核磁共振波谱法秋演示文稿.ppt

核磁共振波谱法秋演示文稿
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（优选）核磁共振波谱法秋
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核磁共振
在强磁场的诱导下，一些原子核能产生核自旋能级分裂，当用一定频率的无线电波照射分子时，便能引起原子核自旋能级的场强度减小。
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化学位移(chemical shift)
分子中不同位置质子(化学环境不同)的核外电子云密度有差别，实际受到H0的作用不同。屏蔽作用大小可用屏蔽常数(shielding constant) 表示：
核外电子云密度增加， 值增大，核实际受到的外磁场作用减小，核的共振频率下降。因1H所处化学环境不同而造成的共振频率的变化称为化学位移。
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化学位移的表示方法
没有完***露的氢核，没有绝对的标准。
相对标准：四***硅烷　Si(CH3)4 （TMS）（内标）
位移常数 TMS=0
低场
高频
高场
低频
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影响化学位移的因素（local shielding)
化合物CH3X
CH3F
CH3OH
CH3Cl
CH3Br
CH3I
CH4
(CH3)4Si
元素X
F
O
Cl
Br
I
H
Si
X的电
负性







δ






0
相邻基团或原子的电负性增大，屏蔽效应减弱，氢核δ值增大。
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影响化学位移的因素（magnetic anisotropy）
化学键，尤其是π键在外磁场中产生的感应磁场，在周围空间各个方向上的磁性并不完全相同，因此对邻近的不同方向上的氢核的化学位移将产生不同的影响，使δ值升高或降低。这种现象称为磁各向异性效应。
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苯环的磁各向异性
δ≈

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双键和叁键的磁各向异性
δ=
δ=
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氢键的形成能使羟基或其它基团上的氢核的δ值明显增大，氢键起到了相当于去屏蔽的作用。由于影响氢键形成的因素很多，所以羟基和氨基上的氢核δ值都有一个较大的变化范围。
影响化学位移的因素
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氢键的去屏蔽效应
随样品浓度的增加，羟基氢信号移向低场。
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常见结构单元化学位移范围
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***氢、亚***氢与次***氢δ值计算
O
C
H
3
－
C
H
2
－
C
－
O
－
C
H
－
C
H
2
－
C
H
3
a
b
c
d
e
C
H
3
f
例：
δa =+0= ()
δe =+(-COR)= ()
δf =+( -OCOR)= ()
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NMR图谱的计算机模拟
利用Chemdraw等软件对给定化学结构的分子模拟NMR图谱和化学位移，可省去人工计算。
计算机模拟是有误差的，只能提供解谱时参考，对已知化合物，最后图谱要与标准图谱对照确定。
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练****题
1. 三个质子A、B、C，其屏蔽常数大小的顺序为σB>σA>σC，则这三个质子共振时，哪个质子所需的外磁场最大？
2. 下列化合物中，哪一个或几个质子有较低的化学位移？为什么？
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练****题
3. 若外加磁场强度H0逐渐增大时，则使质子从低能级跃迁到高能级所需要的能量：
A. 不发生变化 B. 逐渐变大
C. 逐渐变小 D. 不确定
4. 下列各组原子核中核磁矩等于0，不产生核磁共振信号的是：
A. B.
C. D.
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练****题
5. 下列化合物中各带标志质子的化学位移归属正确的是（ ）：
A. ~, ~3ppm, δd在9~10ppm
B. δa在