核磁共振紅外ppt課件(2)-wenkub
2023-01-29 22:14:22 本頁(yè)面
【正文】 170~210 CO 40~80 C6H6（苯） 110~160 CN 30~65 sp3: ?=0~100 ppm sp2: ?=100~210 ppm 羰基碳 : ?=170~210 ppm 41 42 43 二 . 紅外光譜 ( IR ) 1. 紅外光譜的一般特征 44 2. 紅外光譜的基本原理 分子是由各種原子以化學(xué)鍵互相連接而生成的，可用不同質(zhì)量的小球代表原子，以不同硬度的彈簧代表各種化學(xué)鍵。 13C NMR的特點(diǎn)： 38 缺 點(diǎn) 1. 靈敏度低、信噪比 差。譜線(xiàn)之間分得很開(kāi)，容易識(shí)別。 Lauterbur于 1957年首次觀(guān)測(cè)到 13C NMR信號(hào)，但直至 70年代才開(kāi)始應(yīng)用 13C NMR譜直接研究有機(jī)化合物，其原因就在于無(wú)法獲得足夠強(qiáng)的 13C NMR信號(hào)以記錄一張有實(shí)用價(jià)值的譜圖。 33 解：由分子式計(jì)算不飽和度為 4 ( t ,3H ) CH3 相鄰的基團(tuán)為 CH2 ( q ,2H ) CH2 相鄰的基團(tuán)為 CH3 可能有苯環(huán) ( b ,5H ) 苯環(huán)上的 5個(gè) H A結(jié)構(gòu)為： C H 2 C H 3例 2：某化合物 A分子式為 C6H14， 1HNMR為： δH ( d ,12H ) ( h ,2H ) ppm 推測(cè) A的結(jié)構(gòu)。 3). n+1規(guī)律 與某一個(gè)質(zhì)子鄰近的質(zhì)子數(shù)為 n時(shí)，該質(zhì)子核磁共振信號(hào)裂分為 n+1重峰。 自旋 自旋偶合： 注意：在核磁共振中，一般相鄰碳上的不同種的氫才可發(fā) 生偶合，相間碳上的氫不發(fā)生偶合，同種相鄰氫 也不發(fā)生偶合。 ③ 2個(gè) Ha的磁矩與外加磁場(chǎng)同向平行， 1 個(gè) Ha的磁矩都與外加磁場(chǎng)反向平行。 H a1 1Jab氫核 a被氫核 b裂分 1個(gè) Hb自旋存在兩種組合 小于 H時(shí)， Ha發(fā)生自旋反轉(zhuǎn)，在譜圖上得到一個(gè)吸收峰。 若沒(méi)有 Hb， Ha在外加磁場(chǎng)強(qiáng)度 H時(shí)發(fā)生自旋反轉(zhuǎn)。各個(gè)階梯的高度比表示不同化學(xué)位移的質(zhì)子數(shù)之比。 例： C CHHB rC H 3有三種不等價(jià)質(zhì)子， 1HNMR譜圖中有 3組吸收峰。 等價(jià)質(zhì)子：將兩個(gè)質(zhì)子分別用試驗(yàn)基團(tuán)取代，若兩個(gè)質(zhì) 子被取代后得到同一結(jié)構(gòu)，則它們是化學(xué)等 價(jià)的，有相同的化學(xué)位移。 例 1： Hδ（ ppm） C CHHHH H 3C C H 3 19 例 2： C H 2 C H 2C H 2 C H 2C H 2 C H 2C H 2 C H 2 C H 2 C H 2 C H 2δ= ppm 質(zhì)子在芳環(huán)上方，處于屏蔽區(qū)。 17 a. 芳環(huán) b. 雙鍵 Ho 苯環(huán)的電子在外加磁場(chǎng)影響下，產(chǎn)生一個(gè)環(huán)電流，同時(shí)生成一個(gè)感應(yīng)磁場(chǎng)，感應(yīng)磁場(chǎng)方向在環(huán)內(nèi)與外加磁場(chǎng)相反，在環(huán)外與外加磁場(chǎng)同向。 15 通常用 δ表示化學(xué)位移， δ是樣品和標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的共振頻率之差除以采用儀器的頻率 ν。 