核磁共振氫譜化學(xué)位移課件

內(nèi)容提要化學(xué)位移的產(chǎn)生化學(xué)位移的表示方法與測(cè)定影響化學(xué)位移的因素不同質(zhì)子的化學(xué)位移organochem@163.com內(nèi)容提要化學(xué)位移的產(chǎn)生化學(xué)位移的表示方法與測(cè)定影響化學(xué)位移的1化學(xué)位移的產(chǎn)生核磁共振條件及面臨的問(wèn)題1.核磁共振的條件小結(jié):(1)自旋核(I≠0)(2)外加磁場(chǎng)B0(3)外加射頻的能量hv等于自旋核磁能級(jí)的能量差：2.面臨的問(wèn)題：從核磁共振條件式可以看出，磁性原子核的共振頻率ν只和磁旋比γ和外加磁場(chǎng)強(qiáng)度B0有關(guān)。那么，在一定條件下測(cè)定時(shí)，所有1H只產(chǎn)生一條譜線(xiàn)，所有的13C也只產(chǎn)生一條譜線(xiàn)，這樣對(duì)于有機(jī)物結(jié)構(gòu)分析就沒(méi)有什么意義。organochem@163.com化學(xué)位移的產(chǎn)生核磁共振條件及面臨的問(wèn)題organochem@2化學(xué)位移的產(chǎn)生核外電子的影響，屏蔽效應(yīng)，化學(xué)位移核外電子在外加磁場(chǎng)作用下產(chǎn)生電子環(huán)流，電子環(huán)流產(chǎn)生相應(yīng)的感應(yīng)磁場(chǎng)，感應(yīng)磁場(chǎng)的方向與原外加磁場(chǎng)的方向相反，磁場(chǎng)強(qiáng)度等于σB0，此時(shí)原子核實(shí)際受到的磁場(chǎng)強(qiáng)度小于原外加磁場(chǎng)強(qiáng)度B0，這種核外電子對(duì)原子核的影響稱(chēng)為屏蔽效應(yīng)，σ稱(chēng)為屏蔽常數(shù)。修正的核磁共振條件：由于屏蔽效應(yīng)不同導(dǎo)致化學(xué)環(huán)境不同的原子核共振頻率不同，因而在不同的位置上出現(xiàn)吸收峰，這種現(xiàn)象稱(chēng)為化學(xué)位移。organochem@163.com化學(xué)位移的產(chǎn)生核外電子的影響，屏蔽效應(yīng)，化學(xué)位移核外電子在外3化學(xué)位移的表示方法與測(cè)定化學(xué)位移的表示方法——位移常數(shù)測(cè)定和計(jì)算方法——標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(通常用TMS，即四甲基硅)對(duì)照法：高場(chǎng)與低場(chǎng)的區(qū)分organochem@163.com化學(xué)位移的表示方法與測(cè)定化學(xué)位移的表示方法——位移常數(shù)高場(chǎng)4化學(xué)位移的表示方法與測(cè)定四甲基硅(TMS)作為標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)：TMS化學(xué)性質(zhì)不活潑，與樣品之間不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)和分子間締合；TMS是一個(gè)對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，四個(gè)甲基的化學(xué)環(huán)境完全相同，不論在氫譜還是碳譜都只產(chǎn)生一個(gè)吸收峰；Si的電負(fù)性小(1.9)，TMS中氫核與碳核周?chē)碾娮釉泼芏雀?，屏蔽效?yīng)大，產(chǎn)生NMR信號(hào)所需的磁場(chǎng)強(qiáng)度比一般有機(jī)物中的氫核和碳核產(chǎn)生NMR信號(hào)所需的磁場(chǎng)強(qiáng)度大得多，處于較高場(chǎng)，與絕大部分樣品信號(hào)不發(fā)生重疊和干擾；TMS沸點(diǎn)低(27℃)，容易去除，有利于回收樣品。organochem@163.com化學(xué)位移的表示方法與測(cè)定四甲基硅(TMS)作為標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)5化學(xué)位移的表示方法與測(cè)定2.053.66organochem@163.com化學(xué)位移的表示方法與測(cè)定2.053.66organochem6影響化學(xué)位移的因素1.誘導(dǎo)效應(yīng)：吸電子誘導(dǎo)效應(yīng)降低原子核周?chē)碾娮釉泼芏龋瘜W(xué)位移向低場(chǎng)移動(dòng)，增大。CH3X中甲基和各種取代基連接后的化學(xué)位移-XFOCH3ClBrCH3H4.263.243.052.680.880.23.