核磁振氫譜解析方法教學(xué)課件2

第三章核磁共振氫譜1.核磁共振的基本原理2.核磁共振儀與實(shí)驗(yàn)方法3.氫的化學(xué)位移立移4.各類質(zhì)子的化學(xué)位5.自旋偶合和自旋裂分6.自旋系統(tǒng)及圖譜分類7.核磁共振氫譜的解析前言過去50年,波譜學(xué)已全然改變了化學(xué)家、生物學(xué)家和生物醫(yī)學(xué)家的日常工作,波譜技術(shù)成為探究大自然中分子內(nèi)部秘密的最可靠、最有效的手段。NMR是其中應(yīng)用最廣泛研究分子性質(zhì)的最通用的技術(shù):從分子的維結(jié)構(gòu)到分子動(dòng)力學(xué)、化學(xué)平衡、化學(xué)反應(yīng)性和超分子集體、有機(jī)化學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域1945年P(guān)urcell(哈佛大學(xué))和Bloch(斯坦福大學(xué))發(fā)現(xiàn)核磁共振現(xiàn)象,他們獲得1952年Nobe物理獎(jiǎng)1951年Arnold發(fā)現(xiàn)乙醇的NMR信號,及與結(jié)構(gòu)的關(guān)系1953年Varian公司試制了第一臺(tái)NMR儀器NMR發(fā)展近二十多年發(fā)展高強(qiáng)超導(dǎo)磁場的NMR儀器,大大提高靈敏度和分辨率脈沖傅立葉變換NMR譜儀,使靈敏度小的原子核能被測定;計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用和多脈沖激發(fā)方法采用,產(chǎn)生二維譜,對判斷化合物的空間結(jié)構(gòu)起重大作用英國R.R.Ernst教授因?qū)ΧS譜的貢獻(xiàn)而獲得191年的Nobe1獎(jiǎng)瑞士科學(xué)家?guī)鞝柼鼐S特里希因“發(fā)明了利用核磁共振技術(shù)測定溶液中生物大分子三維結(jié)構(gòu)的方法”而獲得2019年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)IH-NMRohowmanytypesofhydrogenohowmanyofeachowhattypesofhydrogenohowaretheyconnected?NMR譜的結(jié)構(gòu)信息化學(xué)位移偶合常數(shù)積分高度L-CHeIMS70605040302019乙基苯(10%CC溶液)于100兆赫時(shí)的共振譜1.核磁共振的基本原理原子核的磁矩自旋核在磁場中的取向和能級核的回旋和核磁共振核的自旋弛豫原子核的自旋、磁矩質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)均為雙數(shù),如c12,016,沒有自旋現(xiàn)象。l=0質(zhì)量數(shù)為單數(shù),如H1,C13,N15,F19,P31。為半整數(shù),1/2,3/2,5/2質(zhì)量數(shù)為雙數(shù),但電荷數(shù)為單數(shù),如H2,N14,/為整數(shù),1,2/為自旋量子數(shù)自旋角動(dòng)量(PN),自旋量子數(shù)(D)=0,12,1,3/2Pn=√/(+1)磁矩(μ*),核磁矩單位(β、),核磁子;磁旋比(γ)N=gN√/(+1)BPN自旋核在磁場中的取向和能級具有磁矩的核在外磁場中的自旋取向是量子化的,可用磁量子數(shù)m來表示核自旋不同的空間取向,其數(shù)值可取:m=1,-1,2,I,共有2I+1個(gè)取向l=n/2n=0,1,2,3(取整數(shù))些原子核有自旋現(xiàn)象,因而具有角動(dòng)量,原子核是帶電的粒子,在自旋的同時(shí)將產(chǎn)生磁矩,磁矩和角動(dòng)量都是矢量,方向是平行的。哪些原子核有自旋現(xiàn)象?實(shí)踐證明自旋量子數(shù)l與原子核的質(zhì)量數(shù)A和原子序數(shù)ZA自旋形狀NMR信號原子核偶數(shù)偶數(shù)0無自旋現(xiàn)象無,16o32s,28si.30si奇數(shù)奇數(shù)或偶數(shù)1/2自旋球體有1H,13c15N,19F,31P