核磁NMR课件(研究生课件).pptx

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1、,核磁共振波谱,（Nuclear Magnetic Resonance),（NMR）,主要内容,一、NMR分析方法的发展和主要特点,二、NMR分析方法的基本原理与基本知识三、NMR仪器结构与实验方法,四、NMR分析方法在材料科学研究中的应用,一、NMR分析方法的发展和,主要特点,1.1 NMR分析方法的发展,Isidor Isaac Rabi1944年物理奖用共振方法记录原子核磁特性,Felix Bloch1952年物理奖精确地测量了核磁矩并发现了核磁共振现象,Edward Mills Purcell1952年物理奖精确地测量了核磁矩并发现了核磁共振现象,Richard R.Ernst1991

2、年化学奖高分辨NMR、多维NMR和MRI,Kurt Wuthrich2002年化学奖利用NMR测定溶液中生物大分子三维结构的方法,Otto Stern1943年物理奖发现了质子的磁矩,Paul Lauterbur2003年医学奖发现MRI并用于医学诊断,Peter Mansfield2003年医学奖发现MRI并用于医学诊断,核磁共振氢谱（H NMR）,核磁共振碳谱（C NMR）,核磁共振氟谱（F NMR）,核磁共振磷谱（P NMR）,核磁共振硅谱（SiNMR）,1.2 NMR分析方法的分类,按被测核进行分类：11393129,按被测样品状态进行分类：液体 NMR固体 NMR按谱图维数进行分类：

3、一维NMR二维NMR三维NMR,1.3 NMR分析方法的特点,优点：,分析物质的精细结构；应用非常广泛；不破坏样品。,缺点：,定量分析误差大；,灵敏度低，需要的样品较多；难以分析多组分混合物,1.4 NMR的主要应用,分子结构的测定化学位移各向异性的研究金属离子同位素的应用动力学核磁研究质子密度成像T1T2成像化学位移成像其它核的成像指定部位的高分辨成像元素的定量分析有机化合物的结构解析表面化学有机化合物中异构体的区分和确定大分子化学结构的分析,生物膜和脂质的多形性研究脂质双分子层的脂质分子动态结构生物膜蛋白质脂质的互相作用压力作用下血红蛋白质结构的变化生物体中水的研究生命组织研究中的应用生物

4、化学中的应用在表面活性剂方面的研究原油的定性鉴定和结构分析沥青化学结构分析涂料分析农药鉴定食品分析药品鉴定医学诊断,1.5 NMR在高分子科学中的应用,分子量测定端基分析支化度分析几何异构体头尾及头头结构聚烯烃的立构规整度共聚物的序列结构聚合物构象分析交联反应多相聚合物体系,聚合物分子链之间的相互作用聚合物之间的相容性聚合物分子链运动聚合物分子链取向分布聚合物分子链取向与分子链运动的相关性聚合物晶态结构小分子在聚合物材料内的扩散过程聚合物材料内部缺陷及空洞的测定不同聚合物材料的非均匀混合聚合物材料内部的组成梯度,二、NMR分析方法的基本原理,与基本知识,2.1 NMR的基本原理,1.电磁能量吸

5、收理论（Purcell提出，基于量子光学中的能量吸收）连续波核磁共振波谱仪2.电磁感应理论（Bloch提出，基于Faraday电磁理论）脉冲傅立叶核磁共振波谱仪,2.1.1 原子核的自旋和偶极磁矩自旋量子数（I）不为零的核存在自旋，自旋会产生环电流，环电流产生偶极磁距：,=(I(I+1),1/2,：磁旋比，是核的特征常数。,1/2的原子核：H，C，N，F，,Si，P,原子核的自旋量子数I,质量数偶数偶数,原子序数偶数奇数,I01，2，3.,有代表性的原子核16O，12C，32S2H，14N,奇数,奇数或偶数,1/2；3/2；5/2.,1H，13C，11B,1 13 15 19,29,31,I1

