公共技术服务中心仪器培训之核磁共振波谱仪课件.ppt

1、超导核磁共振波谱仪超导核磁共振波谱仪仪器存放地点：仪器存放地点：联系方式：或联系方式：或内内 容容l仪器基本信息仪器基本信息l基本原理基本原理l样品配置方法及要求样品配置方法及要求l应用情况应用情况l谱图处理软件谱图处理软件核磁共振波谱仪基本信息核磁共振波谱仪基本信息l仪器型号：l仪器配置：超屏蔽磁体、宽带探头、反式探头、位自动进样器、低温附件l参数：的共振频率：l 的共振频率：l 磁体磁体探头探头自动进样器自动进样器基本构成基本构成核磁共振（）l核物质的原子核l磁磁场（外部磁场）电磁波l核磁共振原子核受到电磁波作用时，在磁能级之间发生共振跃迁的现象。核磁共振的产生l原子核的基本属性l（）原子

2、核的质量和所带电荷,l（）原子核的自旋l 自旋量子数l（）原子核的磁性和磁矩l l（）原子核的旋磁比()H21C136）1(IIgNN质量数原子序数自旋量子数()例子奇数奇或偶偶数偶数偶数奇数25,23,218171735511,25,23OIClBI,2111HI 715919613,NFC1632816612,SOC51071412,3,1BINHI核磁共振的产生l磁性核在外磁场中的行为l拉莫尔进动（旋进）频率l当磁性核处于一个均匀的外磁场中，磁核因受到产生的磁场力作用围绕着外磁场方向做旋转运动，同时仍然保持本身的自旋，这种运动方式称为拉莫尔进动。0B核磁共振的产生l磁性核在外磁场中的行为

3、l原子核的取向和能级分裂l自旋量子数 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。l当置于外磁场中时，相对于外磁场，有（）种取向：l氢核（），两种取向（两个能级）：l()与外磁场平行，能量低，磁量子数;l()与外磁场相反，能量高，磁量子数;核磁共振的产生l核磁共振产生的条件l核磁能级跃迁的选律为l相邻两能级之间的能量差l当外界电磁波提供的能量正好等于相邻间的能量差时，即外 时，核就能吸收电磁波能量从较低能级跃迁到较高能级，这种跃迁称为核磁共振。被吸收的电磁波频率为l外磁场的存在是核磁共振产生的必要条件，没有外磁场，磁核不会做拉莫尔进动，不会有不同的取向

4、，简并的能级也不能发生分裂，就不可能产生核磁共振现象。00EBBgNNE2/E00rBhvBhv核磁共振的产生l弛豫l将原子核置于外磁场中时，磁能级发生分裂，对于的核，就会出现两个能级，那么高能级和低能级的粒子数分布情况可用波尔兹曼分布来描述。l如果高低能级粒子数相等，电磁波的吸收和发射相互抵消，观察不到净吸收信号。l要持续检测到净吸收信号，必须使低能级的粒子数大于高能级的粒子数，这就要求必须有某种过程存在，它能使处于高能级的原子核回到低能级，以保持低能级上的粒子数多于高能级，这种从激发状态回复到平衡的过程就是弛豫。kTEkeN/iN核磁共振的产生()l化学位移()的产生l在前面的讨论中，都是

5、将原子核当做孤立的粒子来讨论的，没有考虑到核外电子云的影响l因核所处化学环境改变而引起共振条件（核的共振频率或外磁场强度）变化的现象称为化学位移()0EB）（-1210B2/0rBhv化学位移的表示方法l在实际中，把化学位移写成不依赖于磁场或频率的相对数值的形式。定义化学位移是相对于某个标准物质进行测量的：661010-仪标标样）（）（化学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()为什么用作为基准?.个氢处于完全相同的化学环境，只产生一个尖峰；.屏蔽强烈，位移最大。与有机化合物中的质子峰不重迭；.化学惰性；易溶于有机溶剂；沸点低，易回收。化学位移相对表示方法的意义

