1、請教核磁共振圖譜解析方法
核磁共振用NMR(Nuclear Magnetic Resonance)為代號。
1.原子核的自旋
核磁共振主要是由原子核的自旋運動引起的。不同的原子核,自旋運動的情況不同,它們可以用核的自旋量子數I來表示。自旋量子數與原子的質量數和原子序數之間存在一定的關系,大致分為三種情況,見表8-1。
I為零的原子核可以看作是一種非自旋的球體,I為1/2的原子核可以看作是一種電荷分布均勻的自旋球體,1H,13C,15N,19F,31P的I均為1/2,它們的原子核皆為電荷分布均勻的自旋球體。I大於1/2的原子核可以看作是一種電荷分布不均勻的自旋橢圓體。
2.核磁共振現象
原子核是帶正電荷的粒子,不能自旋的核沒有磁矩,能自旋的核有循環的電流,會產生磁場,形成磁矩(μ)。
式中,P是角動量,γ是磁旋比,它是自旋核的磁矩和角動量之間的比值,
當自旋核處於磁場強度為H0的外磁場中時,除自旋外,還會繞H0運動,這種運動情況與陀螺的運動情況十分相象,稱為進動,見圖8-1。自旋核進動的角速度ω0與外磁場強度H0成正比,比例常數即為磁旋比γ。式中v0是進動頻率。
微觀磁矩在外磁場中的取向是量子化的,自旋量子數為I的原子核在外磁場作用下只可能有2I+1個取向,每一個取向都可以用一個自旋磁量子數m來表示,m與I之間的關系是:
m=I,I-1,I-2…-I
原子核的每一種取向都代表了核在該磁場中的一種能量狀態,其能量可以從下式求出:
向排列的核能量較低,逆向排列的核能量較高。它們之間的能量差為△E。一個核要從低能態躍遷到高能態,必須吸收△E的能量。讓處於外磁場中的自旋核接受一定頻率的電磁波輻射,當輻射的能量恰好等於自旋核兩種不同取向的能量差時,處於低能態的自旋核吸收電磁輻射能躍遷到高能態。這種現象稱為核磁共振,簡稱NMR。
目前研究得最多的是1H的核磁共振,13C的核磁共振近年也有較大的發展。1H的核磁共振稱為質磁共振(Proton Magnetic Resonance),簡稱PMR,也表示為1H-NMR。13C核磁共振(Carbon-13 Nuclear Magnetic Resonance)簡稱CMR,也表示為13C-NMR。
3.1H的核磁共振 飽和與弛豫
1H的自旋量子數是I=1/2,所以自旋磁量子數m=±1/2,即氫原子核在外磁場中應有兩種取向。見圖8-2。1H的兩種取向代表了兩種不同的能級,
因此1H發生核磁共振的條件是必須使電磁波的輻射頻率等於1H的進動頻率,即符合下式。
核吸收的輻射能大?
式(8-6)說明,要使v射=v0,可以採用兩種方法。一種是固定磁場強度H0,逐漸改變電磁波的輻射頻率v射,進行掃描,當v射與H0匹配時,發生核磁共振。另一種方法是固定輻射波的輻射頻率v射,然後從低場到高場,逐漸改變磁場強度H0,當H0與v射匹配時,也會發生核磁共振。這種方法稱為掃場。一般儀器都採用掃場的方法。
在外磁場的作用下,1H傾向於與外磁場取順向的排列,所以處於低能態的核數目比處於高能態的核數目多,但由於兩個能級之間能差很小,前者比後者只佔微弱的優勢。1H-NMR的訊號正是依靠這些微弱過剩的低能態核吸收射頻電磁波的輻射能躍遷到高能級而產生的。如高能態核無法返回到低能態,那末隨著躍遷的不斷進行,這種微弱的優勢將進一步減弱直至消失,此時處於低能態的1H核數目與處於高能態1H核數目相等,與此同步,PMR的訊號也會逐漸減弱直至最後消失。上述這種現象稱為飽和。
1H核可以通過非輻射的方式從高能態轉變為低能態,這種過程稱為弛豫,因此,在正常測試情況下不會出現飽和現象。弛豫的方式有兩種,處於高能態的核通過交替磁場將能量轉移給周圍的分子,即體系往環境釋放能量,本身返回低能態,這個過程稱為自旋晶格弛豫。其速率用1/T2表示,T2稱為自旋晶格弛豫時間。自旋晶格弛豫降低了磁性核的總體能量,又稱為縱向弛豫。兩個處在一定距離內,進動頻率相同、進動取向不同的核互相作用,交換能量,改變進動方向的過程稱為自旋-自旋弛豫。其速率用1/T2表示,T2稱為自旋-自旋弛豫時間。自旋-自旋弛豫未降低磁性核的總體能量,又稱為橫向弛豫。
4.13C的核磁共振 豐度和靈敏度
天然豐富的12C的I為零,沒有核磁共振信號。13C的I為1/2,有核磁共振信號。通常說的碳譜就是13C核磁共振譜。由於13C與1H的自旋量子數相同,所以13C的核磁共振原理與1H相同。