6、/2的原子核，电荷在原子核表面呈非均匀分布，共振吸收复杂，核磁谱线宽，NMR中很少研究;I=1/2的原子核，电荷平均分布在原子核表面，核磁谱线窄，最宜于核磁共振检测。,NMR分析中常见原子核的有关物理参数,a,磁旋比的单位是107弧度/特斯拉/秒；,b共振频率以1H频率为100MHz作参考；c检测灵敏度以1H为1作为参考，并考虑了同位素的天然丰度。,2.1.2 电磁能量吸收理论,N,S,N,S,在磁场外,核自旋没有固定的取向，核自旋能级简并。,S,SN,SN,SN,SN,SN,Bo,NS,NS,NS,Bo,E,DE=Bo,在外加磁场中原子核发生能级分裂m=-1/2N,m=1/2,能级上原子核个

7、数的分布假定处于低能级的原子核数目为n1,处于高能级的原子核数目为n2，n2与n1之间的比值满足玻尔兹曼定律：,k为玻尔兹曼常数当T=300K，B0=1.4092Tn1/n2=1.0000099,(H)=26.752,(C)=6.728,能级差与外加磁场强度和原子核的磁旋比大小成正比,E,13C,splittingB0,1H,splitting,DE=Bo113,原子核吸收射频波的能量产生共振,N,S,SN,SN,SN,SN,SN,NS,NS,NS,N,S,NS,NS,NS,SN,SN,SN,SN,NS,射频波Eh=B0,在外加磁场中，具有偶极磁矩的原子核吸收射频波的能量，从低能级跃迁到高能级

8、的现象，就叫做核磁共振。,E,No magneticfield,m=1/2,Energy,hn,共振吸收,m=-1/2DE=gB0,B0Eh=B0=h B0/2,射频波频率（s-1，Hz）=,B0/2,射频波园频率（弧度/秒）=2=,B0,在相同射频波的照射下，不同的原子核在不同的磁场强度下发生共振,=B0,核磁共振产生的条件,(1)核有自旋(磁性核，磁旋比);(2)外磁场B0,能级裂分;(3)照射的射频波频率=B0,饱和和弛豫,处于低能级的原子核吸收射频波的能量跃迁到高能级，结果导致处于高、低能级的原子核数目相等，此时核磁共振信号消失，这种现象叫饱和。处于高能级的原子核失去能量回到低能级的现

9、象叫弛豫。原子核的弛豫现象使其持续产生核磁共振信号。原子核有两种弛豫方式：,1.自旋-晶格弛豫（纵向弛豫）：处于高能级的原子核将能,量传递给周围环境（如溶剂分子等），产生热量。,2.自旋-自旋弛豫（横向弛豫）：相邻核之间由于核磁矩的,相互作用而彼此交换自旋取向，从而进行能量交换。该弛豫不改变处于高低能级原子核的数目。,T1越小，测定NMR谱需要的时间越少。H核的T1值小于,弛豫时间,纵向弛豫时间（T1)：纵向弛豫过程所经历的时间。,1,其他的核。液体或气体样品中原子核的T1值小于固体样品中原子核的T1值。低粘度液体样品的T1值小于高粘度液体样品的T1值。,横向弛豫时间（T2）：横向弛豫过程所经

10、历的时间。T2的大小反映了原子核在高能级上停留的时间长短。NMR谱线宽度与T2大小有关，T2越小，谱线越宽。固体及粘度大的液体样品中原子核与原子核之间比较靠近，有利于原子核之间进行能量交换，因此T2很小，谱线较宽。,B0,Be B0,B=B0-Be=B0-B0=(1-)B0 称为屏蔽常数,2.2 化学位移裸核产生共振的条件=B0由于核外电子云存在的屏蔽作用，原子核实际感受到的磁场:,原子核产生共振的射频波频率为：=B=(1-)B0同一种核在同一磁场下，由于在分子中所处的化学环境不同，因而在不同的射频波频率下产生共振NMR分析的主要依据,Lorentz定律,甲醇分子中H核a的核外电子云密度高，屏

