有机化合物谱图解析 第1章.ppt

1、第一章 核磁共振概论,1.1 核磁共振基本原理 1.1.1 原子核的磁矩,自旋量子数 I 1/2，具有电核四极矩（quadrupole）,1）质量数和原子序数均为偶数（质子数、中子数均为偶数），则 I = 0 （如12C、16O、32S） 2）质量数为奇数（质子数与中子数其一为偶数，另一为奇数），则 I = 1/2 （如1H、13C、15N、31P） I = 3/2 （如 35Cl、37Cl）， 3）质量数为偶数，原子序数为奇数（质子数、中子数均为奇数），则 I = 1 （如 2H、14N），,1.1.2 核自旋角动量及磁矩的空间量子化,自旋量子数 的原子核具有自旋角动量，其数值为：,磁矩,：

2、磁旋比（magnetogyric ratio）,有外磁场时：,磁矩和磁场的相互作用能E：,若设外磁场加在Z轴方向上，则有：,原子核不同能级间的能量差为：,允许跃迁（ m = 1 ):,1.1.3 核磁共振的产生,如用某一特定频率的电磁波辐照核，并满足下述条件，则产生NMR,核磁共振的物理图象,拉莫尔进动（Larmor Precess）:,垂直于B0的线偏振交变磁场,一般把最大Z轴分量叫做原子核的磁矩（并非核的总磁矩），由实验观测确定。 如 1H的磁矩 z(max) = 2.79270N (核Bohr磁子N = 5.05082x10-27JT-1),1T下与1H共振频率最接近的是19F共振频率(

3、40.055MHz),1T磁场下的共振频率：,1.2 化学位移（Chemical Shift） 1.2.1 屏蔽常数（Shielding Constant）,核屏蔽,原子的屏蔽 (近程屏蔽),抗磁屏蔽：以s电子为主（1H） 顺磁屏蔽：以p, d电子为主（13C, 19F等）,分子的屏蔽 (远程屏蔽),分子内的屏蔽：,分子间的屏蔽：,诱导效应、共轭效应、磁各向异性效应、氢键效应、范德华效应、顺磁效应,溶剂效应、介质磁化率效应、氢键效应、顺磁效应,1.2.2 化学位移,固定频率，扫场,固定磁场，扫频,0：仪器的公称频率,0：60MHz B0：1.4092T 1ppm= 60Hz 100MHz 2.

4、3488T 100Hz 200MHz 4.6975T 200Hz 400MHz 9.3951T 400Hz,100MHz,250MHz,1.3 自旋自旋耦合（Spin-Spin Coupling）,1.3.1 自旋自旋耦合裂分 一级谱：1) 谱线数目nI+1（与n个等价核相耦合） I=1/2时，n+1规则 2) 相邻两条谱线间距离都相等（） 3) 谱线强度分布符合(a+b)n展开式的各项系数,1.3.2 耦合常数（Coupling Constant) J J反映了核磁矩间相互作用能的大小，和两核之间相隔化学键的数目密切相关，与仪器的工作频率无关。 如：13C-1H: 1J; 1H-12C- 12C-1H: 3J,长程耦合（ong-Range Spin-Spin Coupling）,1. 4 脉冲傅里叶变换核磁共振谱仪PFT-NMR （Pulsed Fourier Transform NMR),PFT-NMR（高