文档介绍：第三章
核磁共振
核磁共振(NMR)是磁性核在外磁场中产生能级跃迁的一种物理现象。(而于1952年获得诺贝尔物理学奖) ,,揭开了磁共振技术在有机化学中应用的序幕。通过50多年的发展,核磁共振技术由氢谱发展到碳谱,这两种核磁谱互相补充,在结构测定方面相得益彰。随着超导核磁和高分辨傅利叶变换核磁共振仪的问世,新发展的二维核磁共振相关谱解析新技术使得核磁共振成为有机化学及天然有机化合物结构解析中必不可少的检测手段。
核磁共振的方法与技术作为分析物质的手段,由于其可深入物质内部而不破坏样品,并具有迅速、准确、分辨率高等优点而得以迅速发展和广泛应用,已经从物理学渗透到化学、生物、地质、医疗以及材料等学科,在科研和生产中发挥了巨大作用。
12位因对核磁共振作出杰出贡献而获得诺贝尔奖的科学家
1944年
1952年
1952年
1955年
1955年
1964年
1966年
1977年 Vleck
1981年
1983年
1989年
1991年
核磁共振应用
核磁共振适合于液体、固体。如今的高分辨技术,还将核磁用于了半固体及微量样品的研究。核磁谱图已经从过去的一维谱图(1D)发展到如今的二维(2D)、三维(3D)甚至四维(4D)谱图,陈旧的实验方法被放弃,新的实验方法迅速发展,它们将分子结构和分子间的关系表现得更加清晰。
在世界的许多大学、研究机构和企业集团,都可以听到核磁共振这个名词,包括我们在日常生活中熟悉的大集团。而且它在化工、石油、橡胶、建材、食品、冶金、地质、国防、环保、纺织及其它工业部门用途日益广泛。
在我国,其应用主要在基础研究方面,企业和商业应用普及率不高,主要原因是产品开发不够、使用成本较高。但在石油化工、医疗诊断方法应用较多。
一些实际的应用
分子结构的测定
化学位移各向异性的研究
金属离子同位素的应用
动力学核磁研究
质子密度成像
T1T2成像
化学位移成像
其它核的成像
指定部位的高分辨成像
元素的定量分析
有机化合物的结构解析
表面化学
有机化合物中异构体的区分和确定
大分子化学结构的分析
生物膜和脂质的多形性研究
脂质双分子层的脂质分子动态结构
生物膜蛋白质——脂质的互相作用
压力作用下血红蛋白质结构的变化
生物体中水的研究
生命组织研究中的应用
生物化学中的应用
在表面活性剂方面的研究
原油的定性鉴定和结构分析
沥青化学结构分析
涂料分析
农药鉴定
食品分析
药品鉴定
核磁共振主要内容
第一节核磁共振的基础知识
(NMR的基本原理)
第二节氢核磁共振(1H-NMR)
第三节碳核磁共振(13C-NMR)
二维核磁共振
第一节核磁共振基础知识
一、核磁共振的基本原理
1. 核的自旋
2. 磁性核在外磁场中的行为特征
二、产生核磁共振的必要条件
三、屏蔽效应及在其影响下的能级跃迁
1. 核的自旋与自旋角动量(P)、核磁矩(μ)及磁旋比(γ)
核自旋特性
(1)自旋角动量(P)
(2)核磁矩(μ)
(3)磁旋比(γ)
μ=γP
P=[I(I+1)]1/2×h/(2π)
I=0 P=0 μ= 0 无磁性
I>0 P≠0 μ≠0 有磁性,也就是核磁共振研究的对象。