H o H o39。 13 假定核磁共振儀所用的射頻固定在 60MHz，慢慢改變外加磁場(chǎng)強(qiáng)度，使其略有增加，當(dāng)增加到一定程度時(shí)，獨(dú)立質(zhì)子的 hν 2π H ohr= 此時(shí)發(fā)生共振（自旋轉(zhuǎn)向），產(chǎn)生共振信號(hào)。 3. 化學(xué)位移 1). 屏蔽效應(yīng)和化學(xué)位移的起因 在外磁場(chǎng)作用下這些電子可產(chǎn)生誘導(dǎo)電子流，從而產(chǎn)生一個(gè)誘導(dǎo)磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)方向和外加磁場(chǎng)方向恰好相反。 核磁共振的兩種操作方式： 核磁共振儀（固定輻射頻率掃場(chǎng)）： 將樣品置于強(qiáng)磁場(chǎng)內(nèi)，通過(guò)輻射頻率發(fā)生器產(chǎn)生固定頻率的輻射，同時(shí)在掃描線(xiàn)圈通入直流電使總磁場(chǎng)強(qiáng)度稍有增加（掃場(chǎng)）。電磁輻射可有效的提供能量。 Ho 能量高 能量低 這兩種不同取向的自旋具有不同的能量。 有機(jī)化合物主要由碳、氫兩種元素組成，現(xiàn)以氫為例說(shuō)明核磁共振的基本原理。 第九章 核磁共振譜、紅外光譜和質(zhì)譜 （ NMR Spectra、 IR Spectra and MS） 2 一 . 核磁共振譜（ 1H, 13CNMR） 二 . 紅外光譜 ( IR ) 三 . 質(zhì)譜 ( MS ) 第九章 核磁共振譜、紅外光譜和質(zhì)譜 （ NMR Spectra、 IR Spectra and MS） 3 一 . 核磁共振譜（ 1HNMR） 1. 核磁共振譜的一般特征 4 1,1二氯乙烷的 1HNMR譜 5 溴乙烷的 1HNMR譜 6 橫坐標(biāo)：化學(xué)位移 δ（ ppm） 縱坐標(biāo)：強(qiáng)度 幾組峰（確定分子中有幾種不同的質(zhì)子） 峰的位置 峰的強(qiáng)度 每一組峰中有幾個(gè)小峰 2. 核磁共振的基本原理 帶電荷的質(zhì)點(diǎn)自旋會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，磁場(chǎng)具有方向性，可用磁矩表示。 質(zhì)子自旋會(huì)產(chǎn)生磁炬。與 Ho同向的能量低，與 Ho反向的能量高，兩種取向能量差△ E可用下式表示： △ E = 2 π H ohr r為旋磁比，對(duì)于特定原子核， r為一常數(shù)。當(dāng)輻射能量恰好等于躍遷所需的能量時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生自旋取向的變化，即核磁共振。當(dāng)磁場(chǎng)強(qiáng)度增加到一定值時(shí)： hν 2π H ohr= 11 即輻射能等于兩種不同取向自旋的能差，則發(fā)生共振吸收。 獨(dú)立質(zhì)子和有機(jī)分子中的氫不同，在有機(jī)分子中，原子以化學(xué)鍵相連，不可能單獨(dú)存在，在原子的周?chē)傆须娮舆\(yùn)動(dòng)。而有機(jī)分子中的質(zhì)子，由于屏蔽效應(yīng)，必須在外加磁場(chǎng)強(qiáng)度略大于 Ho時(shí)才發(fā)生共振。高磁場(chǎng) 低磁場(chǎng) 有屏蔽 無(wú)屏蔽 14 2). 化學(xué)位移 定義：由于氫質(zhì)子在分子中的環(huán)境不同，屏蔽效應(yīng)不同，它們的共振吸收位置出現(xiàn)在不同磁場(chǎng)強(qiáng)度，用來(lái) 表示
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