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化学位移课件.ppt

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1HNuclearMagneticResonance(1HNMR)
chemicalshift
(shieldingeffect)
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=20/((1-))
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

分子中处于不同化学环境的氢核的外围电子云密度不同,使它们产生共振需要不同大小的外磁场强度来抵消屏蔽效应的影响。
当用同一射频照射样品时,样品分子中处于不同化学环境的氢核,所产生的共振峰将出现在不同磁场强度的区域。这种共振峰位置的差异称为化学位移。

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。
解:δ=(vs-vr)/v0×106=60/(60×106)×106
=1(ppm)
=100MHZ时,若样品H核的化学位移为1ppm,其共振峰与TMS峰的频率差为多少?
=60MHZ,样品H核共振峰与TMS峰的频率差为60Hz,该样品H核的化学位移是多少?
解:δ=⊿v/v0×106,
故⊿v=δ×v0/106=1×100×106/106=100(HZ)
解:v0=60MHZ时,δ1=⊿v/v0×106=(ppm)
当v0=100MHZ时,δ2=⊿v/v0×106=(ppm)
即:δ1=δ2
结论:在不同射频的仪器上测得的同类H核的化学位移值相等。
-CH3上的H核,其共振峰与TMS峰的频率差分别为134HZ和223HZ,求该H核的δ。