39 第九章 核磁共振波谱法.9.ppt

第1页：第九章 核磁共振波谱分析法一

第九章 核磁共振波谱分析法一

• 第九章 核磁共振波谱分析法
• 一、原子核的自旋
• 二、核磁共振现象
• 三、核磁共振条件
• 四、核磁共振波谱仪第一节核磁共振基本原理

第2页：一、 原子核的自旋核磁子

一、 原子核的自旋核磁子·=eh/2M c；自旋量子数（I）不为零的核都具有磁矩，核磁矩：

第3页：讨论:(1)I=0 的原子核

讨论:(1)I=0 的原子核

• 讨论:
• (1)I=0 的原子核16O；12 C；22 S等，无自旋，没有磁矩，不产生共振吸收
• (2) I=1 或I >0的原子核I=1 ：2H，14NI=3/2：11B，35Cl，79Br，81BrI=5/2：17O，127I这类原子核的核电荷分布可看作一个椭圆体，电荷分布不均匀，共振吸收复杂，研究应用较少；
• (3)Ｉ＝1/2的原子核1H，13C，19F，31P原子核可看作核电荷均匀分布的球体，并象陀螺一样自旋，有磁矩产生，是核磁共振研究的主要对象，C，H也是有机化合物的主要组成元素。

第4页：H0m=1/2m=-1/2m=1m=-1

H0m=1/2m=-1/2m=1m=-1m=0m=2m=1m=0m=-1m=-2I=1/2I=1I=2zzz1Prm=1/2m= -1/2H0HE2=+ m H0E= E2－E1= 2m H0E1=－m H0

第5页：二、 核磁共振现象自旋量子数

二、 核磁共振现象自旋量子数

• 二、 核磁共振现象自旋量子数I=1/2的原子核（氢核），可当作电荷均匀分布的球体，绕自旋轴转动时，产生磁场，类似一个小磁铁。当置于外磁场H0中时，相对于外磁场，有（2I+1）种取向：氢核（I=1/2），两种取向（两个能级）：
• (1)与外磁场平行，能量低，磁量子数ｍ＝＋1/2;
• (2)与外磁场相反，能量高，磁量子数ｍ＝－1/2;

第6页：二、 核磁共振现象自旋量子数（续）

二、 核磁共振现象自旋量子数（续）

• (核磁共振现象)两种取向不完全与外磁场平行，
• ＝54°24’和125 °36’相互作用, 产生进动(拉莫进动)进动频率
• 0；角速度
• 0 = 2
• 0 =
• 磁旋比；H0外磁场强度；两种进动取向不同的氢核之间的能级差：
• H0 （
• 磁矩）

第7页：三、 核磁共振条件在外磁场中

三、 核磁共振条件在外磁场中，原子核能级产生裂分，由低能级向高能级跃迁，需要吸收能量。能级量子化。射频振荡线圈产生电磁波。对于氢核，能级差：·E=·H0 （·磁矩）产生共振需吸收的能量：·E=·H0 =h·0由拉莫进动方程：·0 = 2··0 = ·H0 ; 共振条件：·0 = ·H0 / (2·)

第8页：共振条件(1) 核有自旋

共振条件(1) 核有自旋

• 共振条件
• (1) 核有自旋(磁性核)
• (2)外磁场,能级裂分;
• (3)照射频率与外磁场的比值
• 0 / H0 =
• / (2

第9页：能级分布与弛豫过程不同能级上分布的核数目

能级分布与弛豫过程不同能级上分布的核数目

• 能级分布与弛豫过程不同能级上分布的核数目可由Boltzmann 定律计算：磁场强度2.3488 T；25
• C；1H的共振频率与分配比：两能级上核数目差：1.6
• 10-5；弛豫(relaxtion)——高能态的核以非辐射的方式回到低能态。饱和(saturated)——低能态的核等于高能态的核。

第10页：讨论:共振条件

讨论:共振条件

• 讨论:共振条件：
• 0 =
• H0 / (2
• （1）对于同一种核，磁旋比
• 为定值，H0变，射频频率
• （2）不同原子核，磁旋比
• 不同，产生共振的条件不同，需要的磁场强度H0和射频频率
• 不同。
• （3）固定H0，改变
• （扫频），不同原子核在不同频率处发生共振（图）。也可固定
• ，改变H0（扫场）。扫场方式应用较多。氢核（1H）：1.409 T 共振频率60 MHz2.305 T 共振频率100 MHz磁场强度H0的单位：1高斯（GS）=10-4 T（特拉斯）