將數目相等的碳原子和氫原子放在外磁場強度、溫度都相同的同一核磁共振儀中測定,碳的核磁共振信號只有氫的1/6000,這說明不同原子核在同一磁場中被檢出的靈敏度差別很大。13C的天然豐度只有12C的1.108%。由於被檢靈敏度小,豐度又低,因此檢測13C比檢測1H在技術上有更多的困難。表8-2是幾個自旋量子數為1/2的原子核的天然豐度。
5.核磁共振儀
目前使用的核磁共振儀有連續波(CN)及脈沖傅里葉(PFT)變換兩種形式。連續波核磁共振儀主要由磁鐵、射頻發射器、檢測器和放大器、記錄儀等組成(見圖8-5)。磁鐵用來產生磁場,主要有三種:永久磁鐵,磁場強度14000G,頻率60MHz;電磁鐵,磁場強度23500G,頻率100MHz;超導磁鐵,頻率可達200MHz以上,最高可達500~600MHz。頻率大的儀器,解析度好、靈敏度高、圖譜簡單易於分析。磁鐵上備有掃描線圈,用它來保證磁鐵產生的磁場均勻,並能在一個較窄的范圍內連續精確變化。射頻發射器用來產生固定頻率的電磁輻射波。檢測器和放大器用來檢測和放大共振信號。記錄儀將共振信號繪製成共振圖譜。
70年代中期出現了脈沖傅里葉核磁共振儀,它的出現使13C核磁共振的研究得以迅速開展。
氫 譜
氫的核磁共振譜提供了三類極其有用的信息:化學位移、偶合常數、積分曲線。應用這些信息,可以推測質子在碳胳上的位置。
2、核磁共振dosy譜圖是什麼樣的
D
3、核磁共振譜圖是怎樣看的
核磁共振氫譜分析的一般步驟
•
核磁共振氫譜的分析大體上可以分為以
下三個步驟回:答
(1)
看峰的位置(即化學位移)和峰的面
積(即氫原子數目):應用化學位移的知
識,結合譜峰面積,可以確定(或大致確
定)化合物中含氫官能團的種類。
•
5.1
核磁共振氫譜分析的一般步驟
•
(2)
看峰的形狀(即各個峰的偶合裂分情
況):應用n
1規律或二級偶合裂分的知識,
可確定(或大致確定)分子中基團和基團
間的相互關系,區分出自旋體系的種類。
5.1
核磁共振氫譜分析的一般步驟
•
(3)
計算偶合常數:應用偶合常數的知識,
可以確定分子的立體構型等。
4、核磁共振分析圖譜怎麼看
核磁共振是確定分子結構的,豎線表示分子中有幾種不同的H,波峰(就是豎線)的面積(一般視為高度)與氫原子數成正比.只是化學知識,如果你問醫學影像,請轉換分類
5、核磁圖譜怎麼分析
目前應用的主要是氫譜和碳譜。
以核磁共振氫譜為例,峰的數量就是回氫的化學環境的數量,答而峰的相對高度,就是對應的處於某種化學環境中的氫原子的數量。使用核磁共振儀自帶的自動積分儀可以對各峰的面積進行自動積分,得到的數值用階梯式積分曲線高度表示出來。
不同化學環境中的H,其峰的位置是不同的。峰的強度(也稱為面積)之比代表不同環境H的數目比。
例:CH3CH2OH中,有3種H,則有3個峰,強度比為:3:2:1。
CH3OCH3中,只有一種H,則有1個峰。
CH2=CH-CH3中,有三種H,個數比為:2:1:3
一氯苯中:有3種H,個數比:2:2:1
CH3COOCH3中有2種H,個數比3:3or1:1。
建議網路:核磁共振氫譜,看不明白的話再查閱波譜解析的相關書籍。
6、核磁共振譜圖
1、首先提一點,你問題中陳述的錯誤,
如果單考慮一般的C譜,通常都是去耦的,回也就答是不會出現你所說 的 質子 比 這個問題。
對於積分高度這個提法也是有問題的,積分就是積分,是整個峰的面積,高度如果非要說的話 , 我覺得可以參照IR不如說成是峰強,
2、下面回答你的問題
就通常的c譜:
就C而言,一般會分成仲碳、季碳之類的,一般季碳要矮一些,不存在質子的問題。
就正常工作而言
積分只有h才有,表示的是質子的數目,這就是與結構個關系。
建議:買一本《有機化合物波譜解析》補一下基礎知識
-------------------------------------------------以上僅為個人觀點。
7、怎樣才能看好核磁共振圖譜。
剛本科畢業吧?一般研究生也要磨練1年,才能上手。最好不要依賴chemdraw,預測的東西和實驗值還是有很大差別的。
給你推薦一本參考書:
葯明康德 核磁共振譜解析培訓 下載:http:///f/15297171.html?from=like
核磁共振圖譜解析 (胡立宏) 下載:http:///f/2639541.html
pdf版本,再有不懂的就給我留言,我的研究生都是做合成的。