核磁 解析
核磁共振谱图解析
确定分子结构：通过核磁共振谱图中的化学位移值和偶合常数确定分子中各原子的类型和相 互连接方式
确定分子构型：利用核磁共振谱图中的耦合常数和自旋裂分确定分子中各原子的空间排列和 构型
确定分子动态：通过核磁共振谱图中的弛豫时间和扩散系数等信息了解分子内部的运动状态 和动力学行为
分辨率：核磁共振谱图的分辨率越高能够区分出的峰就越多有助于更准确地解析谱图。 灵敏度：灵敏度高的核磁共振谱图可以检测到更低浓度的物质有助于发现潜在的疾病或污染物。
了解核磁共振原理 熟悉常见峰型和化学位移 注意谱线间的耦合和裂分 结合实验条件和样品性质进行分析
误差分析：对谱图进行定量 和定性分析确定误差范围
添加标题
在医学诊断中的应用：核磁共振谱图可以用于医学影像学通过检测人体内氢原子核的共振信号生成人体 内部结构的图像有助于医生对疾病进行早期诊断和精确治疗。
添加标题
在石油化工中的应用：核磁共振谱图可以用于石油化工领域通过分析油样品的氢原子核共振信号评估油 品的性质和成分有助于石油勘探和开发。
添加标题
在农业食品中的应用：核磁共振谱图可以用于农业食品领域通过检测食品中的水分、脂肪、蛋白质等成 分评估食品的质量和安全性有助于食品安全监管和质量控制。
在材料科学中核磁共振谱图可用于 研究材料的微观结构和性质
在材料合成过程中核磁共振谱图可 用于监测反应进程和鉴定新材料的 结构
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
通过核磁共振谱图可以分析材料的 化学键和分子运动从而评估材料的 性能和潜在应用
核磁共振谱图还可以用于材料表征 和质量控制确保材料的可靠性和一 致性
核磁共振碳谱解析
核磁共振碳谱解析一、核磁共振碳谱解析是什么呢？核磁共振碳谱（13C - NMR）可是有机化学里超有用的分析工具哦。
它就像一个小侦探，能把有机化合物里碳原子的各种信息给找出来呢。
比如说碳原子的类型呀，周围的化学环境啦，这些信息对确定有机分子的结构可是超级关键的。
二、核磁共振碳谱的基本原理1. 原子核的磁性原子核就像一个个小磁体，在没有外界磁场的时候，它们的磁性是杂乱无章的。
可是一旦放到一个强磁场里，这些原子核就会像听话的小士兵一样，按照磁场的方向排列起来。
对于碳 - 13这种有磁性的原子核来说，这时候就可以进行核磁共振检测啦。
2. 共振现象当我们用一个特定频率的射频波去照射这些在磁场里排列好的碳 - 13原子核的时候，如果这个射频波的频率刚好和原子核的共振频率相同，就会发生共振现象。
这个时候原子核就会吸收能量，从低能态跃迁到高能态，然后我们就能检测到这个信号啦。
三、核磁共振碳谱的化学位移1. 化学位移的概念化学位移就像是每个碳原子的“身份证号码”，它表示碳原子在核磁共振谱图里的位置。
这个位置可不是随便定的，而是和碳原子周围的电子云密度有关系。
电子云密度高的碳原子，受到的屏蔽作用强，化学位移就会小一点；电子云密度低的碳原子，受到的去屏蔽作用强，化学位移就会大一点。
2. 影响化学位移的因素取代基的电负性：如果碳原子周围连接的是电负性大的原子或者基团，比如氧原子、氮原子等，这个碳原子的电子云就会被拉走一部分，电子云密度降低，化学位移就会增大。
共轭效应：如果有机分子里存在共轭体系，那么碳原子的电子云会重新分布，这也会影响化学位移的大小。
空间效应：有时候周围基团的空间位阻也会影响碳原子的化学位移，虽然这个影响相对小一些。
四、核磁共振碳谱的峰面积1. 峰面积的意义峰面积就像每个碳原子的“投票权”，它和碳原子的数目是成正比的。
也就是说，如果一个峰的面积是另一个峰面积的两倍，那么对应的碳原子数目也是两倍的关系。
通过分析峰面积，我们就能知道有机分子里不同类型碳原子的相对数目啦。
如何通过核磁共振技术进行化学结构解析
如何通过核磁共振技术进行化学结构解析核磁共振技术（Nuclear Magnetic Resonance，简称NMR）是一种非常重要的化学结构解析技术。
它利用核磁共振现象来研究物质的分子结构和相互作用。
通过分析样品的核磁共振信号，可以揭示准确的分子结构信息，为化学研究和实践提供重要支持。
首先，核磁共振技术的原理与应用值得我们深入了解。
核磁共振是一种基于原子核的量子力学现象。
在外加磁场作用下，原子核会分裂成许多能级。
当外加射频电磁波与能级之差匹配时，原子核会吸收能量并发生共振。
核磁共振信号的特征包括化学位移、耦合常数和弛豫时间等。
化学位移是核磁共振信号最重要的参数之一。