第11页：讨论:在1950年

讨论

在1950年，Proctor等人研究发现：质子的共振频率与其结构（化学环境）有关。在高分辨率下，吸收峰产生化学位移和裂分，如右图所示。由有机化合物的核磁共振图，可获得质子所处化学环境的信息，进一步确定化合物结构。

第12页：四、 核磁共振波谱仪1.永久磁铁

四、 核磁共振波谱仪1.永久磁铁

• 四、 核磁共振波谱仪
• 1.永久磁铁：提供外磁场，要求稳定性好，均匀，不均匀性小于六千万分之一。扫场线圈。2 .射频振荡器：线圈垂直于外磁场，发射一定频率的电磁辐射信号。60MHz或100MHz。

第13页：3 .射频信号接受器

3 .射频信号接受器

• 3 .射频信号接受器（检测器）：当质子的进动频率与辐射频率相匹配时，发生能级跃迁，吸收能量，在感应线圈中产生毫伏级信号。
• 4.样品管：外径5mm的玻璃管,测量过程中旋转, 磁场作用均匀。

第14页：核磁共振波谱仪

核磁共振波谱仪

说明：本页源文件提取到的文字较少，内容为标题或图示要点，建议对照原课件图片补充。

第15页：样品的制备：试样浓度

样品的制备：试样浓度

5-10%；需要纯样品15-30 mg；傅立叶变换核磁共振波谱仪需要纯样品1 mg；标样浓度（四甲基硅烷TMS）：1%；溶剂：1H谱四氯化碳，二硫化碳；氘代溶剂：氯仿，丙酮、苯、二甲基亚砜的氘代物；

第16页：傅立叶变换核磁共振波谱仪不是通过扫场或扫

傅立叶变换核磁共振波谱仪不是通过扫场或扫频产生共振；恒定磁场，施加全频脉冲，产生共振，采集产生的感应电流信号，经过傅立叶变换获得一般核磁共振谱图。（类似于一台多道仪）

第17页：超导核磁共振波谱仪：永久磁铁和电磁铁

超导核磁共振波谱仪：永久磁铁和电磁铁：磁场强度<25 kG超导磁体：铌钛或铌锡合金等超导材料制备的超导线圈；在低温4K，处于超导状态；磁场强度>100 kG开始时，大电流一次性励磁后，闭合线圈，产生稳定的磁场，长年保持不变；温度升高，“失超”；重新励磁。超导核磁共振波谱仪：200-400HMz；可高达600-700HMz；

第18页：内容选择：·第一节核磁共振基本原理

内容选择：·第一节核磁共振基本原理

• 内容选择：
• 第一节核磁共振基本原理
• 第二节核磁共振与化学位移
• 第三节自旋偶合与自旋裂分
• 第四节谱图解析与结构确定
• 第五节13C核磁共振波谱结束

第19页：第九章 核磁共振波谱分析法一

第九章 核磁共振波谱分析法一

• 第九章 核磁共振波谱分析法
• 一、核磁共振与化学位移
• 二、影响化学位移的因素第二节核磁共振与化学位移

第20页：一、 核磁共振与化学位移

一、 核磁共振与化学位移1.屏蔽作用与化学位移理想化的、裸露的氢核；满足共振条件：·0 = ·H0 / (2·) 产生单一的吸收峰；实际上，氢核受周围不断运动着的电子影响。在外磁场作用下，运动着的电子产生相对于外磁场方向的感应磁场，起到屏蔽作用，使氢核实际受到的外磁场作用减小：H=（1-·）H0·：屏蔽常数。·越大，屏蔽效应越大。·0 = [·/ (2·) ]（1-·）H0屏蔽的存在，共振需更强的外磁场(相对于裸露的氢核)。

第21页：化学位移

化学位移

• 化学位移：
• 0 = [
• / (2
• ) ]（1
• ）H0由于屏蔽作用的存在，氢核产生共振需要更大的外磁场强度（相对于裸露的氢核），来抵消屏蔽影响。在有机化合物中，各种氢核周围的电子云密度不同（结构中不同位置）共振频率有差异，即引起共振吸收峰的位移，这种现象称为化学位移。

