第1页,共38页,星期日,2025年,2月5日NuclearMagneticResonance核磁共振谱第一节NMR第2页,共38页,星期日,2025年,2月5日质子的自旋运动+1.质子自旋产生两种磁矩()2.两种自旋态的能量相等;3.两种自旋态的几率相等。+请观察!一核磁共振现象及其基本原理第一节1H核磁共振谱:1HNMR,PMR质子自旋运动的特点﹢第3页,共38页,星期日,2025年,2月5日质子自旋运动的变化规律(裸露质子).0△E=2??hH0磁场强度磁场外质子的两种自旋状态H0进入磁场能级E外加磁场第4页,共38页,星期日,2025年,2月5日质子自旋运动的变化规律(续)
.0△E=2pghH0磁场强度磁场外质子的两种自旋状态H0(Hz)(hν)无线电射频能级E核磁共振现象第5页,共38页,星期日,2025年,2月5日核磁共振的条件:hυ=γh2πH0,即:υ=2πγH0(无线电射频的频率必须与外加磁场的强度相匹配)60MHz当υ=60MHz时,
14100GsH0(扫场)例:当H0=14100Gs时,
00核磁共振的外在表现有机物中质子裸露质子第6页,共38页,星期日,2025年,2月5日二核磁共振信号的位移现象(有机分子中质子)1.屏蔽效应(shieldingeffect):当把有机物样品置于磁场后,由于氢原子核外电子的环形电流产生的感生磁场总与外加磁场H0方向相反,使得质子感受到的磁场强度总比H0小,这种作用叫做核外电子的屏蔽效应。2.核磁共振的条件:CHH0H感14100Gs射频60MHz2π(H0’+H感)γυ=2πγυ=H0(1)裸露质子(2)有机物质子第7页,共38页,星期日,2025年,2月5日H014100Gs(独立质子)有机物H感生TMS0低场处高场处当υ相同时,由于H感为负值,H0’必然大于H0,所以我们说,相对于裸露质子来说,有机物的核磁信号向高场发生了移动。2π(H0’+H感)γυ=2πH0(1)裸露质子(2)有机物质子3.化学位移现象υ=γ第8页,共38页,星期日,2025年,2月5日δ信号峰位置-TMS峰位置核磁共振仪所用频率X106质子的化学环境不同电子云密度不同H感不同核磁共振信号的位移不同。核磁共振信号不同程度的位移,叫做化学位移,通常用δ来表示。4.化学位移计算(chemicalshift,δ)H0(独立质子)有机物H感生TMS0低场处高场处=有机物信号峰第9页,共38页,星期日,2025年,2月5日5.影响化学位移的因素
(1)电负性的影响:δ:0.230.862.47H-CH3CH3-CH3NH2-CH3δ:3.13.397.28Cl-CH3HO-CH3CHCl3与甲基相连的吸电子基使质子峰向低场方向移动,供电子基使质子峰向高场方向移动。(即:随着电负性的增加,甲基的化学位移增大。)请一块儿考察!结论:第10页,共38页,星期日,2025年,2月5日CH3CH2CH2Cl请归属下各核磁共振吸收峰?123第11页,共38页,星期日,2025年,2月5日(2)各向异性效应:例1:去屏蔽效应使核磁信号向低场移动。去屏蔽效应δ:7.3δ:7.3外加磁场H0δ:1.4第12页,共38页,星期日,2025年,2月5日?电子的各向异性效应:去屏蔽效应δ:5.3δ:5.3外加磁场例2:CH2=CH2CH3CH3δ:0.86第13页,共38页,星期日,2025年,2月5日1HNMRofCH≡CH乙炔碳是SP杂化,电负较大,为什么化学位移这么小?δ1.8第14页,共38页,星期日