6、l即使使用不同的仪器或在不同的场强下，相同的官能团具有相同的值。不同的官能团由于存在于不同的电子环境因而具有不同的化学位移，从而使结构鉴定成为可能。HC=OHC=CH2CH30 ppm428610自旋自旋耦合（）l化学位移只考虑了核外电子云对核产生的屏蔽作用，忽略了同一分子中磁核间的相互作用，这种相互作用很小，对化学位移没有影响，而对谱峰的形状有着重要影响。磁核间通过中间媒介（电子云）而发生的这种作用，【此中间媒介就是所谓的化学键】就叫做自旋自旋耦合（耦合）CHCHHC异核J-coupling同核 J-couplingJCHJHH自旋耦合作用的结果 自旋自旋偶合引起共振线的分裂而形成多重峰。多

7、重峰实际代表了相互作用的原子核彼此间能够出现的空间取向组合。CHJCHCHJCH原始频率w-J/2w+J/2JCHl多重峰出现的规则:l.某一原子核与个相邻的核相互偶合将给出()重峰.l.等价组合具有相同的共振频率.其强度与等价组合数有关.l.磁等价的核之间耦合作用不出现在谱图中.l.偶合具有相加性.HaHbCCabJABHBHBHAHAJABobserved spincoupled spinintensityAB1B1BA1A1*CH*CH2*CH3CH1H2H3CH1H2CH1*CC去耦（）l原子核间的耦合导致谱图的复杂化。l如果峰数不多，耦合的方式仍可分析出。但当很多锋出现时，耦合方式的

8、分析就不是那么容易。*CH3-CH2-未去偶氢去偶去耦（）l去耦除了可以简化碳谱还因为有核的效应而增加信噪比。decoupledcoupledC-HC-H2*CH3-CH2-l:l 频率原子核l化学位移:结构测定(功能团)l耦合:结构测定(原子的相关性)l偶极耦合:结构测定(空间位置关系)l弛豫:动力学1H13CCH3C=CH-HHCCCHHHHDJHHHCJCHCC=CCH3样品配置方法及需求l核磁管l 直径，玻璃、透明、无异物、清洗干净l氘代试剂l 不管是固体样品还是液体样品，均需要选择合适的氘代试剂进行溶解。不能使用普通试剂，因为锁场必须使用氘代试剂。常用的氘代试剂有：氘代氯仿、重水、氘

9、代、氘代甲醇、氘代丙酮、氘代四氢呋喃等。l配置好的溶液l 应为透明均一的溶液，溶液内不能有悬浮物或者沉淀，不能有分层现象，不能有浓度梯度存在，样品高度在，不能低于。!样品配置方法 l固体样品测试谱：取离心管，置于天平上，归零，取样品（分子量在的样品）放置离心管中，加入氘代试剂，进行充分溶解，溶解完全后，将溶液移至核磁管中，盖上核磁管帽。在核磁管外壁贴上标签，标明样品名称，溶剂等信息内容，最后用透明胶将标签固定。l固体样品测试谱：取离心管，置于天平上，归零，取样品（分子量在的样品）放置离心管中，加入氘代试剂，进行充分溶解，溶解完全后，将溶液移至核磁管中，盖上核磁管帽。在核磁管外壁贴上标签，标明样

10、品名称，溶剂等信息内容，最后用透明胶将标签固定。如果固体不能完全溶解，请将离心管进行离心，然后取上清液，以保证样品配置要求。l液体样品（分子量在）测试谱和谱：测试谱，取半滴到一滴样品滴入氘代试剂中，转移至核磁管。测试谱，取一滴到两滴样品滴入氘代试剂中，转移至核磁管。标签示意图样品名称最好是英文字母和阿拉伯数字结合l:,()l ,l:.l l !l ,!l 核磁共振波谱仪的应用领域（仅限于我所核磁）核磁共振波谱仪的应用领域（仅限于我所核磁）l从谱图种类分从谱图种类分一维谱一维谱二维谱二维谱、常规、压溶剂峰常规、压溶剂峰理论上可以做，理论上可以做，但需要特殊条件但需要特殊条件 测定值与计算值相关性测定值与计算值相关性谱谱结构鉴定谱结构鉴定谱图处理软件l专业软件：l 需到室使用正版或自己网上下载试用版，试用版只能使用一个月l免费软件l 破解版l l l l 谢谢！