第四章核磁共振波谱法第一节核磁共振基本原理2．原子核的磁矩核磁矩的大小与自旋角动量的大小成正比。γ为核的磁旋比（又称旋磁比、回旋比等），它是核的特征常数。二、原子核在磁场中的行为三、驰豫过程1．自旋—晶格弛豫（又称为纵向弛豫）2．自旋—自旋弛豫（又称为横向弛豫）第二节化学位移核外电子在外磁场作用下,在与外磁场垂直的平面上绕核环流,形成环电流同时产生与外加磁场相对抗的感应磁场.感应磁场减弱外磁场对磁核的作用。1H有效=H0(1-)=H0-H0=H0-H感应处于不同化学环境的质子,核外电子云分布不同,值不同。共振条件为：二、化学位移的表示方法及测定化学位移通常用位移常数δ值表示。标准物:四甲基硅烷(CH3)4Si，TMS=0（单峰）CHCl3：=——————106=7.28ppm60MHZ值小，屏蔽作用大；值大，屏蔽作用小。2．化学位移的测定三、影响化学位移的因素试比较下面化合物分子中HaHbHc值的大小。（二）各向异性效应1．芳环的各向异性效应2．乙炔分子的各向异性效应3．双键的各向异性效应（三）氢键（四）质子交换（五）溶剂效应有机分子中质子的化学位移近似表第三节偶合和分裂相邻近氢核自旋之间的相互干扰作用称为自旋偶合。由自旋偶合引起的谱线增多现象叫做自旋裂分。一、简单原理HB有两个，各峰的强度为1:2:1CH3CHO分子中各组氢分别呈几重峰？二、偶合常数（J）1.同碳偶合(2J)1．核的等价性质（1）化学等价分子中两个相同的原子处于相同的化学环境时称化学等价。化学等价的质子必然化学位移相同。（1）n＋1规律。当有不同的近邻时（即质子和两种不同类型的质子，一种n个，一种n’个偶合时），则将出现(n＋1)(n’＋1)……个峰。如果邻近不同的核与所研究的核之间有着接近或相同的偶合常数,那么谱线分裂的数目为(n+n’+1)。（2）裂分峰的强度比相当于二项式(x＋1)n的展开式系数（3）裂分峰以该质子的化学位移为中心，左右大体上对称，互相偶合的两个质子，其偶合常数J相等，即裂分峰之间的距离相等。（4）磁全同的核之间也有偶合，但没有裂分现象，谱线是单峰。第四节NMR谱的类型产生一级谱的条件为：1）△ν／J大，至少应大于6。2）同一核组（其化学位移相同）的核均为磁等价的。1．AX系统2．AX2系统3．A2X2系统4．A3M2X2系统5．AMX系统二、高级谱两个互相偶合的核，其△ν／J＜6时，即不能满足一级谱的条件，则产生高级谱。第五节核磁共振波谱仪1．磁铁永久磁铁电磁铁超导磁体2．射频振荡器3．射频接受器4．探头和样品管座核磁共振仪磁铁液体探头外观NMR固体探头NMR固体样品管去偶仪温度可变装置信号累计平均仪（CAT）二、样品的处理方法三、核磁共振谱1．化学位移2．偶合常数3．峰面积用积分线推定质子数有几种方法：（1）分子式己确定时，可以从积分线求出质子的绝对数目。（2）分子式不知道时，以不重叠的单一尖峰为标准。第六节图谱的解析例1氰基乙酸乙酯CNCH2COOCH2CH3的核磁共振谱如图所示，试解释各个吸收峰。例2例3有一芳香酯C10H12O3样品，其谱图如图所示，试确定其结构。例：已知某化合物分子式C8H9Br，其1HNMR图谱如下，试求其结构。二、高级图谱解析和简化图谱的方法第七节13C核磁共振一、13C核磁共振中的质子去偶二、13C谱的化学位移几种不同碳原子的化学位移范围影响化学位移的因素（1）根据质谱的数据或其它方面的数据求出分子式，由此计算化合物的不饱和度。（2）宽带去偶谱的分析（3）比较化学位移值，确定官能团（4）偏共振去偶谱的分析（5）综合上述几项推出结构单元，进而组合成若干可能的结构式（6）排除不正确的结构式，找出最合理的结构式，并且验证正确性。四、谱图解析举例例2分子式为C8H18的化合物，宽带去偶及偏共振13C谱如图所示，试推断其结构。1.化合物C4H8O的NMR谱如下图所示。试推测其结构，并说明各峰归属。2.化合物的NMR谱如下图所示，试确定各峰归属。