雜化效應(yīng)2.共軛效應(yīng)organochem@163.com影響化學(xué)位移的因素1.誘導(dǎo)效應(yīng)：吸電子誘導(dǎo)效應(yīng)降低原子核周7影響化學(xué)位移的因素4.磁各向異性效應(yīng)，屏蔽與去屏蔽(1)雙鍵的磁各向異性效應(yīng)organochem@163.com影響化學(xué)位移的因素4.磁各向異性效應(yīng)，屏蔽與去屏蔽(1)8影響化學(xué)位移的因素(2)苯環(huán)的磁各向異性效應(yīng)環(huán)內(nèi)氫=-2.99環(huán)外氫=9.28organochem@163.com影響化學(xué)位移的因素(2)苯環(huán)的磁各向異性效應(yīng)環(huán)內(nèi)氫=-9影響化學(xué)位移的因素(3)叁鍵的磁各向異性效應(yīng)organochem@163.com影響化學(xué)位移的因素(3)叁鍵的磁各向異性效應(yīng)organoch10影響化學(xué)位移的因素(4)單鍵的磁各向異性效應(yīng)直立鍵上的氫核處于屏蔽區(qū)，在較高場(chǎng)，平伏鍵上的氫核處于去屏蔽區(qū)，在較低場(chǎng)，化學(xué)位移值大約相差0.5anochem@163.com影響化學(xué)位移的因素(4)單鍵的磁各向異性效應(yīng)直立鍵上的氫核處11影響化學(xué)位移的因素5.氫鍵：分子形成氫鍵后，氫核周?chē)碾娮釉泼芏冉档?，產(chǎn)生去屏蔽作用，化學(xué)位移向低場(chǎng)移動(dòng)，增大。6.溫度：大多數(shù)信號(hào)的共振位置受溫度影響很小，但-OH,-NH和-SH在升高溫度時(shí)形成氫鍵的程度降低，化學(xué)位移移向高場(chǎng)，降低。7.溶劑效應(yīng)：溶劑的磁各向異性和溶質(zhì)與溶劑之間形成氫鍵將對(duì)溶質(zhì)中不同位置的氫核的化學(xué)位移產(chǎn)生影響。organochem@163.com影響化學(xué)位移的因素5.氫鍵：分子形成氫鍵后，氫核周?chē)碾娮?2不同質(zhì)子的化學(xué)位移organochem@163.com不同質(zhì)子的化學(xué)位移organochem@163.com13不同質(zhì)子的化學(xué)位移organochem@163.com不同質(zhì)子的化學(xué)位移organochem@163.com14不同質(zhì)子的化學(xué)位移organochem@163.com不同質(zhì)子的化學(xué)位移organochem@163.com15ThankYou!organochem@163.comThankYou!organochem@163.com16內(nèi)容提要化學(xué)位移的產(chǎn)生化學(xué)位移的表示方法與測(cè)定影響化學(xué)位移的因素不同質(zhì)子的化學(xué)位移organochem@163.com內(nèi)容提要化學(xué)位移的產(chǎn)生化學(xué)位移的表示方法與測(cè)定影響化學(xué)位移的17化學(xué)位移的產(chǎn)生核磁共振條件及面臨的問(wèn)題1.核磁共振的條件小結(jié):(1)自旋核(I≠0)(2)外加磁場(chǎng)B0(3)外加射頻的能量hv等于自旋核磁能級(jí)的能量差：2.面臨的問(wèn)題：從核磁共振條件式可以看出，磁性原子核的共振頻率ν只和磁旋比γ和外加磁場(chǎng)強(qiáng)度B0有關(guān)。那么，在一定條件下測(cè)定時(shí)，所有1H只產(chǎn)生一條譜線(xiàn)，所有的13C也只產(chǎn)生一條譜線(xiàn)，這樣對(duì)于有機(jī)物結(jié)構(gòu)分析就沒(méi)有什么意義。organochem@163.com化學(xué)位移的產(chǎn)生核磁共振條件及面臨的問(wèn)題organochem@18化學(xué)位移的產(chǎn)生核外電子的影響，屏蔽效應(yīng)，化學(xué)位移核外電子在外加磁場(chǎng)作用下產(chǎn)生電子環(huán)流，電子環(huán)流產(chǎn)生相應(yīng)的感應(yīng)磁場(chǎng)，感應(yīng)磁場(chǎng)的方向與原外加磁場(chǎng)的方向相反，磁場(chǎng)強(qiáng)度等于σB0，此時(shí)原子核實(shí)際受到的磁場(chǎng)強(qiáng)度小于原外加磁場(chǎng)強(qiáng)度B0，這種核外電子對(duì)原子核的影響稱(chēng)為屏蔽效應(yīng)，σ稱(chēng)為屏蔽常數(shù)。修正的核磁共振條件：由于屏蔽效應(yīng)不同導(dǎo)致化學(xué)環(huán)境不同的原子核共振頻率不同，因而在不同的位置上出現(xiàn)吸收峰，這種現(xiàn)象稱(chēng)為化學(xué)位移。