11、蔽效应大，大，在较低的频率下产生共振。相反H核b在较高的频率下产生共,振。,a=B=(1-a)B0 b=B=(1-b)B0 a b a b,2.2.1 化学位移的定义,一般地，把分子中同类原子核，因化学环境不同而产生的共振频率的变化量，称为化学位移。,化学位移表达的难度：,（1）分子中处于不同化学环境的原子核的共振频率,差别很小，用频率差值来表示化学位移很不方便；,（2）不同仪器因磁场强度不同，同一分子中同一化,学环境的原子核的共振频率不同，难以相互比较。,r)B010,10,2.2.2 化学位移的表示方法为了解决上述问题，1970年IUPAC建议采用内标法来表示化学位移：,（s-r)/r）1

12、0,6,=(1-,s)B0-,(1-,r)B0/,(1-,6,=(r-s)/(1-r),6,与外加磁场强度B0无关，是一个相对值，无单位。但以前曾用ppm（part per million)作为单位，现在已基本上不用，只保留数值。,ppm,0(ppm),4,8,12,0(ppm),4,8,12,内标峰,sample reference reference,300 MHz,500 MHz,1 ppm=300 Hz,1 ppm=500 Hz,同一化学环境中的磁核，不同仪器上测得的共振频率不同，不同化学环境中磁核的共振频率的差值也不同。,同一化学环境中的磁核，不同仪器上测得的 相同，不同化学环境中磁

13、核的的差值也相同。,甲醇的 H NMR谱图,1,a=3.3,b=4.2,MePEG-PLAblock copolymer,1,H NMR of MePEG-PLA,13,C NMR of MePEG-PLA,核外电子云密度越高，屏蔽效应越强，外加磁场强度,不变的情况下，共振需要的射频波频率越小，越小，共,振吸收峰出现在谱图右侧；如果维持射频波的频率不变，共振需要的外加磁场强度越高，因此也将谱图右侧叫高场方向。反之，将谱图左侧叫低场方向。,屏蔽效应增大，减小，高场方向,屏蔽效应减小，增大，低场方向,=B=(1-)B0,各种化学环境中氢的化学位移,各种化学环境中碳的化学位移,3 2100300；s

14、p杂化碳的 值范围在70110。,2.2.3 内标物应该具备的条件有高度的化学惰性，不与样品发生化学反应或产生缔合；信号峰为单峰，与样品峰不发生重叠；易溶于有机溶剂；易挥发，使样品可以回收。,内标物是直接加到待测样品中，而外标物是先将内标物封装在毛细管内，再加到待测样品中。,常用内标物,氢谱：非水溶液样品用四甲基硅烷（TMS）水溶液样品用三甲基硅丙基磺酸钠（DSS）,碳谱：四甲基硅烷（TMS）或者氘代试剂中的碳峰硼谱：乙醚三氟化硼或者三甲氧基硼磷谱：磷酸（但只能作为外标）硅谱：四甲基硅烷（TMS）,TMS可作为 H NMR、CNMR、,Si NMR谱的内标物；,TMS分子中12个 H处于完全相

15、同,图最右端。与有机化合物中的 H,为什么常选用四甲基硅烷（TMS）作为内标物,1 13,29,1,的化学环境，只产生一个尖峰，少量的TMS即可测出NMR信号；屏蔽强烈，共振吸收峰位于谱1峰不重叠；化学惰性；易溶于有机溶剂；沸点低（27），样品易回收。,CH3Si CH3,H3C,CH3四甲基硅烷(TMS),D2O溶液中常用DSS作为内标物NaSO3CH2CH2CH2Si（CH3）3,C0H0,C0H0有干扰,CH2,2.3 自旋偶合与自旋裂分CH3,低分辨高分辨,J乙醇的低分辨1H NMR图和高分辨1H NMR图自旋核之间的相互作用叫做自旋偶合。它能通过化学键传递，一般只考虑相隔13个键的两