第22页：2.化学位移的表示方法

2.化学位移的表示方法

• (1)位移的标准没有完全裸露的氢核，没有绝对的标准。相对标准：四甲基硅烷Si(CH3)4 （TMS）（内标）位移常数
• TMS=0
• (2) 为什么用TMS作为基准?a. 12个氢处于完全相同的化学环境，只产生一个尖峰；b.屏蔽强烈，位移最大。与有机化合物中的质子峰不重迭；c.化学惰性；易溶于有机溶剂；沸点低，易回收。

第23页：位移的表示方法与裸露的氢核相比

位移的表示方法与裸露的氢核相比

• 位移的表示方法与裸露的氢核相比，TMS的化学位移最大，但规定
• TMS=0，其他种类氢核的位移为负值，负号不加。
• = [（
• TMS) /
• TMS ] 106(ppm)
• 小，屏蔽强，共振需要的磁场强度大，在高场出现，图右侧；
• 大，屏蔽弱，共振需要的磁场强度小，在低场出现，图左侧；

第24页：二、 影响化学位移的因素1.电负性

二、 影响化学位移的因素1.电负性

• 二、 影响化学位移的因素
• 1.电负性--去屏蔽效应与质子相连元素的电负性越强，吸电子作用越强，价电子偏离质子，屏蔽作用减弱，信号峰在低场出现。-CH3，
• =1.6~2.0，高场；-CH2I，
• =3.0 ~ 3.5,-O-H，-C-H，
• 小低场高场

第25页：电负性对化学位移的影响碳杂化轨道电负性

电负性对化学位移的影响碳杂化轨道电负性：SP>SP2>SP3

第26页：影响化学位移的因素

影响化学位移的因素--磁各向异性效应价电子产生诱导磁场，质子位于其磁力线上，与外磁场方向一致，去屏蔽。

第27页：影响化学位移的因素3价电子产生诱导磁场

影响化学位移的因素3价电子产生诱导磁场，质子位于其磁力线上，与外磁场方向一致，去屏蔽。

第28页：影响化学位移的因素4苯环上的6个

影响化学位移的因素4苯环上的6个·电子产生较强的诱导磁场，质子位于其磁力线上，与外磁场方向一致，去屏蔽。

第29页：2.氢键效应形成氢键后1H核屏蔽作用减少

2.氢键效应形成氢键后1H核屏蔽作用减少，氢键属于去屏蔽效应。

第30页：3.空间效应

3.空间效应

说明：本页源文件提取到的文字较少，内容为标题或图示要点，建议对照原课件图片补充。

第31页：空间效应

空间效应

• Ha=3.92ppm
• Hb=3.55ppm
• Hc=0.88ppm
• Ha=4.68ppm
• Hb=2.40ppm
• Hc=1.10ppm去屏蔽效应

第32页：4.各类有机化合物的化学位移①饱和烃

4.各类有机化合物的化学位移①饱和烃

• 4.各类有机化合物的化学位移①饱和烃-CH3:
• CH3=0.79
• 1.10ppm-CH2:
• CH2 =0.98
• 1.54ppm-CH:
• CH=
• CH3+(0.5
• 0.6)ppm
• H=3.2~4.0ppm
• H=2.2~3.2ppm
• H=1.8ppm
• H=2.1ppm
• H=2~3ppm

第33页：各类有机化合物的化学位移②烯烃端烯质子

各类有机化合物的化学位移②烯烃端烯质子

• 各类有机化合物的化学位移②烯烃端烯质子：
• H=4.8~5.0ppm内烯质子：
• H=5.1~5.7ppm与烯基，芳基共轭：
• H=4~7ppm③芳香烃芳烃质子：
• H=6.5~8.0ppm供电子基团取代-OR，-NR2 时：
• H=6.5~7.0ppm吸电子基团取代-COCH3，-CN，-NO2 时：
• H=7.2~8.0ppm

第34页：各类有机化合物的化学位移

各类有机化合物的化学位移

• 各类有机化合物的化学位移-COOH：
• H=10~13ppm-OH：（醇）
• H=1.0~6.0ppm（酚）
• H=4~12ppm-NH2：（脂肪）
• H=0.4~3.5ppm（芳香）
• H=2.9~4.8ppm（酰胺）
• H=9.0~10.2ppm-CHO：
• H=9~10ppm