它是指原子核共振吸收频率与参考物质（通常是TMS或溶剂副峰）的差异。
化学位移是一种非常精确的特征，可以提供关于化学环境的重要信息。
耦合常数也是核磁共振信号的重要参数之一。
它反映了不同原子核之间的相互作用。
通过分析耦合常数，可以确定分子中不同原子核之间的化学键类型和结构。
弛豫时间是核磁共振信号的另一个重要参数。
它包括横向弛豫时间（T2）和纵向弛豫时间（T1）。
横向弛豫时间反映了原子核之间的相互耦合，而纵向弛豫时间则反映了原子核的能量释放速率。
通过测定弛豫时间，可以了解样品的动力学性质和分子结构。
在实际应用中，核磁共振技术被广泛运用于化学结构解析和化学合成过程监测中。
例如，在药物研发中，研究人员可以通过核磁共振技术确定候选化合物的结构特征，评估其药效和药代动力学性质。
在有机合成中，核磁共振技术可以用于监测反应进程，辅助化合物纯化和检验产品纯度。
当然，核磁共振技术也有其局限性。
首先，核磁共振仪器设备昂贵，对操作人员也要求较高。
其次，悬浮态样品、低浓度样品和重重叠叠的信号往往会给数据解析带来困难。
此外，核磁共振技术对样品的纯度要求较高，因为杂质的存在会降低信号质量和产生噪音。
为了克服核磁共振技术的局限性，研究人员不断开发新的方法和技术。
例如，多维核磁共振技术通过多个维度的信号收集和分析，提供更丰富和准确的结构信息。
核磁原理及解析方法
核磁原理及解析方法一、核磁原理。
1.1 基本概念。
核磁，这名字听起来就有点高大上，其实原理没那么神秘。
简单来说呢，原子核就像一个个小磁体。
在没有外界磁场的时候，这些原子核的磁矩方向是杂乱无章的。
可一旦把它们放到一个强大的外磁场中，就像一群调皮的孩子被老师管住了一样，原子核的磁矩就会顺着外磁场的方向或者逆着外磁场的方向排列。
这就好比排队，有的朝前，有的朝后。
这就是核磁的一个基本状态。
1.2 共振现象。
那什么是共振呢？这就像荡秋千一样，你得在合适的时间推一把，秋千才能越荡越高。
对于原子核来说，我们给它施加一个特定频率的射频脉冲，这个频率就像推秋千的那个恰到好处的力。
当射频脉冲的频率和原子核进动的频率相匹配的时候，原子核就会吸收能量，从低能态跃迁到高能态，这就是核磁共振现象。
就像原子核被这个射频脉冲给激活了，一下子兴奋起来，从原本的状态跳到了一个更高能量的状态。
这时候整个体系就处于一种共振的状态，这可是核磁的关键所在，可不能小看这个过程，这就像一把钥匙开一把锁，频率对了才能打开原子核能量跃迁的这扇门。
二、核磁解析方法。
2.1 化学位移。
化学位移可是核磁解析中的一个重要概念。
不同的原子周围的化学环境不一样，就像人处在不同的家庭环境中有不同的性格一样。
原子周围的电子云密度会影响原子核感受到的磁场强度。
所以在核磁谱图上，不同化学环境下的同种原子核会出现在不同的位置，这就是化学位移。
比如说，在一个有机分子里，甲基上的氢原子和羟基上的氢原子，它们的化学环境差别很大，在核磁谱图上就会出现在不同的地方。
这就好比住在城市不同区域的人，有着不同的生活方式，在核磁这个“城市”里，不同化学环境的原子就有着不同的“居住地址”。
2.2 耦合常数。
耦合常数也是核磁解析中必须要考虑的。
它反映了相邻原子核之间的相互作用。
这就像邻居之间会互相影响一样，相邻的原子核之间也会通过化学键传递一种相互作用。
这种相互作用在核磁谱图上表现为峰的分裂。
如何通过核磁共振技术解析未知化学结构
如何通过核磁共振技术解析未知化学结构核磁共振技术是一种用于解析未知化学结构的重要方法。
通过核磁共振技术，科学家们能够深入了解物质的组成和结构，从而为化学领域的研究和应用提供重要的支持。
下面，我们将从核磁共振原理、样品准备、数据分析和应用举例等方面，分别探讨如何通过核磁共振技术解析未知化学结构。
首先，我们来了解核磁共振原理。
核磁共振是基于原子核自旋的一种物理现象，通过外加磁场和一系列脉冲序列的作用，能够探测样品中不同原子核的共振现象。
不同原子核的特定共振信号可以通过核磁共振谱图来分析，进而揭示未知化学结构。
在进行核磁共振实验之前，需要进行样品的准备。
样品首先要溶解在适当的溶剂中，以获得均匀的溶液。
然后，将溶液转移到核磁共振管中，确保管道的干净和正确装填，以避免任何干扰信号。
同时，为了获得准确的谱图，还需要进行自校正，即在实验过程中引入参考物质来校正谱线的化学位移。
数据分析是核磁共振技术中的关键步骤。
核磁共振谱图中的化学位移是一个十分重要的信息，它可以提供原子核相对于参考物质的位置。