16、个核之间的偶合，相隔四个或四个以上单键的偶合基本为零。由自旋偶合引起的核磁共振谱峰发生分裂的现象叫做自旋裂分。自旋偶合是自旋裂分的原因，自旋裂分是自旋偶合的结果。,CH3CH2OH,H-C,H-C,1H-13C,1H-13C,105 Hz,CHCl3,13,C,1,H,13 11 13,1,H NMR,CHCl3,13,C NMR,1,13,1,13,2.3.1 13C1H异核之间的偶合作用1H-12C1,CH,H H之间通过HCCH之间的,Ha,Hb,C,C,b,JAB,Bb,Bb,Ba,Ba,JAB,2.3.2 1H1H同核之间的偶合作用,C,1,H,1,H,C,1 1三个键产生同核自旋偶

17、合作用,a a-JAB/2,a+JAB/2,a=B0(1-),无Hb存在,aJAB/2=(B0Bb）(1-)Hb 自旋形成的磁场方向与,外磁场方向相反,aJAB/2=(B0Bb）(1-)Hb 自旋形成的磁场方向与外磁场方向相同,b+JAB/2,b-JAB/2,Ha,C,C,Hc,A,B,C,B,C,A,A,B,C是磁等价的核,JAB=JAC,1H1H同核之间的偶合作用Hb,1H1H同核之间的偶合作用,n=2,(X+Y)=X+2XY+Y,2.3.3（n+1）规律1其共振吸收峰将被裂分为n+1个，这就是n+1规律：裂分峰数n+1按n+1规律裂分的各峰的强度之比，基本上为二项n,2 2 2,(即1：

18、2：1）,3 3 2 2 3,2.3.4 偶合常数自旋偶合使NMR谱峰裂分为多重峰，两个裂分峰之间的距离，就称为偶合常数，用J表示，单位为Hz。,J大小与外加磁场强度B0无关；,与偶合核之间键的数目有关；,与影响它们之间电子云分布的因素（如单键、双键、取代基,的电负性）有关。,CH2,CH3,J,CH3CH2OH,总之，J的大小与有机化合物的分子结构有着密切的关系，故可以根据J的大小，判断有机化合物的分子结构。,8.705,8.111,8.097,8.095,7.559,7.451,7.436,7.421,7.290,7.283,7.274,7.267,7.259,7.190,5.988,5.

19、925,5.235,5.211,5.159,5.144,5.114,5.090,4.543,4.538,4.519,4.515,4.337,4.326,4.314,4.303,4.215,4.197,4.184,4.180,4.169,4.152,4.039,4.023,4.006,3.931,3.926,3.920,3.914,3.908,3.902,3.068,3.055,2.905,2.891,2.883,2.870,2.479,2.454,2.318,2.296,2.272,2.270,1.982,1.696,1.648,1.415,1.813,0.998,2.127,0.907,1.

20、063,0.888,0.898,1.000,1.093,2.269,1.012,1.084,1.094,0.925,0.929,1.867,2.812,2.4,1H,NMR谱,1.5,2.0,2.5,3.0,3.5,4.0,4.5,5.0,5.5,6.0,6.5,7.0,7.5,8.0,8.5,ppm,=CHANNEL f1NUC1 1HP1 4.00PL1 0.00PL9 60.00SFO1 500.1327082,=usecdBdBMHz,F2-Processing parametersSI 16384SF 500.1300000 MHzWDW noSSB 0LB 0.00 HzGB 0P

21、C 1.00,谱峰的化学位移,谱峰的,面积,谱峰的裂分情况,实验条件Current Data ParametersNAME shydEXPNO 101PROCNO 1F2-Acquisition ParametersDate_ 20020515Time 2.38INSTRUM DRX500PROBHD 5 mm TXI 1H-1PULPROG zgprTD 32768SOLVENT PyrNS 8DS 2SWH 5482.456 HzFIDRES 0.167311 HzAQ 2.9884915 secRG 8DW 91.200 usecDE 6.00 usecTE 300.0 KD1 2.00