第35页：常见结构单元化学位移范围

常见结构单元化学位移范围

说明：本页源文件提取到的文字较少，内容为标题或图示要点，建议对照原课件图片补充。

第36页：内容选择：·第一节核磁共振基本原理

内容选择：·第一节核磁共振基本原理

• 内容选择：
• 第一节核磁共振基本原理
• 第二节核磁共振与化学位移
• 第三节自旋偶合与自旋裂分
• 第四节谱图解析与结构确定
• 第五节13C核磁共振波谱结束

第37页：第九章 核磁共振波谱分析法一

第九章 核磁共振波谱分析法一

• 第九章 核磁共振波谱分析法
• 一、自旋偶合与自旋裂分
• 二、峰裂分数与峰面积
• 三、磁等同与磁不等同第三节自旋偶合与自旋裂分

第38页：一、 自旋偶合与自旋裂分每类氢核不总表现

一、 自旋偶合与自旋裂分每类氢核不总表现为单峰，有时多重峰。原因：相邻两个氢核之间的自旋偶合（自旋干扰）；

第39页：峰的裂分峰的裂分原因

峰的裂分峰的裂分原因

自旋偶合相邻两个氢核之间的自旋偶合（自旋干扰）；多重峰的峰间距：偶合常数（J），用来衡量偶合作用的大小。

第40页：自旋偶合

自旋偶合

说明：本页源文件提取到的文字较少，内容为标题或图示要点，建议对照原课件图片补充。

第41页：二、 峰裂分数与峰面积峰裂分数

二、 峰裂分数与峰面积峰裂分数：n+1 规律；相邻碳原子上的质子数；系数符合二项式的展开式系数；峰面积与同类质子数成正比，仅能确定各类质子之间的相对比例。

第42页：峰裂分数

峰裂分数

说明：本页源文件提取到的文字较少，内容为标题或图示要点，建议对照原课件图片补充。

第43页：峰裂分数（续）

峰裂分数1:11:3

3:11:11:2:1

第44页：峰裂分数1H核与n个不等价1H核相邻时

峰裂分数1H核与n个不等价1H核相邻时，裂分峰数：（n+1)( n´+1)……个；(nb+1)(nc+1)(nd+1)=2×2 ×2=8Ha裂分为8重峰1:3:3:11:2:11:11:6:15:20:15:6:1

第45页：峰裂分数Ha裂分为多少重峰

峰裂分数Ha裂分为多少重峰

• 峰裂分数Ha裂分为多少重峰？01234JcaJbaJca
• JbaHa裂分峰:(3+1)(2+1)=12实际Ha裂分峰:(5+1)=6强度比近似为：1:5:10:10:5:1

第46页：三、 磁等同与磁不等同1.化学等价

三、 磁等同与磁不等同1.化学等价

• 三、 磁等同与磁不等同
• 1.化学等价（化学位移等价）若分子中两个相同原子（或两个相同基团）处于相同的化学环境，其化学位移相同，它们是化学等价的。化学不等价例子：⑴对映异构体在手性溶剂中：两个CH3化学不等价在非手性溶剂中：两个CH3化学等价

第47页：⑵固定在环上CH2的两个氢化学不等价

⑵固定在环上CH2的两个氢化学不等价。⑶单键不能快速旋转，连于同一原子上的两个相同基化学不等价。⑷与手性碳相连的CH2的两个氢化学不等价。

第48页：分子中相同种类的核

分子中相同种类的核

• 分子中相同种类的核（或相同基团），不仅化学位移相同，而且还以相同的偶合常数与分子中其它的核相偶合，只表现一个偶合常数，这类核称为磁等同的核。磁等同例子：三个H核化学等同磁等同二个H核化学等同，磁等同二个F核化学等同，磁等同六个H核化学等同磁等同
• 2.磁等同

第49页：两核（或基团）磁等同条件①化学等价

两核（或基团）磁等同条件①化学等价（化学位移相同）②对组外任一个核具有相同的偶合常数（数值和键数）Ha，Hb化学等价，磁不等同。JHaFa≠JHbFaFa，Fb化学等价，磁不等同。磁不同等例子：

第50页：内容选择：·第一节核磁共振基本原理

内容选择：·第一节核磁共振基本原理

• 内容选择：
• 第一节核磁共振基本原理
• 第二节核磁共振与化学位移
• 第三节自旋偶合与自旋裂分
• 第四节谱图解析与结构确定
• 第五节13C核磁共振波谱结束