通过比较样品中的化学位移与已知的化学结构的化学位移数据，可以初步推测出未知化学结构中存在的官能团、键合关系、环状结构等信息。
此外，还可通过多维核磁共振技术，如二维核磁共振谱图，进一步提高结构解析的准确性和可靠性。
在应用方面，核磁共振技术被广泛研究并应用于有机合成、药物研发等领域。
例如，在有机合成中，通过核磁共振技术可以确定反应物和产物的结构，以推测合成反应的机理和优化合成条件。
在药物研发中，核磁共振技术能够帮助科学家们了解药物与靶标之间的相互作用，从而优化药物设计和开发。
此外，核磁共振技术在材料科学、环境监测等领域也有广泛的应用。
比如，在材料科学中，通过核磁共振技术可以研究材料的晶体结构、分子间相互作用等。
在环境监测中，核磁共振技术可以用来分析土壤、水样等中的化学物质，为环境保护和资源利用提供数据支持。
综上所述，通过核磁共振技术解析未知化学结构是一项重要而复杂的工作。
核磁解析
C8H11N
CH3CO2CHCH3
CH2CH2OCOCH3
H3 C
CO2CH2CH3
3、高级谱与一级谱的区别 、 （ 1）、 高级谱一般情况下 ， 峰的数目超过由 ） 高级谱一般情况下，峰的数目超过由n+1规 规 律计算的数目； 律计算的数目； （2）高级谱峰组内各峰之间的相对强度关系复杂； ）高级谱峰组内各峰之间的相对强度关系复杂；
分子中相互偶合的核构成一个自旋系统， 分子中相互偶合的核构成一个自旋系统，系统 内的核相互偶合， 内的核相互偶合，但不与系统外的的任何核发生偶 一个分子中可以有几个自旋系统。 合。一个分子中可以有几个自旋系统。
）、间位二取代 （4）、间位二取代 ）、
A A A
B
AB2C系统 系统
ABCD系统 系统
A、相同基团间位取代，构成AB2C系统，谱图复杂， 、相同基团间位取代，构成 系统， 系统 谱图复杂， 但有时显示粗略的单峰； 但有时显示粗略的单峰； B、不同基团的间位取代，构成ABCD系统，其谱图 、不同基团的间位取代，构成 系统， 系统 最复杂。 最复杂。
A
C、AA’ BB’系统 、 系统
A
A
B
4、常见的一些高级谱图 、 （1）、单取代苯 ）
R
AA’ BB’C 系统
A、取代基没有强烈的屏蔽或去屏蔽效应时，可出现 、取代基没有强烈的屏蔽或去屏蔽效应时， 5个芳氢的单峰； 个芳氢的单峰； 个芳氢的单峰 B、取代基有强烈的屏蔽或去屏蔽效应时，如苯乙酮， 、取代基有强烈的屏蔽或去屏蔽效应时，如苯乙酮， 这种取代基常造成邻位质子移向高场或低场， 这种取代基常造成邻位质子移向高场或低场，图上出 现两个质子的多重峰及三个质子的多重峰。 现两个质子的多重峰及三个质子的多重峰。
核磁共振谱的解析与应用
核磁共振谱的解析与应用核磁共振谱（Nuclear Magnetic Resonance Spectrum，简称NMR谱）是一种重要的分析技术，广泛应用于化学、生物、医药等领域。
通过测定样品在外加磁场和射频辐射作用下核自旋的行为和能级差异，核磁共振谱可以提供丰富的结构信息和化学环境信息，帮助人们研究分子的结构、性质和相互作用。
本文将介绍核磁共振谱的解析原理和常见应用。
一、解析原理核磁共振谱的解析基于一系列物理原理。
首先，分子中的核自旋在外加磁场下会产生塞曼效应，核自旋的外加磁场分裂成等间隔的能级。
这些能级间的能量差与外加磁场强度和核自旋的旋磁比有关。
其次，样品吸收射频辐射时，核自旋在不同能级之间跃迁，而观察样品吸收的射频能量可以得到谱图。
不同的核素和不同的化学环境会引起谱线位置的差异，进而揭示了分子的结构信息。
二、应用领域核磁共振谱广泛应用于化学、生物、医药等领域。
具体包括以下方面：1. 结构表征核磁共振谱可以提供全面的结构信息，包括分子中的原子种类、相对数量、官能团配位等。
通过测定样品的NMR谱，可以确定分子的结构、立体构型和键合情况，从而为化学合成和化学反应机理的研究提供重要线索。
2. 分子动力学研究核磁共振谱可用于研究分子在液相或固相中的动力学行为。
通过测量核磁共振谱的弛豫时间，可以获得分子在不同环境下的平均聚集状态、动态过程和相对速率。
这对于理解分子的溶解度、扩散性质和反应速度等具有重要意义。
3. 生物医学研究在生物医学领域，核磁共振谱被广泛用于研究生物大分子（如蛋白质、核酸）的结构和相互作用，以及体内代谢物的定量分析和代谢途径研究。
此外，核磁共振成像（Nuclear Magnetic Resonance Imaging，简称MRI）也是一种基于核磁共振原理的成像技术，可用于医学影像诊断和研究。