22、000000 secd12 0.00002000 secd13 0.00000300 sec,10,2.4.1 影响1H NMR谱峰化学位移的因素（1）诱导效应去屏蔽，减小，增大,F CH34.26,I CH32.60,Cl CH33.05,增大Br CH32.68减小,=(r-s)/(1-r),6,(2)共轭效应,H2C,CH2 5.28,C,C,OCH3H,3.57HH3.99,C,C,OCH,CH3,5.87HH,5.50,(3)各向异性效应,Be,Be与B0方向一致，使苯环上H感受到的磁场强度更强，屏蔽效应减弱，减小，增大，约为7.08.0。,B0苯环的各向异性效应,(4)氢键具有氢键

23、的质子其化学位移比无氢键的质子大。氢键的形成降低了核外电子云密度。,随样品浓度的增加，羟基氢信号移向低场。,OHO,8.705,8.111,8.097,8.095,7.559,7.451,7.436,7.421,7.290,7.283,7.274,7.267,7.259,7.190,5.988,5.925,5.235,5.211,5.159,5.144,5.114,5.090,4.543,4.538,4.519,4.515,4.337,4.326,4.314,4.303,4.215,4.197,4.184,4.180,4.169,4.152,4.039,4.023,4.006,3.931,3.

24、926,3.920,3.914,3.908,3.902,3.068,3.055,2.905,2.891,2.883,2.870,2.479,2.454,2.318,2.296,2.272,2.270,1.982,1.696,1.648,1.415,1.813,0.998,2.127,0.907,1.063,0.888,0.898,1.000,1.093,2.269,1.012,1.084,1.094,0.925,0.929,1.867,2.812,2.4.2,1H,NMR谱峰面积,1.5,2.0,2.5,3.0,3.5,4.0,4.5,5.0,5.5,6.0,6.5,7.0,7.5,8.0,8

25、.5,ppm,Current Data ParametersNAME shydEXPNO 101PROCNO 1F2-Acquisition ParametersDate_ 20020515Time 2.38INSTRUM DRX500PROBHD 5 mm TXI 1H-1PULPROG zgprTD 32768SOLVENT PyrNS 8DS 2SWH 5482.456 HzFIDRES 0.167311 HzAQ 2.9884915 secRG 8DW 91.200 usecDE 6.00 usecTE 300.0 KD1 2.00000000 secd12 0.00002000 se

26、cd13 0.00000300 sec,=CHANNEL f1NUC1 1HP1 4.00PL1 0.00PL9 60.00SFO1 500.1327082,=usecdBdBMHz,F2-Processing parametersSI 16384SF 500.1300000 MHzWDW noSSB 0LB 0.00 HzGB 0PC 1.00,1H NMR谱峰面积与相应的氢原子个数成正比,2.4.3 从1H NMR谱图获得的主要信息,1.化学位移值（）：确认氢原子所,处的化学环境，即属于何种基团。,2.谱峰裂分数和偶合常数（J）：推,断相邻氢原子的关系与结构。,3.谱峰面积：确定分子中各类

27、氢原子,的数量比。,2.5 13C NMR谱,2.5 13C NMR谱的特点,1.灵敏度低。13C NMR的灵敏度仅为1H NMR的1/5700。2.分辨率高。13C的化学位移（0300ppm）比1H的化学位移（020ppm）大20倍，分辨率高，微小的化,学环境（）变化也能分别。,3.1H-13C之间的偶合作用使13C NMR谱图复杂化，常采,用去偶技术使谱图简单化。,4.得到分子中不同化学环境的碳的结构信息，研究分,子碳骨架结构。,2.5.1 1H-13C之间的自旋偶合,13C,1H,JCH,13C,1H,JCH,原始频率,Bo,JCH/2JCH（1）（BoBH）,BH,BH,JCH/2JC

28、H（1）（BoBH）,13C1H之间的偶合作用导致13C,NMR谱裂分,*CH,*CH3,C,H1,H2,H3,C,H1,*CH2,C,H1,H2,*C,C,1,1:1,1:2:1,1:3:3:1,测得的 C NMR谱谱,OH C,CH3N CH2CH2 C N,2.5.2,13C,NMR的去偶技术 质子宽带去偶法 偏共振去偶法 门控去偶法 反转门控去偶法,只有反转门控去偶法13峰面积与碳原子数量成正比，可用于碳的定量分析。,2.5.3 碳谱实验的DEPT技术,DEPT45：季碳不出峰，其余的CH3、CH2和CH都出峰，并皆为正峰；,DEPT90：除CH出正峰外，其余的碳均不出峰；,DEPT1