第51页：第九章 核磁共振波谱分析法一

第九章 核磁共振波谱分析法一

• 第九章 核磁共振波谱分析法
• 一、谱图中化合物的结构信息
• 二、简化谱图的方法
• 三、谱图解析
• 四、谱图联合解析第四节谱图解析与化合物结构确定

第52页：一、 谱图中化合物的结构信息

一、 谱图中化合物的结构信息

• （1）峰的数目：标志分子中磁不等性质子的种类，多少种；
• （2）峰的强度(面积)：每类质子的数目(相对)，多少个；
• （3）峰的位移(
• )：每类质子所处的化学环境，化合物中位置；
• （4）峰的裂分数：相邻碳原子上质子数；
• （5）偶合常数(J)：确定化合物构型。不足之处：仅能确定质子（氢谱）。

第53页：一级谱的特点非一级谱

一级谱的特点非一级谱

• 一级谱的特点非一级谱（二级谱）
• 一般情况下，谱峰数目超过n+1规律所计算的数目
• 组内各峰之间强度关系复杂
• 一般情况下，
• 和J不能从谱图中可直接读出裂分峰数符和n+1规律，相邻的核为磁等价即只有一个偶合常数J；若相邻n个核n1个核偶合常数为J1，n2个核偶合常数为J2，n= n1+n2则裂分峰数为（n1+1)( n2+1)
• 峰组内各裂分峰强度比(a+1)n的展开系数
• 从谱图中可直接读出
• 和J，化学位移
• 在裂分峰的对称中心，裂分峰之间的距离（Hz）为偶合常数J

第54页：常见复杂谱

常见复杂谱图78

说明：本页源文件提取到的文字较少，内容为标题或图示要点，建议对照原课件图片补充。

第55页：二、 简化谱图的方法1. 采用高场强仪器

二、 简化谱图的方法1. 采用高场强仪器

• 二、 简化谱图的方法
• 1. 采用高场强仪器60MHz100MHz220MHzHCHBHA

第56页：2.活泼氢D2O交换反应3. 介质效应

2.活泼氢D2O交换反应3. 介质效应

• 2.活泼氢D2O交换反应
• 3. 介质效应OH>NH>SH12CDCl3溶液12吡啶溶液

第57页：4.去偶法（双照射）第二射频场

4.去偶法（双照射）第二射频场H2υ2Xn（共振）AmXn系统消除了Xn对的Am偶合照射Ha照射Hb

第58页：5.位移试剂

5.位移试剂(shift reagents)稀土元素的离子与孤对电子配位后，相邻元素上质子的化学位移发生显著移动。常用：Eu（DPM）3 [三—（2,2,6,6—四甲基）庚二酮—3,5]铕OHOH

第59页：三、 谱图解析谱图解析步骤

三、 谱图解析谱图解析步骤

• 三、 谱图解析谱图解析步骤i.由分子式求不饱合度ii.由积分曲线求1H核的相对数目iii.解析各基团首先解析：再解析：( 低场信号)最后解析：芳烃质子和其它质子
• •活泼氢D2O交换，解析消失的信号
• •由化学位移，偶合常数和峰数目用一级谱解析
• •参考IR，UV，MS和其它数据推断解构
• •得出结论，验证解构

第60页：6个质子处于完全相同的化学环境，单峰

6个质子处于完全相同的化学环境，单峰

• 6个质子处于完全相同的化学环境，单峰。没有直接与吸电子基团（或元素）相连，在高场出现。
• 1.谱图解析
• （1）

第61页：谱图解析（2）质子a与质子

谱图解析（2）质子a与质子

• 谱图解析
• （2）质子a与质子b所处的化学环境不同，两个单峰。单峰：没有相邻碳原子（或相邻碳原子无质子）质子b直接与吸电子元素相连，产生去屏蔽效应，峰在低场（相对与质子a）出现。质子b也受其影响，峰也向低场位移。