4. 药物研发核磁共振谱在药物研发过程中起到了关键的作用。
通过测定药物分子在溶液中的核磁共振谱，可以了解药物的溶解度、稳定性和结构特点，从而指导药物的优化设计和安全性评估。
核磁共振波谱解析的主要参数
核磁共振波谱解析的主要参数核磁共振（Nuclear Magnetic Resonance, NMR）波谱是一种高分辨无损的分析技术，广泛应用于化学、生物化学、药学、材料科学等领域。
核磁共振波谱解析的主要参数包括信号强度、化学位移、偶合常数、弛豫时间以及分辨率等。
下面将对这些参数进行详细介绍。
1. 信号强度（Signal Intensity）：信号强度反映了溶液中特定核的相对丰度或浓度。
在NMR波谱中，信号强度通常用积分面积或峰高度表示。
2. 化学位移（Chemical Shift）：化学位移是核磁共振波峰在频率轴上的位置。
它是相对于参考物质（通常是四氢呋喃或二甲基硫醚）定义的，并且与共振核周围的电子环境有关。
化学位移通常以δ值表示，以部分百万分之一（ppm）为单位。
3. 偶合常数（Coupling Constant）：偶合常数是描述磁共振核之间相互作用的参数。
它反映了不同核自旋之间的耦合程度。
在NMR波谱中，可以通过峰间的分裂模式来确定偶合常数。
4. 弛豫时间（Relaxation Time）：弛豫时间是核磁共振过程中，自旋系统从高能态向低能态返回的速度。
主要有纵向弛豫时间（T1）和横向弛豫时间（T2）两个参数。
T1反映了自旋系统恢复到热平衡所需的时间，而T2则是自旋之间能量转移和相干性的衰减时间。
5. 分辨率（Resolution）：分辨率是指NMR波谱中两个峰之间的最小频率差。
它取决于核磁共振仪的仪器分辨率和样品的纯度。
较高的分辨率意味着可以分辨更多的峰并提供更多的结构信息。
除了以上主要参数外，还有一些其他与NMR波谱解析相关的参数：6. 强度归一化（Normalization）：强度归一化用于将不同波峰的信号强度标准化，以便比较不同实验的结果。
7. 脉冲宽度（Pulse Width）：脉冲宽度是指核磁共振仪在激发和检测过程中所施加的射频脉冲的宽度。
脉冲宽度的选择将影响到信号的强度和分辨率。
核磁共振波谱解析的主要参数
核磁共振波谱解析的主要参数1. 化学位移（Chemical Shift）化学位移是核磁共振谱上信号相对于参比物的位置。
它是由核磁共振体系中不同核的环境所决定的。
化学位移的测量可以提供化学组成、分子结构等信息。
在核磁共振谱图上，化学位移以ppm（parts per million）为单位来表示。
常用参比物有TMS（二甲基硅烷），其化学位移定为0 ppm。
2. 积分强度（Integral Intensity）积分强度是指核磁共振谱上信号的峰面积，它与信号分子的数量成正比。
通过测量积分强度可以计算出各个组分在样品中的相对含量。
积分强度是定量分析的重要参数。
3. 耦合常数（Coupling Constants）耦合常数是指核磁共振谱上两个磁共振峰的距离，即两个信号的分裂程度。
耦合常数的测量可以提供关于分子之间相互作用的信息，包括分子的平面结构、键长等。
耦合常数的大小和形态可以帮助研究分子的化学性质。
4. 旋转速率（Spin-Spin Relaxation Time）旋转速率(T2)是指核磁共振谱上信号的半高宽（FWHM），它反映了样品中分子之间的自旋-自旋耦合强度。
旋转速率的测量可以为表征样品的物理性质（如分子流动速度、粘滞效应等）提供重要的信息。
5. 解析峰形（Line Shape）解析峰形是指核磁共振谱上信号的峰形状，通常为高斯型或洛伦兹型。
解析峰形的位置和形状可以提供信号的分辨率和灵敏性。
不同的峰形对信号参数的解析有不同的影响。
6. 离域效应（Chemical Exchange）核磁共振谱解析还可以通过观察离域效应来获取关于分子间和分子内动力学过程的信息。
离域效应是指分子或官能团中的动态过程对核磁共振信号的影响。
可以通过观察峰形的形变、峰的强度、位置和化学位移的变化来分析离域效应。
总之，核磁共振波谱解析的主要参数包括化学位移、积分强度、耦合常数、旋转速率、解析峰形和离域效应。
这些参数的测量和解析可以提供分子结构、组成、动力学等信息，对于化学、生物、材料等领域的研究具有重要的意义。
核磁共振谱的解析与应用
核磁共振谱的解析与应用核磁共振谱（NMR）是一种物质结构分析的重要方法，广泛应用于化学、生物化学、药学等领域。
