1、第十三章 核磁共振波谱法1v 掌握基本原理v 掌握主要波谱参数 化学位移(影响因素);偶合常数v 了解仪器的组成v 会一般应用v 难点:解析图谱定结构v 学时: 3学时左右第十三章 核磁共振波谱法2v 利用核磁共振光谱进行结构测定,定性与定量分析的方法称为核磁共振波谱法。简称 NMR。将磁性原子核放入强磁场后,用适宜频率的电磁波照射,它们会吸收能量,发生 原子核能级跃迁,同时产生核磁共振信号,得到核磁共振光谱。n在有机化合物中,经常研究的是 1H和 13C的共振吸收谱,重点介绍 H核共振的原理及应用。3与 紫外、红外比较v 共同点都是吸收光谱紫外 -可 见 红 外 核磁共振吸收能量紫外可 见
2、光200780nm红 外光780nm1000m无 线电 波1100m波 长 最长 ,能量最小 ,不能 发 生 电 子、振动 、 转动 能 级跃 迁跃 迁类 型电 子能 级跃迁振 动 能 级跃迁自旋原子核 发 生能 级跃 迁4vNMR是结构分析的重要工具之一,在化学、生物、医学、临床等研究工作中得到了广泛的应用。v 分析测定时,样品不会受到破坏,属于无破损分析方法。513-1 核磁共振基本原理v 原子核具有质量并带正电荷,大多数核有自旋现象,具有自旋角动量 P,在自旋时产生磁场,具有 核磁矩 , 磁矩的方向可用右手定则确定,核磁矩 和 角动量 P都是矢量,方向相互平行,且磁矩随角动量的增加成正比
3、地增加 = Pn 磁旋比,不同的核具有不同的磁旋比,对某元素是定值。是磁性核的一个特征常数。一、原子核的磁性6v 例: H原子 H=2.68108T-1s-1(特 斯拉 -1 秒 -1) 13C核的 C =6.73107 T-1s-1n 代入式 = P得 :n 当 I=0时 ,P=0,原子核没有自旋现象 ,只有 I 0原子核才有自旋角动量和自旋现象。n核的自旋角动量是量子化的 ,可用自旋量子数 I表示,与核的自旋量子数 I 的关系如下 : = P7实践证明 ,核自旋与 核的质量数 ,质子数和中子数有关质 量数 为偶数原子序数为 奇数自旋量子数 为 1,2,3 有自旋14N7质 量数 为偶数原子
4、序数为 偶数自旋量子数 为 0无自旋 12C632S1616O8质 量数 为奇数原子序数为 奇或偶数自旋量子数 为1/2,3/2,5/2有自旋 1H1 13C6 19F9 31P158vI=1/2的原子核 , 核电荷球形均匀分布于核表面,如 : 1H1, 13C6 , 14N7, 19F9,31P15v 它们核磁共振现象较简单 ;谱线窄 ,适宜检测 ,是目前研究的主要对象。目前研究和应用较多的是 1H和 13C核磁共振谱。9二、核自旋能级和核磁共振v 把自旋核放在 场强为 B0的磁场中,由于 磁矩 与 磁场相互作用 ,核磁矩相对外加磁场有不同的取向,可用磁量子数 m表示v m=I, I-1, I-2, -I 共有 2I+1个取向v 每种取向各对应一定能量状态v I=1/2的氢核只有两种取向 p244v I=1的核在 场强为 B0的磁场中 有 三种取向。(一 )核自旋能级10