文档介绍：化学化工学院
有机化学
任课教师宋林花
(Nuclear ic Resonance)
1946年,Purcel 和Bloch 发现了核磁共振现象。它为很多有机分析问题的解决提供了新的途径。这一技术目前已被广泛地用于分子生物学、天然有机化学、有机合成化学、石油化工、医学等各个领域。特别是高分辨核磁共振波谱仪的不断改进。使这一技术成为这些领域中研究有机分子微观结构不可缺少的工具。
第五章核磁共振谱
2 不必一定事先分离提纯,只要待测化合物的特征吸收峰与共存杂质的不互相重叠即可。
特点:
1 可直接提供样品中某一特定原子的各种化学或物理状态,并得出各自的定量数据。
3 摄制核磁共振谱不破坏样品。
一、核磁共振基本原理
1、原子核及核的自旋
原子
原子核
电子
质子带正电荷
中子不带电荷
核磁共振:原子核在外加磁场的作用下,吸收电磁波的能量后,从一个自旋能级跃迁到另一个能级后而产生的波谱。
常用:原子量 X表示各种原子, 如( 1H、12C)
有些原子核有自旋现象(绕自身的轴旋转),常用自旋量子数 I 表征。
磁核:某些I≠0的核的自旋可产生一个小磁场,形成磁矩,这种核有磁性,称为磁核。
质量数
原子序数
自旋量子数(I)
自旋形状
核磁共振讯号
原子核
偶数
偶数
0
非自旋球体
无
12C,16O,32S,28Si
奇数
偶数或奇数
1/2,
自旋球体
有
1H,13C,15N,19F,29Si,31P
奇数
偶数或奇数
3/2,5/2…
自旋椭圆体
有
11B,17O,33S,35Cl,37Cl,81Br, 79Br,127I
偶数
奇数
1,2,3…
自旋椭圆体
有
2H,10B,14N
哪些核有磁性呢?
%,共振信号强,应用最广泛。氢核磁共振又称质子核磁共振,简写为1H-NMR 或PMR
13C的核磁共振,简写为13C-NMR或13CMR 。
%,共振信号太弱,因此对13C-NMR的研究比1H-NMR 难。计算机对信号处理上万次后,叠加得到强信号。
其中 I=1/2的核可当作球体,核磁共振信号简单 I>1的核为椭球体,核磁信号复杂。
2、核磁共振现象
无外磁场
有外磁场
磁核放入磁场强度为Ho的外磁场中,小磁矩将出现两种取向:
与外磁场平行或大体平行;处于低能级
与外磁场反平行或大体反平行, 处于高能级
α自旋态
β自旋态
γ-核的磁旋比。
H核: γ=26750 弧度/秒·高斯
h-普朗克常数
ΔE是量子化的,
且与外加磁场H。成正比
两种自旋态的能量差与外磁场强度关系
γ h H。
2π
△E =