本文将从核磁共振谱的基本原理、解析方法和应用案例等方面进行介绍与探讨。
一、核磁共振谱的基本原理核磁共振是一种基于核自旋的物理现象，其基本原理是利用外加磁场使核自旋状态发生变化，并通过测量共振频率来获得物质的结构信息。
核磁共振谱仪是核磁共振技术的重要工具，通过观察不同核自旋的能级差和转换过程，可以得到一系列峰位、峰面积和峰强度等参数。
二、核磁共振谱的解析方法1. 峰位解析：通过观察不同化学位的原子核在核磁共振谱中的信号位置，可以确定它们的化学位或结构位置。
一般来说，峰位越往化学位移顺移，其化学环境越不同。
2. 峰面积解析：峰面积与峰强度成正比，在一定条件下可以代表化合物中核自旋的数量。
通过测量峰面积，可以推测样品中化合物的含量或浓度。
3. 峰强度解析：峰的强度与样品中核自旋的种类、数目和相对位置等因素有关。
通过观察峰的相对强度，可以初步判断化合物的结构或它们的相对丰度。
三、核磁共振谱的应用案例1. 化学领域：核磁共振谱常用于化学物质的结构确定和分子识别。
如对于有机化合物，通过观察不同化学位的峰位、峰面积和峰强度等参数，可以推测出其结构和官能团。
2. 生物化学领域：a. 蛋白质NMR：核磁共振谱可以用来研究蛋白质的结构、动力学和相互作用等，为药物研发和生物化学研究提供重要依据。
b. 代谢组学：通过核磁共振谱可以对代谢产物进行定性和定量分析，为疾病诊断和治疗提供依据。
3. 药学领域：核磁共振谱在药物研发、药物分析和质量控制等方面具有广泛应用。
例如，可以利用核磁共振谱来解析药物的结构和判断其纯度。
4. 环境科学领域：核磁共振谱可以用于土壤、水体等环境样品中有机物的分析，从而了解环境中的有机污染物。
总结：核磁共振谱作为一种重要的物质结构分析方法，具有广泛的应用前景。
通过对核磁共振谱的解析与应用的介绍，希望可以增加读者对核磁共振谱的认识，并为相关领域的研究者提供一定的参考和借鉴价值。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
( 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；
0 = 2 0 = H0 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： E= H0 （磁矩）
C 6 ,16 O8 , 32 S16
I 1, 2 H 1 ,14 N 7 , I 3,10 B5
讨论:
(1) I=0 的原子核 16 O； 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，14N I=3/2： 11B，35Cl，79Br，81Br I=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
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。
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。
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。
z H0
z
m=1/2
z
m=-1/2 I=1 I=1/2
1
m=1 m=0 m= -1
I=2
H
m=2 m=1 m=0 m= -1 m= -2
E2=+ H0 E= E2 － E1 = 2 H0 E1=－ H0
核磁共振波谱仪
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；
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）
a b c
4.各类有机化合物的化学位移
①饱和烃
-CH3: CH3=0.791.10ppm -CH2: CH2 =0.981.54ppm -CH: CH= CH3 +(0.5 0.6)ppm
O CH3 N CH3 C C CH3 O C CH3 CH3
H=3.2~4.0ppm H=2.2~3.2ppm H=1.8ppm
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。
2. 化学位移的表示方法
第九章 核磁共振波谱 分析法
第一节 核磁共振基本原理
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