29、35：CH3和CH出正峰，CH2出负峰，季,碳不出峰。,可根据化合物的结构，选择测得其中的一种或几,种DEPT碳谱，并结合质子宽带去偶谱来确定分,子中各碳原子的级数。,化合物C17H17O6Cl的碳谱,季碳不出峰只有CH出正峰CH3和CH出正峰，CH2出负峰，季碳不出峰。,F1,对角线峰,交叉峰 交叉峰s,5,4,3,2,1,0,0,21,对角线峰对角线峰,10,20,30,40,50,60,10,50403020,谱峰的等高线图,反映峰形和强度,2.6 二维核磁共振波谱（2D NMR）F2维54谱峰360,维,交叉峰,2.6.1 几种常见的2D NMR实验技术1.同核（1H，1H）2D NM

30、R1H,1H-COSY、DQF-COSY、TOCSY、NOESY2.异核（1H，13C）2D NMR,HSQC-TOCSY、,13C,1H-COSY、HMQC、HMBC,2.6.2 1H,1H-COSY谱,5,4,3,2,1,0,45,0123,C交叉峰s,对角线峰,a,d,c,b,e,a,edcb,1H,1H-COSY谱中交叉峰 反映相邻碳上氢原子之间存在相互作用。Ha和Hc处于相邻C上,HC,HC,a,b,4,2 3,1,1.0,1.5,2.0,2.5,3.0,3.5,ppm1.01.52.02.53.0,3.5ppm,Current Data ParametersNAME butcosy

31、EXPNO 1PROCNO 1,F2-Acquisition ParametersDate_ 20001102Time 8.04INSTRUM DRX500PROBHD 5 mm TBI 1H/PULPROG cosygpTD 1024SOLVENT CDCl3NS 1DS 16SWH 2185.315 HzFIDRES 2.134096 HzAQ 0.2345700 secRG 40.3DW 228.800 usecDE 6.00 usecTE 288.0 KD0 0.00000300 secD1 1.60000002 secD13 0.00000300 secD16 0.00010000

32、secIN0 0.00045765 sec=CHANNEL f1=NUC1 1HP0 3.00usecP1 6.00usecPL1-4.00dBSFO1 500.1310815MHz=GRADIENT CHANNEL=GPNAM1 sine.100GPNAM2 sine.100GPX1 0.00%GPX2 0.00%GPY1 0.00%GPY2 0.00%GPZ1 10.00%GPZ2 10.00%P16 1000.00 usecF1-Acquisition parametersND0 1TD 256SFO1 500.1311 MHzFIDRES 8.535453 HzSW 4.369 ppm

33、FnMODE undefinedF2-Processing parametersSI 2048SF 500.1300144 MHzWDW QSINESSB 0LB 0.00 HzGB 0PC 0.20,F1-Processing parametersSI 1024MC2 QFSF 500.1300144 MHzWDW QSINESSB 0LB 0.00 HzGB 0,1,2 3,4,1-2H1 H2 H3 H4HO C C C C HH H H H,3-42-3,1 1,H,H-COSY,H,H-TOCSY,2.6.3 1H,1H-TCOSY谱,1H,1H-TCOSY谱中交叉峰,反映几个相互连

34、接的碳原,H1 H2 H3 H4HO C C C C HH H H H,不同的混合时间给出不同接力程度的TOCSY谱当混合时间很小时，TOCSY谱相当于COSY谱,子上氢原子之间存在相互作用。H1 H2 H3 H4HO C C C C HH H H H,1,1,1,1,4,2 3,1,1.0,1.5,3.0,3.5,ppm1.01.52.02.53.0,3.5ppm,Current Data ParametersNAME buttoc50EXPNO 1PROCNO 1F2-Acquisition ParametersDate_ 20001101Time 16.43INSTRUM DRX500P

