核磁共振的化学位移
核磁共振中,化学位移本身的单位并不是ppm,而其单位是Hz,之所以单位为ppm,是因为我们常说的化学位移指的是化学相对位移。
核磁共振的化学位移是指处在不同化学环境中的氢原子在核磁共振谱图上因共振频率不同而出现的位置差异。以下是关于核磁共振化学位移的详细解释:定义:化学位移是由于有机分子中各种质子受到不同程度的屏蔽效应,导致外加磁场或共振频率偏离标准值而产生移动的现象。
是由于核自旋对所施加磁场的微扰,从而造成在被观测核附近的磁场分裂。由于相邻碳上质子之间的自旋偶合,因此能够引起吸收峰裂分。例如,一个质子共振峰不受相邻的另一个质子的自旋偶合影响,则表现为一个单峰,如果受其影响,就表现为一个二重峰,该二重峰强度相等,其总面积正好和未分裂的单峰面积相等。
化学位移与外磁场强度无关。化学位移不随外加磁场强度的改变而改变, 因为化学位移是一个相对差值(相对于标准物在外加磁场中的位移)。核周围电子产生的感应磁场对外加磁场的抵消作用称为屏蔽效应。核周围的电子屏蔽效应是化学位移产生的主要原因。
化学位移是由于电子的屏蔽作用而引起的核磁共振吸收位置的移动。化学位移绝对值的差别很小,要精确测量难度很大,所以需要选定一个标准物质,将其核磁共振吸收峰的位置定为零,采用相对数值表示法来表示化合物吸收峰的位置。常用的标准物质为四甲基硅烷(TMS), 化学位移=0。
简单说就是两个峰位移之差,乘以核磁的兆赫数就OK了,简单而言,如果你用的是400MHz的核磁,那么就将两个峰的位移之差,比如0.008,乘以400就OK了,耦合常熟是0.008*400=2,耦合常数有正有负,一般只写正数。将分子中氢-1的核磁共振效应体现于核磁共振波谱法中的应用。可用来确定分子结构。
核磁共振的碳化学位移
1、核磁共振(Nuclear Magnetic Resonance, NMR)是一种重要的分子结构分析技术,它能够提供有关分子中不同原子化学环境的信息。在NMR谱中,碳原子的化学位移(δc)是描述碳原子附近电子云密度的一个重要参数。
2、核磁共振碳谱化学位移:羰基或叠烯区δ>150ppm,一般δ>165ppm。δ>200ppm只能属于醛、酮类化合物,靠近160-170ppm的信号则属于连杂原子的羰基。不饱和碳原子区(炔碳除外)δ=90-160ppm。由前两类碳原子可计算相应的不饱和度,此不饱和度与分子不饱和度之差表示分子中成环的数目。
3、C的化学位移亦以四甲基硅为内标,规定δTMS = 0,其左边值大于0,右边值小干0。与1H的化学位移相比,影响13C的化学位移的因素更多,但自旋核周围的电子屏蔽是重要因素之一, 因此对碳核周围的电子云密度有影响的任何因素都会影响它的化学位移。
核磁共振的图谱的剖析
1、在1H-NMR测定时,旋转的样品管 会产生不均匀的磁场,导致在主峰两侧产生对称的小峰,这一对小峰称为旋转边峰,旋转边峰与 主峰的距离随样品管旋转速度的改变而改变。在调节合适的仪器中旋转边峰可消除。13C与1H 能发生偶合并产生裂分峰,这对裂分峰称为13C同位素边峰。
2、核磁共振测试谱图解析是分析分子结构的重要工具,主要分为核磁共振氢谱(1H-NMR)和核磁共振碳谱(13C-NMR)。以下为解析图谱步骤: 检查图谱是否符合要求,包括四甲基硅烷信号、杂音、基线及吸收信号的平整度。如有问题,应重新测试图谱。 调整谱图相位与基线,定标化学位移值与积分面积。
3、先解析单个信号,再识别偶合的质子信号。根据图谱数据解析氢谱。(二) 核磁共振碳谱(13C-NMR)解析碳谱的步骤类似,先检查图谱是否正常,包括四甲基硅烷信号、杂音和基线平滑。区分溶剂峰与杂质峰。溶剂峰常见于特定试剂的δ值,杂质峰峰高较低,与样品碳峰不成比例。
4、例如,乙醇(CH3CH2OH)的核磁共振氢谱会有三个峰值,其比例为3:2:1,分别对应于CHCH2OH和CH2上的氢原子。而对于丁烷(CH3CH2CH2CH3),尽管它在结构上对称,但由于不同环境下的氢原子数量不同,其核磁共振氢谱只有两个峰值,比例为3:2。
5、工作原理:核磁共振现象:在强磁场作用下,具有自旋的原子核会分裂为两个或多个量子化能级。当这些原子核吸收特定频率的电磁辐射时,会发生能级间的跃迁,形成共振谱。吸收图谱形成:原子核在磁场中吸收能量后,产生的共振谱用于测定分子中特定原子的数量、类型及相对位置。
6、目前应用的主要是氢谱和碳谱。以核磁共振氢谱为例,峰的数量就是氢的化学环境的数量,而峰的相对高度,就是对应的处于某种化学环境中的氢原子的数量。使用核磁共振仪自带的自动积分仪可以对各峰的面积进行自动积分,得到的数值用阶梯式积分曲线高度表示出来。不同化学环境中的H,其峰的位置是不同的。