organochem@163.com化學(xué)位移的產(chǎn)生核外電子的影響，屏蔽效應(yīng)，化學(xué)位移核外電子在外19化學(xué)位移的表示方法與測(cè)定化學(xué)位移的表示方法——位移常數(shù)測(cè)定和計(jì)算方法——標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(通常用TMS，即四甲基硅)對(duì)照法：高場(chǎng)與低場(chǎng)的區(qū)分organochem@163.com化學(xué)位移的表示方法與測(cè)定化學(xué)位移的表示方法——位移常數(shù)高場(chǎng)20化學(xué)位移的表示方法與測(cè)定四甲基硅(TMS)作為標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)：TMS化學(xué)性質(zhì)不活潑，與樣品之間不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)和分子間締合；TMS是一個(gè)對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，四個(gè)甲基的化學(xué)環(huán)境完全相同，不論在氫譜還是碳譜都只產(chǎn)生一個(gè)吸收峰；Si的電負(fù)性小(1.9)，TMS中氫核與碳核周?chē)碾娮釉泼芏雀?，屏蔽效?yīng)大，產(chǎn)生NMR信號(hào)所需的磁場(chǎng)強(qiáng)度比一般有機(jī)物中的氫核和碳核產(chǎn)生NMR信號(hào)所需的磁場(chǎng)強(qiáng)度大得多，處于較高場(chǎng)，與絕大部分樣品信號(hào)不發(fā)生重疊和干擾；TMS沸點(diǎn)低(27℃)，容易去除，有利于回收樣品。organochem@163.com化學(xué)位移的表示方法與測(cè)定四甲基硅(TMS)作為標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)21化學(xué)位移的表示方法與測(cè)定2.053.66organochem@163.com化學(xué)位移的表示方法與測(cè)定2.053.66organochem22影響化學(xué)位移的因素1.誘導(dǎo)效應(yīng)：吸電子誘導(dǎo)效應(yīng)降低原子核周?chē)碾娮釉泼芏?，化學(xué)位移向低場(chǎng)移動(dòng)，增大。CH3X中甲基和各種取代基連接后的化學(xué)位移-XFOCH3ClBrCH3H4.263.243.052.680.880.23.雜化效應(yīng)2.共軛效應(yīng)organochem@163.com影響化學(xué)位移的因素1.誘導(dǎo)效應(yīng)：吸電子誘導(dǎo)效應(yīng)降低原子核周23影響化學(xué)位移的因素4.磁各向異性效應(yīng)，屏蔽與去屏蔽(1)雙鍵的磁各向異性效應(yīng)organochem@163.com影響化學(xué)位移的因素4.磁各向異性效應(yīng)，屏蔽與去屏蔽(1)24影響化學(xué)位移的因素(2)苯環(huán)的磁各向異性效應(yīng)環(huán)內(nèi)氫=-2.99環(huán)外氫=9.28organochem@163.com影響化學(xué)位移的因素(2)苯環(huán)的磁各向異性效應(yīng)環(huán)內(nèi)氫=-25影響化學(xué)位移的因素(3)叁鍵的磁各向異性效應(yīng)organochem@163.com影響化學(xué)位移的因素(3)叁鍵的磁各向異性效應(yīng)organoch26影響化學(xué)位移的因素(4)單鍵的磁各向異性效應(yīng)直立鍵上的氫核處于屏蔽區(qū)，在較高場(chǎng)，平伏鍵上的氫核處于去屏蔽區(qū)，在較低場(chǎng)，化學(xué)位移值大約相差0.5anochem@163.com影響化學(xué)位移的因素(4)單鍵的磁各向異性效應(yīng)直立鍵上的氫核處27影響化學(xué)位移的因素5.氫鍵：分子形成氫鍵后，氫核周?chē)碾娮釉泼芏冉档?，產(chǎn)生去屏蔽作用，化學(xué)位移向低場(chǎng)移動(dòng)，增大。6.溫度：大多數(shù)信號(hào)的共振位置受溫度影響很小，但-OH,-NH和-SH在升高溫度時(shí)形成氫鍵的程度降低，化學(xué)位移移向高場(chǎng)，降低。7.溶劑效應(yīng)：溶劑的磁各向異性和溶質(zhì)與溶劑之間形成氫鍵將對(duì)溶質(zhì)中不同位置的氫核的化學(xué)位移產(chǎn)生影響。organochem@163.com影響化學(xué)位移的因素5.氫鍵：分子形成氫鍵后，氫核周?chē)碾娮?8不同質(zhì)子的化學(xué)位移organ