35、ROBHD 5 mm TBI 1H/PULPROG mlevetgpTD 1024SOLVENT CDCl3NS 8DS 16SWH 2185.315 HzFIDRES 2.134096 HzAQ 0.2343412 secRG 18DW 228.800 usecDE 6.00 usecTE 300.0 KD0 0.00000300 secD1 1.79999995 secD9 0.05000000 secD11 0.03000000 secD16 0.00010000 secDELTA 0.00109943 secDELTA1 0.00110800 secFACTOR1 4IN0 0.000

36、45765 secl1 24l3 128SCALEF 6=CHANNEL f1=NUC1 1HP1 5.60usecP2 11.20usecP5 19.33usecP6 29.00usecP7 58.00usecP17 2500.00usecPL1-4.00dBPL10 10.00dBSFO1 500.1310815MHz=GRADIENT CHANNEL=GPNAM1 sine.100GPNAM2 sine.100GPX1 0.00%GPX2 0.00%GPY1 0.00%GPY2 0.00%GPZ1 30.00%GPZ2 30.00%P16 1000.00 usecF1-Acquisiti

37、on parametersND0 1TD 256SFO1 500.1311 MHzFIDRES 8.535453 HzSW 4.369 ppm,F2-Processing parametersSI 1024SF 500.1300144 MHzWDW QSINESSB 4LB 0.00 HzGB 0PC 0.20F1-Processing parametersSI 1024MC2 echo-antiechoSF 500.1300144 MHzWDW QSINESSB 4LB 0.00 HzGB 0,正丁醇的TOCSY谱,4,11-41-31-2,2 32-4 3-42-3H1 H2 H3 H4H

38、O C C C C HH H H H,TOCSY2.5 2.0,2.6.4,1H,1H-NOESY谱,C C HaHbr0.5nm,主要用于谱峰归属、结构的确定、立体构型及构象研究,1H,1H-NOESY谱中交叉峰,反映分子中两个氢原,Ha,Hb,Hc,10,432,子之间的距离小于0.5nm,其强度可用来估算分子中H原子的间距.5,5,4,3,2,1,0,faa,fb,N,3.5,4.0,4.5,5.0,5.5,6.0,6.5,7.0,7.5,ppm3.54.04.55.0,5.56.06.57.0,7.58.0ppm,Current Data ParametersNAME cfynoesy

39、EXPNO 1PROCNO 1,F2-Acquisition ParametersDate_ 20001103Time 8.53INSTRUM DRX500PROBHD 5 mm TBI 1H/PULPROG noesygptpTD 1024SOLVENT CDCl3NS 8DS 16SWH 3443.526 HzFIDRES 3.362818 HzAQ 0.1488800 secRG 64DW 145.200 usecDE 6.00 usecTE 288.0 KD0 0.00000300 secD1 1.60000002 secD8 0.40000001 secD16 0.00010000

40、secd20 0.19890000 secIN0 0.00014520 sec=CHANNEL f1=NUC1 1HP1 6.00 usecP2 12.00 usecPL1-4.00 dBSFO1 500.1326379 MHz,=GRADIENT CHANNEL=GPNAM1 sine.100GPNAM2 sine.100GPX1 0.00%GPX2 0.00%GPY1 0.00%GPY2 0.00%GPZ1 40.00%GPZ2-40.00%P16 1000.00 usecF1-Acquisition parametersND0 2TD 256SFO1 500.1326 MHzFIDRES

41、 13.451274 HzSW 6.885 ppmFnMODE undefinedF2-Processing parametersSI 1024SF 500.1300144 MHzWDW SINESSB 2LB 0.00 HzGB 0PC 0.20,F1-Processing parametersSI 1024MC2 TPPISF 500.1300144 MHzWDW SINESSB 2LB 0.00 HzGB 0,NN,O,H,1H3CO,3CH3,5,N7,846CH32,3-CH3,5-H,用1H,1H-NOESY谱研究水溶,液中蛋白质的构象,2.6.5 13C,1H-COSY谱,100