一、 原子核的自旋
h 2
C
I ( I 1)
核 磁 矩： g I ( I 1) 1 H 2.79270 13 0.70216 核磁子=eh/2M c；自旋量子数（I）不为零的核都具有磁矩，
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
第九章 核磁共振波谱 分析法
第二节 核磁共振与化学位移
一、核磁共振与化 学位移 二、影响化学位移 的因素
一、核磁共振与化学位移
1.屏蔽作用与化学位移
(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。
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。
H H3CH 2C O H O CH 2CH 3 CCl 4 5.72ppm 3.7ppm O H O H H O O CH 3 CCl 4 7.45ppm 4.37ppm
3.空间效应
δ 1.77
O H 3C C H
δ 2.31
O H C CH3
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 )
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：
Ei E j Ni E h exp exp exp Nj kT kT kT
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 )
Cl HC Cl Cl 7..24
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。
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。
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。
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
常见结构单元化学位移范围
H=2.1ppm
H=2~3ppm
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
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，
大
低场
小
高场
电负性对化学位移的影响
3.5 O CH3 3.42-4.02 3.0 N CH3 2.12-3.10 2.5 C CH3 0.77-1.88
磁场强度2.3488 T；25C；1H的共振频率与分配比：
2.68 108 2.3488 共振频率 B0 100.00MHz 2 2 3.24 6.626 1034 100.00 106 J s s 1 Ni exp 1.38066 10 23 298 J K 1 K 0.999984 Nj
δ 3.55
H OH
δ 3.75
HO H
空间效应
去屏蔽效应
2.40
δ 1.10 δ HC
δ 4.68 HbHa OH
δ
0.88
HC
δ
3.55
HbHO
δ
3.92
Ha
(A)
(B)
H =4.68ppm H =2.40ppm H =1.10ppm
a b c
H =3.92ppm H =3.55ppm H =0.88ppm
F CH 3 Cl CH 3 4.26 3.05
H3C Br 2.68
Br CH 3 2.68
I CH 3 2.60
CH3(CH2)3 Br 0.90
碳杂化轨道电负性：SP>SP2>SP3
H3CH2C Br CH3(CH2)2 Br 1.65 1.04
H3C Cl 3.05
Cl H2C Cl 5.33
O ~2.1 H3C C
~3.0 H 3C
H
N
~.8 1 HC C C 3
~3.7 H3C O H C
~0.9 H3C C
O C OH
H C O
C
15 14 13 12 11 10 9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
¯ §» Æ » Ñ Î Ò
Ä (ppm) ¦
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
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)。