核磁共振解析2
HNMR-2解析
能量差
磁性核的自旋取向表明
它在外加磁场中的取向 它的某个特定能级状态(用 磁量子数ms表示)。取值为 –I … 0 … +I。
即:每一个取向都代表一个能级状态,有一个ms 。 如:1H核:∵ I=1/2 ∴ ms为 -1/2 和 +1/2
ν= γ H0 高能态 H' ms = _ 1/2 外 场 H' ms = + 1/2
2π E = hν H0
γ — 磁旋比(物质的特征常数)
E = hν = γ
h H0 2π
低能态
自旋核的电荷分布——球形 高能级自旋态(Eb) 1 磁级自旋态(Ea) 磁量子数 m= + 1 2
E
BO=△E=Eb-Ea
结论:
1H受到一定频率(v)的电磁辐射,且提供的能量
CH3CH2OCH2CH3
CH3CH2CH2CH2OH
CH3OCH2CH2CH3
例3. 预测下列化合物有几个NMR信号及裂分情 况,能否用NMR区分
O
三组峰
五重峰
CH2 CH2
CH2 三重峰 O
CH3CH
三重峰 十二重峰
CH2
二重峰
CH3CH2OCH2CH3
二组峰
CH3CH2CH2CH2OH
五组峰
-CH2I, =3.0 ~ 3.5,
-O-H, 大 低场
-C-H, 小 高场
• 电负性影响的规律: 吸电子诱导效应使质子核外电子密度降低, 屏蔽效应减弱,质子的吸收峰就移向低场。 给电子诱导效应使质子核外电子密度增 加, 屏蔽效应增加,质子的吸收峰就移向高场。
2、化学键的磁各向异性效应
H'
1
H'
核磁共振报告单解读
核磁共振报告单解读核磁共振(NMR)是一种常用的医学影像检查技术,可以提供人体内部结构的详细图像。
下面是一份核磁共振报告单的解读:1. 报告单概述核磁共振报告单通常包括患者的基本信息、检查日期和时间、检查部位、扫描序列和参数等。
报告单的主要目的是向医生提供关于患者病变的详细影像信息,以便进行准确的诊断和治疗。
2. 图像解读核磁共振图像是一种黑白的图像,其中不同组织和病变具有不同的信号强度和对比度。
以下是常见的核磁共振图像特征及其意义:(1)T1加权图像:在T1加权图像中,脂肪、肌肉和骨骼等结构具有较高的信号强度,而液体和软组织则呈现较低的信号强度。
(2)T2加权图像:在T2加权图像中,液体和软组织具有较高的信号强度,而脂肪、肌肉和骨骼等结构则呈现较低的信号强度。
(3)质子密度加权图像:在质子密度加权图像中,脂肪和水的信号强度较高,而肌肉和骨骼等结构的信号强度较低。
(4)功能性成像序列:功能性成像序列可以显示脑部活动、血流和代谢情况等。
这些序列可以帮助医生评估神经系统疾病、肿瘤和血管病变等。
3. 病变解读核磁共振图像可以显示许多不同类型的病变,包括肿瘤、炎症、创伤和退行性病变等。
以下是常见的病变类型及其特征:(1)肿瘤:肿瘤通常表现为圆形或椭圆形的肿块,信号强度不均匀,边界不清。
不同类型的肿瘤具有不同的信号特征和增强模式。
(2)炎症:炎症通常表现为软组织肿胀和液体潴留。
在核磁共振图像中,炎症区域通常具有高信号强度和增强的表现。
(3)创伤:创伤可以导致局部组织损伤和出血。
在核磁共振图像中,创伤区域通常具有低信号强度和边缘模糊的表现。
(4)退行性病变:退行性病变通常表现为关节软骨磨损和骨质增生。
在核磁共振图像中,退行性病变区域通常具有低信号强度和关节间隙狭窄的表现。
4. 诊断结论医生根据核磁共振图像和患者的临床表现进行诊断。
诊断结论通常包括病变的类型、位置、大小和程度等信息,以及建议的治疗方案。
如果存在疑问,医生可能会要求进行进一步检查或会诊。
第五章 核磁共振氢谱-2讲解
从图1.6可以看出: E2 - E1 = (E2 - J/4) -(E1 + J/4) = ( E2 - E1) -J/2 (1-19) E4 - E3 = (E4 +J/4) -(E3 - J/4) = ( E4 - E3) + J/2 (1-20) E3 - E1 = (E3 - J/4) -(E1 + J/4) = ( E3 - E1) - J/2 (1-21) E4 - E2 = (E4 + J/4) - (E2 - J/4) = ( E4 - E2) + J/2 (1-22)
Problem 1) 单纯的AB体系谱图为几重峰?4 2) 为什么ABX体系中的AB体系谱图变为八重峰?