42、,80,60,40,20,0,5,4,0123,1H,13C,13C-1H异核相关谱给,出碳氢的偶合关系.谱中没有对角峰，所有的峰都可以认为是交叉峰。,C1 C2 C3C4,H1,H2,H3 H4,正丁醇的 C,H-COSY 谱,1.0,1.5,2.0,2.5,3.0,3.5,ppm1015202530354045505560,65ppm,Current Data ParametersNAME buthsqcEXPNO 1PROCNO 1F2-Acquisition ParametersDate_ 20001102Time 10.31INSTRUM DRX500PROBHD 5 mm TBI

43、1H/PULPROG invietgpsiTD 1024SOLVENT CDCl3NS 1DS 16SWH 2185.315 HzFIDRES 2.134096 HzAQ 0.2345700 secRG 2298.8DW 228.800 usecDE 6.00 usecTE 300.0 KD0 0.00000300 secD1 2.00000000 secD4 0.00170000 secD11 0.03000000 secD13 0.00000300 secD16 0.00010000 secD24 0.00090000 secDELTA 0.00116720 secDELTA1 0.001

44、10700 secIN0 0.00003600 secl3 256=CHANNEL f1=NUC1 1HP1 5.60 usecP2 11.20 usecP28 2500.00 usecPL1-4.00 dBSFO1 500.1310815 MHz=CHANNEL f2=CPDPRG2 garpNUC2 13CP3 17.70 usecP4 35.40 usecPCPD2 89.00 usecPL2-1.00 dBPL12 13.00 dBSFO2 125.7633722 MHz=GRADIENT CHANNEL=GPNAM1 sine.100GPNAM2 sine.100GPX1 0.00%

45、GPX2 0.00%GPY1 0.00%GPY2 0.00%GPZ1 80.00%GPZ2 20.10%P16 1000.00 usecF1-Acquisition parametersND0 2TD 512SFO1 125.7634 MHzFIDRES 27.126736 HzSW 110.437 ppmFnMODE undefinedF2-Processing parametersSI 1024SF 500.1300144 MHzWDW SINESSB 2LB 0.00 HzGB 0PC 0.20,F1-Processing parametersSI 1024MC2 echo-antiec

46、hoSF 125.7577969 MHzWDW SINESSB 2LB 0.00 HzGB 0,H1 H2 H3 H4HO C C C C HH H H H,13 1,2.7 固体NMR,在两种情况下做固体NMR分析：任何氘代试剂都不能溶解样品；研究样品在固体状态下的聚集态结构或分子运动。,2.7.1 固体NMR的实验技术,去偶（DD）：除去C-H偶极偶极相互作,用,魔角旋转（MAS）：,消除化学位移的各向异性,交叉极化（CP）：提高C的灵敏度,固体NMR谱线仍然比液体NMR谱线,宽，也难以做定量分析。,三、NMR仪器结构与实验方法,3.1 连续波核磁共振谱仪,满足=Bo（1)条件：扫频或扫场

47、,3.2 脉冲傅立叶变换核磁共振波谱仪,磁场强度：9.395 T=9.395104 G1H共振频率：400MHz13C共振频率：100MHz,超导磁体,超导线圈,液氦室,液氮室,脉冲傅立叶变换核磁共振波谱仪的优点,灵敏度大大提高，样品用量大为减少；测量时间大大缩短，可以进行多次累加，13各种脉冲序列的应用，可以进行连续波谱仪无法完成的工作，如二维核磁谱等。,3.3 样品配制,1.纯化样品（氢谱510mg,碳谱2030mg）2.清洗样品管（无残留溶剂和杂质）3.选择溶剂 溶解性,避免溶剂峰遮盖谱峰 了解溶剂杂质峰,配成溶液的粘度要小,无活泼氢溶剂中分析样品的活泼氢 溶剂的价格,溶液1H NMR谱实验用的溶剂,不含质子的溶剂，如CCl4、CS2等；,氘代溶剂，如CDCl3、D2O、CD3COCD3等。,一些氘代溶剂残留质子的值,