励磁后，闭合线圈，产生稳定的磁场，长次性励磁后，闭合线圈，产生稳定的磁场，长年保持不变。年保持不变。4.3核磁共振波谱仪核磁共振波谱仪主要配置和出厂技术指标：主要配置和出厂技术指标： 磁场强度：磁场强度：11.7T；质子共振频率：；质子

33、共振频率：500MHz；三个辐照通道；三个辐照通道 1 10mm 、5mm 宽带探头：多核（宽带探头：多核（15N31P）；变温范围：）；变温范围：-150200；13C 分辨率分辨率 190:1； 2 5mm 反式探头（反式探头（ID）：）：1H15N31P；梯度场；变温范围：；梯度场；变温范围：-2080 ；1H 分辨率分辨率 660:1 ； 3 5mm 三共振探头：三共振探头：1H13C/15N/或或31P；梯度场；变温范围：；梯度场；变温范围：050 ；1H 分辨率分辨率 600:1 ；型号：Varian INOVA500NB 4.44.4样品样品样品量样品量一般对于一般对于1 1HN

34、MRHNMR来说需要的量比较小，大概来说需要的量比较小，大概10mg10mg左右就可以了，对于二维谱和左右就可以了，对于二维谱和碳谱浓度要比较大，最好碳谱浓度要比较大，最好50mg50mg。溶剂量溶剂量一般样品的溶剂量为一般样品的溶剂量为0.6ml0.6ml，大概在核磁管中的高度为，大概在核磁管中的高度为4cm4cm左右。溶剂量太小了左右。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，那就太会影响匀场，进而影响实验的速度，和谱图的效果。溶剂量太大，那就太浪费了。浪费了。 核磁管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，这会导首先尽量选用优质核磁管

35、，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。管造成重大损失。 化学位移标准化学位移标准在溶液中加入少量（一般不超过在溶液中加入少量（一般不超过0.10.1）四甲基硅烷）四甲基硅烷(TMS) (TMS) ，规定其位移常，规定其位移常数数 TMSTMS=0=0。 溶剂的选择：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低，并且价格便宜。大家在选择的

36、时候主要是样品的溶解性问题。溶解性问题。 常用的氘代试剂：常用的氘代试剂：氘代氯仿、氘代氘代氯仿、氘代DMSODMSO、氘代丙酮、重水、氘代苯、氘、氘代丙酮、重水、氘代苯、氘代代DMFDMF、氘代甲醇等。、氘代甲醇等。溶剂峰：溶剂峰：氘代试剂中未被氘代的氢。氘代试剂中未被氘代的氢。常用氘代试剂的化学位移：常用氘代试剂的化学位移：CDClCDCl3 3-7.26ppm-7.26ppm、DMSO-2.50ppmDMSO-2.50ppm、D D2 2O-4.7ppmO-4.7ppm、丙酮、丙酮- -2.05ppm2.05ppm4.5NMR4.5NMR常用实验常用实验1 1H H1313C C 131

37、3C DEPTC DEPT（极化转移增强）能够区分不同种类碳原子。通常（极化转移增强）能够区分不同种类碳原子。通常使用使用POPO为为135135，谱图上谱图上CHCH3 3和和CHCH的峰为正峰，的峰为正峰，CHCH2 2为负峰，季为负峰，季碳不出峰。通过对比碳不出峰。通过对比1313C C谱与谱与DEPTDEPT谱即可得出各种碳原子的个谱即可得出各种碳原子的个数。数。DEPT二维核磁共振简介二维核磁共振简介 （2-D NMR2-D NMR） 二维核磁共振波谱是二维核磁共振波谱是2020世纪世纪7070年代以来年代以来NMRNMR技术所发生的一次革命技术所发生的一次革命性的变化。将通常挤在一

38、维性的变化。将通常挤在一维NMRNMR谱中的一个频率轴上的谱中的一个频率轴上的NMRNMR在二维空间在二维空间展开，从而较清晰地提供更多的信息。展开，从而较清晰地提供更多的信息。 普通的普通的NMRNMR谱是以吸收强度为纵坐标，以频率或场强为横坐标。而二谱是以吸收强度为纵坐标，以频率或场强为横坐标。而二维维NMRNMR谱则给出两个频率轴上的吸收强度，两个频率轴可以改变，有时谱则给出两个频率轴上的吸收强度，两个频率轴可以改变，有时它们分别为化学位移和偶合常数，也可表示为不同核的共振频率。它们分别为化学位移和偶合常数，也可表示为不同核的共振频率。 二维图谱根据不同的需要可以有很多种，一般常用有两大

39、类。二维二维图谱根据不同的需要可以有很多种，一般常用有两大类。二维J J分解谱和二维化学位移相关谱。分解谱和二维化学位移相关谱。 J J分解二维谱是把原一维谱按化学位移和耦合常数在两个频率轴上分解二维谱是把原一维谱按化学位移和耦合常数在两个频率轴上展开，这样可以直接从谱上读到耦合常数及化学位移，解决了一维谱峰展开，这样可以直接从谱上读到耦合常数及化学位移，解决了一维谱峰拥挤的问题。拥挤的问题。J J分解二维谱只是把耦合常数和化学位移分开，此外没有分解二维谱只是把耦合常数和化学位移分开，此外没有提供新的信息。提供新的信息。 二维位移相关谱（二维位移相关谱（COSY, Correlation SpectroscopyCOSY, Correlation Spectroscopy