对于图2.19: 将“O”亚谱相应参数在右下角标“+”, 将“X”亚谱相应参数在右下角标“ -”.
由图:JAB = 10 Hz
由(2-18) 式: = (v1-v4) (v2-v3) 对两个亚谱进行计算,求出:
等
AB2体系的能级图
AB2体系的谱图如图示:
AB2体系谱线间有以下关系: 1- 2 = 3 - 4 = 6 - 7 1 - 3 = 2 - 4 = 5 - 8 3 - 6 = 4 - 7 = 8 - 9
AB2体系中:
A = 3 B=1/2(5 + 7)
X为二重峰, 强度比为: 1 1
例:
HA HX Cl C C Cl
Cl HX
3. A2X2 体系:
A为三重峰, 强度比为: 1 2 1
X为三重峰, 强度比为: 1 2 1
例:
XA CH2 CH2 O COCH3
4. A3M2X2 体系: A为三重峰 X为三重峰 M为 六重峰
核磁共振-2
2.
磁等价(Magnetic equivalence)
两个核(或基团)磁等价必须同时满足下列两条件: 1) 它们是化学等价的。 2) 它们对任意另一核的偶合常数 J 相同(数值和符号)。 Magnetic equivalence has two strict requirements: • • Magnetically equivalent nuclei must have identical δ. Magnetically equivalent nuclei must have equal coupling (same J values) to all other nuclei in the molecule.
磁不等价的经典例子是:
从分子对称性很容易看出两个氢是化学等价的,两个F也是化学 等价的。但以某一指定的 F 考虑,一个 H 和它是顺式偶合,而另一 个 H 和它是反式偶合,不符合上述第二条件,因此两个 H 化学等价 而磁不等价。同理,两个 F 也是磁不等价的。
苯环对位取代衍生物和对称三取代苯:
HA和HA′; HB和HB′ 化学等价,但磁不等价。
Example: a three-carbon chain a quintet only if 3JAB = 3JBC. , the n+1 Rule predicts
HB
Pascal’s triangle
When JAB ≠ JBC
Case 1: JAB is only slightly different from JBC. 1 Th the multiplet, since the lines do not quite overlap.(Broadening occurs because the peak separation in Hertz is too small in magnitude for the NMR instrument to be able to distinguish) . Example: the spectrum of the second methylene protons of propylbenzene is simulated as follows. The splitting pattern gives a crude sextet.