第62页：谱图解析（3）裂分与位移

谱图解析（3）裂分与位移

• 谱图解析
• （3）裂分与位移

第63页：谱图解析（4）苯环上的质子在低场出现

谱图解析（4）苯环上的质子在低场出现

• 谱图解析
• （4）苯环上的质子在低场出现。为什么？为什么1H比6H的化学位移大？

第64页：谱图解析（4）苯环上的质子在低场出（续）

对比

说明：本页源文件提取到的文字较少，内容为标题或图示要点，建议对照原课件图片补充。

第65页：2.谱图解析与结构(1)确定

2.谱图解析与结构(1)确定

• 2.谱图解析与结构
• (1)确定5223化合物C10H12O28 7 6 5 4 3 2 1 0

第66页：谱图解析与结构确定步骤正确结构

谱图解析与结构确定步骤正确结构

• 谱图解析与结构确定步骤正确结构：
• =1+10+1/2(-12)=5δ 2.1单峰三个氢，—CH3峰结构中有氧原子，可能具有：δ7.3芳环上氢，单峰烷基单取代δ3.0δ4.30δ2.1δ 3.0和δ4.30三重峰和三重峰O—CH2CH2—相互偶合峰

第67页：谱图解析与结构(2)确定

谱图解析与结构(2)确定

• 谱图解析与结构
• (2)确定9δ5.30δ3.38δ1.37C7H16O3，推断其结构61

第68页：结构(2)确定过程

结构(2)确定过程

• (2)确定过程C7H16O3，
• =1+7+1/2(-16)=0a. δ3.38和δ1.37 四重峰和三重峰—CH2CH3相互偶合峰b. δ 3.38含有—O—CH2 —结构结构中有三个氧原子，可能具有(—O—CH2 —)3c. δ 5.3CH上氢吸收峰，低场与电负性基团相连正确结构：

第69页：谱图解析与结构(3)化合物

谱图解析与结构(3)化合物

• 谱图解析与结构
• (3)化合物C10H12O2，推断结构δ7.3δ5.21δ1.2δ2.35H2H2H3H

第70页：结构(3)确定过程化合物

结构(3)确定过程化合物

• (3)确定过程化合物C10H12O2，
• =1+10+1/2(-12)=5a. δ2.32和δ1.2—CH2CH3相互偶合峰b. δ7.3芳环上氢，单峰烷基单取代c. δ5.21—CH2上氢，低场与电负性基团相连哪个正确?正确：B为什么?

第71页：谱图解析与结构(4)化合物

谱图解析与结构(4)化合物

• 谱图解析与结构
• (4)化合物C8H8O2，推断其结构987654310

第72页：结构(4)确定过程化合物

结构(4)确定过程化合物

• (4)确定过程化合物C8H8O2，
• =1+8+1/2(-8)=5δ=7-8芳环上氢，四个峰对位取代
• •δ δ=9.87—醛基上氢，
• •低δ=3.87 CH3上氢，低场移动，与电负性强的元素相连：—O—CH3正确结构：

第73页：四、 联合谱图解析

四、 联合谱图解析（1）C6H12O1700cm-1, C=0,醛,酮<3000 cm-1, -C-H饱和烃两种质子1：3或3：9-CH3 ：-C(CH3)9无裂分，无相邻质子

第74页：谱图解析

谱图解析

• （2）C8H14O41700cm-1, C=0,醛,酮，排除羧酸，醇，酚<3000 cm-1, -C-H饱和烃，无芳环
• 1.三种质子4：4：６２.裂分，有相邻质子；３.
• =1.3(6H) 两个CH3 裂分为3,相邻C有2H; CH3-CH2
• =2.5(4H) ,单峰,CO-CH2CH2-CO
• =4.1(4H) 低场(吸电子),两个-O-CH2

第75页：内容选择：·第一节核磁共振基本原理

内容选择：·第一节核磁共振基本原理

• 内容选择：
• 第一节核磁共振基本原理
• 第二节核磁共振与化学位移
• 第三节自旋偶合与自旋裂分
• 第四节谱图解析与结构确定
• 第五节13C核磁共振波谱结束

第76页：第九章 核磁共振波谱分析法一、概述二

第九章 核磁共振波谱分析法一、概述二

• 第九章 核磁共振波谱分析法
• 一、概述
• 二、化学位移
• 三、偶合与弛豫
• 四、13CNMR谱图第五节13C核磁共振谱简介

第77页：一、 概述PFT-NMR

一、 概述PFT-NMR

• 一、 概述PFT-NMR(1970年)，实用化技术；13C谱特点：
• （1）研究C骨架，结构信息丰富；
• （2）化学位移范围大；0～250ppm；(19F：300ppm；31P：700ppm；)
• （3）13C-13C偶合的几率很小；13C天然丰度1.1%；
• （4）13C-H偶合可消除，谱图简化。核磁矩：
• 1H=2.79270;
• 13C=0.70216磁旋比为质子的1/4；相对灵敏度为质子的1/5600；H0EI=I=
• H splittingCsplitting

