文档介绍：第4章核磁共振1H谱
屏蔽效应
化学位移及其表示方法
影响化学位移的因素
各类H核的化学位移
4. 3 化学位移
1H Nuclear ic Resonance ( 1HNMR )
chemical shift
屏蔽效应 (shielding effect)
对于理想化的、裸露的氢核,
实现核磁共振的条件:
0 = B0 / (2)
实际上,氢核受外围不断运动着的电子影响。在外磁场作用下,运动着的电子产生与外磁场相对抗的感生磁场( B0),对H核起到屏蔽作用,使氢核实际受到的外磁场作用减小。
因此,对于氢核来说,相当于产生了一种减弱外磁场的屏蔽,使氢核实受磁场减小。
Beff =B0- B0 =(1-)B0
:屏蔽常数。越大,屏蔽效应越大,实受磁场越小。
实现核磁共振的条件应改为:
0 = Beff / 2= (1-)B0/ 2
由于屏蔽效应的存在,产生共振需更强的外磁场。
B0= 20 / ((1-))
此式表明,若固定射频 v0,改变外磁场强度,产生共振吸收的场强仅仅取决于。增大,所需 B0 增大; 减小,所需 B0 减小。
在化合物中,不同基团上的 H 核的化学环境不同,其外围的电子云密度不同,故它们的也不同。
当用固定频率的射频照射时,不同H核共振所需要的外磁场强度B0也不相同。
因此,不同化学环境的 H 核的共振峰将出现在 NMR 谱图上的不同磁场强度的位置。
例如,CH3-CH2-Cl 中,两种不同环境的H核将不同场强处产生共振吸收峰。
由此可得出以下结论:
如果H核外围的电子云密度减小,则其屏蔽效应减小, 减小,实现共振所需要的外磁场B0亦减小,共振峰出现在低场。
如果H核外围的电子云密度增大,则其屏蔽效应增强, 增大,实现共振所需要的外磁场B0亦增大,共振峰出现在高场。
扫场
低场
高场
CH3-CH2-Cl
二. 标准物质
用TMS作为基准的原因:
(1) 12个氢处于完全相同的化学环境,只产生一个尖峰;
(2) 屏蔽强烈,位移最大,共振峰在最高场区,与其他有机化合物中的质子峰不重迭;
(3) 化学性质稳定;易溶于有机溶剂;沸点低,易回收。
当用重水作溶剂时,标准物质可选用:
DSS (2,2-二***-硅戊烷-5磺酸钠)
四***硅 Si (CH3)4 (TMS)
规定四***硅的 TMS = 0
规定 TMS = 0ppm,在其左侧的峰的为正值,在其右侧的峰的为负值。
化学位移也曾经用τ来表示。τ=10-
屏蔽效应强, 共振需要的磁场强度大,共振峰在高场出现,其值小。
屏蔽效应弱,共振需要的磁场强度小,共振峰在低场出现,其值大。