第三章 核磁共振2
单键不能自由旋转时,也会产生不等价 H。
• 在开链化合物中,Jgem一般不表 现出来,主要是因为单键旋转较快, 使同碳H趋向平均环境,而表现磁全 同。
• 当有手性基团时或环状化合物, 旋转受阻时,Jgem即明显表现出来。
• •
• 如:
HO Me O Hc
OH
Me
Hb O Ha
• Ha和Hb不同,并相互偶合,是不等价H
• 两个大小相等、方向相反的电偶 极矩相距很近时,构成电四极矩。
9、活泼H与碳上H的偶合
• SH及部分NH:交换慢,有偶合 • COOH、OH:常温,交换快,无偶合 • 低温:偶合 • 在DMSO-d6作溶剂:偶合
(二)几个基本概念
• 卫星峰 • 旋转边带 • 同核偶合 • 异核偶合
2、核的等价性
B1 B2 B3
B1 B2 B3 B1 B2 B3
H0
几率:
+3△H 1
+△H 3
-△H 3
-3△H 1
• 则HA受到[H0(1-σ)+3△H],[ H0(1-σ)+△H],[ H0(1σ) -△H]和[H0(1-σ)-3△H]四种外磁场作用。
ν1=γ/2π[H0(1-σ)+3△H], 则HA有三条谱线,峰 面积为1:3:3:1
如:
2
Ha
1
Cl C CH2 Cl
Cl
5.77
3.95
每类氢核不总 表现为单峰,有 时多重峰。
原因:相邻两 个氢核之间的自 旋偶合(自旋干 扰);
在上一光谱中,可以看到,以 δ3.05ppm 为 中 心 处 出 现 一 组 四 重 峰 , 在 δ1.85ppm为中心处出现一组三重峰,三重 峰谱线与四重峰谱线的间距相等,这两个t 和q峰信号称为峰的裂分,是由于相邻的原 子核之间的自旋-自旋偶合(自旋干扰))引 起的。自旋偶合引起的裂分现象,称为自 旋裂分,由其引起的多峰间隔,称为偶合 常数,用符号“J”表示,单位为Hz。
第二章 核磁共振氢谱2讲解
7 .4 5 0
7 .4 0 0
7 .3 5 0
7 .3 0 0
7 .2 5 0
7 .2 0 0
7 .1 5 0
7 .1 0 0
7 .0 5 0
7 .0 0 0
P-CH3OC6H4CH2Cl 芳氢核磁共振吸收的展开图
S a t A p r 2 2 0 9 :0 8 :0 0 2 0 0 0 : (u n title d ) W 1 : 1 H A x is = p p m S c a le = 3 .7 7 H z / c m
为复杂。对于对位取代,苯环上四个氢将分成 Ha=Ha’和Hb=Hb’两组,而且两组氢会发生偶合
作用,在谱图上表现为两组双重峰。对于邻位和
间位取代,苯环上四个氢完全不同,依据两个取 代基的情况,会分成2-4组各自分裂的峰 。
双硝基不同位置取代苯的核磁共 振谱图
• 对硝基苯谱图只有单峰,表明苯环上四个 氢一致。间硝基苯谱图有三组分裂的峰, 表明苯环上四个氢在两个硝基的作用下分 成三组各自偶合的峰。而邻硝基苯谱图上 有一个分裂的双重峰,表明苯环上四个氢 分成能偶合的两组。顺便一提:由于两个 硝基强大的吸电子和共轭作用,苯环上氢 的化学位移δ值大大增加,已达到8.0ppm以 上。
X
X
Ha
Ha' Ha
Ha'
Hb
Hb' Hb
Hb'
Hc
X'
苯环单 取代
苯环对位双 取代
Ha
Hb
X
Hb'
X'
Ha'
苯环邻位双 取代
X
Hb
Ha
Hc
X'
Hb'
核磁共振2
化合物 CH3F CH3OH CH3Cl CH3Br CH3I CH4
• 多取代基对化学位移的影响:多取代比单取代有较强的效应, 化学位移向低场移动。 表4-5 多取代基对δ的影响 化合物 δ/ppm CHCl3 7.27 CH2Cl2 5.30 CH3Cl 3.05
• 取代基距离对化学位移的影响:取代基的影响随距离
NH2
NH2 CH3
6 . 6 9 ( 6 .7 6 )
Br
(7 .0 6 ) 7 .0 1 7 .7 1 (7 .7 1 )
I I
7 .4 1 (7 .6 2 ) 6 .9 8 (6 .7 0 )
6 . 4 6 ( 6 . 5 7 ) (6 .4 0 )6 . 3 4 7 . 0 5 ( 7 . 0 5 ) (6 .6 8 )6 .6 8