第78页：PFT-NMRR.F.transmitt

PFT-NMRR.F.transmitterMAGNETR-F receiverand detectorRecorderSweep generatorMAGNET

第79页：富里叶变换

富里叶变换·TPWPWTransmitterReceiver

第80页：FTtimefrequency脉冲弛豫

FTtimefrequency脉冲弛豫H0

说明：本页源文件提取到的文字较少，内容为标题或图示要点，建议对照原课件图片补充。

第81页：二、 化学位移化学位移范围

二、 化学位移化学位移范围

• 二、 化学位移化学位移范围：0～250ppm；核对周围化学环境敏感，重叠少氢谱与碳谱有较多共同点；碳谱化学位移规律：
• (1) 高场
• 低场碳谱：饱和烃碳原子、炔烃碳原子、烯烃碳原子、羧基碳原子氢谱：饱和烃氢、炔氢、烯氢、醛基氢；
• (2) 与电负性基团，化学位移向低场移动；

第82页：化学位移规律：烷烃取代烷烃

化学位移规律：烷烃取代烷烃

• 化学位移规律：烷烃取代烷烃:H3CCH2CH2CH2CH334.722.813.9碳数n >4 端甲基
• C=13-14
• CH>
• CH2 >
• CH3邻碳上取代基增多
• C 越大

第83页：化学位移规律：烯烃

化学位移规律：烯烃

• C=100-150（成对出现）端碳
• =CH2
• 110；邻碳上取代基增多
• C越大：

第84页：化学位移规律：炔烃·C=65-90

化学位移规律：炔烃·C=65-90

• 化学位移规律：炔烃
• C=65-90

第85页：化学位移表1

化学位移表1

说明：本页源文件提取到的文字较少，内容为标题或图示要点，建议对照原课件图片补充。

第86页：化学位移表2

化学位移表2

说明：本页源文件提取到的文字较少，内容为标题或图示要点，建议对照原课件图片补充。

第87页：三、 偶合与弛豫

三、 偶合与弛豫

• 三、 偶合与弛豫13C-13C偶合的几率很小（13C天然丰度1.1%）；13C-1H偶合；偶合常数1JCH：100-250 Hz；峰裂分；谱图复杂；去偶方法：
• (1)质子噪声去偶或宽带去偶(proton noise decoupling or boradband decoupling)：采用宽频带照射，使氢质子饱和；去偶使峰合并，强度增加
• (2)质子偏共振去偶：识别碳原子类型；弛豫：13C的弛豫比1H慢，可达数分钟；采用PFT-NMR可测定，提供空间位阻、各向异性、分子大小、形状等信息；

第88页：碳谱与氢谱的对比谱图去偶作用对比

碳谱与氢谱的对比谱图去偶作用对比

说明：本页源文件提取到的文字较少，内容为标题或图示要点，建议对照原课件图片补充。

第89页：碳谱与氢谱的对比

碳谱与氢谱的对比

说明：本页源文件提取到的文字较少，内容为标题或图示要点，建议对照原课件图片补充。

第90页：谱图去偶作用对比

谱图去偶作用对比

说明：本页源文件提取到的文字较少，内容为标题或图示要点，建议对照原课件图片补充。

第91页：谱图去偶作用对比（续）

谱图去偶作用对比

说明：本页源文件提取到的文字较少，内容为标题或图示要点，建议对照原课件图片补充。

第92页：四、 13C NMR谱

四、 13C NMR谱图

说明：本页源文件提取到的文字较少，内容为标题或图示要点，建议对照原课件图片补充。

第93页：13C NMR谱

13C NMR谱图2

说明：本页源文件提取到的文字较少，内容为标题或图示要点，建议对照原课件图片补充。

第94页：13C NMR谱（续）

13C NMR谱（续）

• 13C NMR谱图32030405060qdqst例
• 3.化合物C12H26，根据13C NMR谱图推断其结构。

第95页：13C NMR谱

13C NMR谱图4

说明：本页源文件提取到的文字较少，内容为标题或图示要点，建议对照原课件图片补充。

第96页：内容选择第一节核磁共振基本原理第二节核磁

内容选择第一节核磁共振基本原理第二节核磁共振与化学位移第三节自旋偶合与自旋裂分第四节谱图解析与结构确定第五节13C核磁共振波谱结束