PPT《第八章》

4. C―H(―CH

3、CH2)面内弯曲振动;

二者的明显差异: 1.C=C双键的伸缩振动吸收峰: 顺式―1650cm-1. 反式―与CH

3、CH2的弯曲 振动接近. 2.=C-H的平面弯曲振动吸收峰位置: 顺式―700cm-1;

反式―965cm-1. 末端炔,υC三C = 2140~2100cm-1;

中间炔: υ C三C = 2260~2190cm -1 ;

8.3 核磁共振谱 [Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy (NMR)] 1.核磁共振产生的基本原理 1945年Stanfold University 的F.Bloch(布洛赫)Harvard University 的E.M Purcell(珀塞尔)发现了核磁共振现象,他们于1952年获诺贝尔物理学奖.随后,核磁共振在鉴定化合物结构方面获得广泛应用. 核磁共振是无线电波与处于磁场中的自旋核相互作用,引起核自旋能级的跃迁而产生的. 提供分子中原子数目、类型以及键合次序的信息. 是目前测定有机化合物分子结构的最有力工具之一. 核磁共振谱的功能: (1)核自旋磁场 原子核带正电,当自旋量子数不为零的原子核发生旋转时,便形成感应磁场,产生磁矩.某些质量数或原子序数为奇数的原子核,其自旋量子数不为零.其中1H、13C、19F、31P核的自旋量子数I=1/2,它们有两种自旋方向.在外加磁场中两种自旋能级产生裂分. 自旋磁场与外磁场方向相反的自旋能级较高(β). 自旋磁场与外磁场方向相同的自旋能级较低(α). 在外加磁场中,两种自旋态的氢核能量不相等,其能级差用ΔE表示,ΔE与外磁场强度H0成正比. = hν γ― 核常数(磁旋比) h ― Plank常数ν― 电磁波频率 Ho ― 外磁场强度 当用频率为ν的电磁波照射处于磁场的样品时,如果hν=ΔE,电磁波被吸收,核从α态(低能态)跃迁到β态(高能态),这样就产生了核磁共振吸收,用仪器记录下来就是核磁共振谱(NMR). (3)核磁共振吸收 N S 外加可变磁场(Ho) 扫场发生器(改变电流) 无线电波ν 讯号接受器 记录(图谱) 样品管 (2) 核磁共振仪和核磁共振谱图 图8.14 核磁共振仪示意图 无线电波振荡器 接收及放大器 样品管 磁铁 记录器 8.3.2屏蔽效应与化学位移 化学位移是由核外电子的屏蔽而引起的.

1、屏蔽效应 有机分子的氢核被电子云包围着.电子云在外加磁场H0的作用下,产生一个感应磁场H感应,多数情况下,感应磁场的方向与外加磁场相反,氢核实际感受的磁场为:(H0- H感应).由于不同质子所处周围的电子的密度不同,它们产生的感应磁场H感应大小不同,导致核磁共振的外加磁场强度也不相同,此现象称为核的屏蔽效应. Ho +1 H感应 ν = γ 2π H实= γ 2π (H0- H感应) ΔH0 ― 核外环电流产生的感应磁场 氢核的不同是通过感应磁场的大小来区别的. 外加磁场 HO 高场 低场 a.感应磁场的方向与外加磁场的方向相反时: H实际 = H0 C H感应=H0 - σH0= H0 (1 - σ) σ- 屏蔽常数 屏蔽效应(抗磁屏蔽效应) 增加磁场强度, 产生核磁共振. b.感应磁场的方向与外加磁场的方向相同时: H实际 = H0 + H感应 去屏蔽效应(顺磁屏蔽效应) 减小磁场强度,产生核磁共振. 外加磁场 HO 高场 低场 例CH3CH2-O-CH2CH3 屏蔽效应 大小Ho 低高O-CH2 -CH3 由于屏蔽效应的影响,使不同环境的氢核在不同的磁场强度下产生核磁共振吸收. (1) 质核周围的电子密度越大屏蔽效应越大,则质核在高场产生共振吸收. 2. 化学位移: 不同化学环境的核,受到不同程度的屏蔽效应,其共振吸收的位置出现在不同的磁场强度,这种位置的差异为化学位移. 通常用化学位移来表示质子共振吸收的相对位置. 标准物:氢核的化学位移是由感应磁场的变化产生的,但其值极小,不易测出绝对值.一般以一个标准物[(CH3)4Si] (TMS)为原点,测出样品中氢核的吸收峰与原点的相对距离称为化学位移值,用δ表示. δ