4.4.2 烯烃1H化学位移
烯烃δH受杂化效应和各向异性效应的影响,并二者影响的
方向相同,故δH在4.5~8.0ppm之间。 烯烃δH的大小可给出双键的取代形式、取代基性质、是否 共轭等多种有价值的信息。 预测烯烃质子δH也有经验公式可供利用: δ烯H=5.25+SCS同+SCS顺+SCS反 其中:5.25是乙烯的δH; (δCH2=CH2 =5.25) SCS是取代基参数,同为同碳取代基,顺为顺位取 代,反为反位取代基Rc对烯氢化学位移的影响。 常见基团的SCS见下表:
图4-3-7 苯环π电子云产生的磁场(a)
屏蔽区(b)
5.范德华效应
两个氢原子空间位置非常靠近时,具有负电
荷的电子云互相排斥,其结果氢原子周围电 子云密度降低,屏蔽作用减小,δH变大,这 就是范德华效应。 P135例子。
6.酸氢和氢键
核磁共振氢谱解析2
3.05
电负性大的原子越多, 影响越大
Br CH3 2.68
I CH3 2.60
距离越远,影响越小
H3C Br H3CH2C Br CH3(CH2)2 Br
2.68
1.65
1.04
CH3(CH2)3 Br 0.90
• 电负性大的取代基(吸电子基团),可使邻近氢 核的电子云密度减少(去屏蔽效应),导致该质 子的共振信号向低场移动,δ值增大。
蔽作用很强,一般化合物的峰大都出现在TMS峰 的左边,即一般化合物的δ均为正值 • TMS沸点仅27℃,很易于从样品中除去,便于样 品回收 • TMS与样品之间不会发生分子缔合 • 在氢谱、碳谱中都规定δTMS=0
低场 δC 200 去屏蔽 δH 10
高场 屏蔽
CH3CH2OH: δ(CH2) =148Hz/60MHz×106 =247Hz/100MHz×106 =2.47
HH
CCH
HH
CH3 C CH3 H
1:6:15:20:15:6:1
1:1
1H核与两组等价1H核相邻时,裂分峰数:(n+ n´+1) 个;
1H核与几组不等价1H核相邻时,裂分峰数: (n+1)( n´+1)……个;
Hb Ha Hc CCC
C
Hd
(nb+1)(nc+1)(nd+1)=2×2 × 2=8 Ha裂分为8重峰
H3C C
~3.0
~1.8
H 3C N H3C C C
~3.7 H H3C O
H CC
~0.9 H3C C
15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 化学位移 δ(ppm)
核磁共振基本原理 2讲(2)
4. Bloch方程
核磁共振基本原理 2讲 吴季辉
射频场
H=i2B1 cos t
B0 几十-几百MHz, B1 5-20KHz
线偏振场
核磁共振基本原理 2讲 吴季辉
射频场的分解
bH
x' H
aH
y
B=i2B1 cost =B1 (icost + jsint)
+ B1 (icost - jsint)
t
t
t
dM dt
M x t
i +Mx
i t
M y t
j
+
My
j t
M z t
k
+ Mz
k t
M x i M y j M z k
t
t
t
i
j
k
+Mx t +My t Mz t
M
x
i t
+
M
y
j t
M
z
k t
M x i + M y j + M z k
M
dM dt
(
M t
)
rot
M
核磁共振基本原理 2讲
在外磁场H0作用下,磁矩为的核受到的力矩
T=×B0
力矩T的作用将会引起角动量的改变
dI/dt=T
因为= I, I= / 所以 d/dt=(×B0)
核磁共振基本原理 2讲 吴季辉
d/dt=(×B0)
x ( y Bz z By ) y (z Bx x Bz ) z (x By y Bx )
取H0的方向就是z轴的方向
x y B0 y x B0 z 0
颅脑疾病的核磁共振诊断价值MRI (2)
无论何种序列及何种方向扫描,静脉窦内 流空效应表现均被异常高信号所取代
随时间延长血栓信号变化与脑内血肿演变 相似
102
T2WI
103
T2WI
104
T2WI
105
T1WI
106
Tቤተ መጻሕፍቲ ባይዱWI
107
T1WI
108
T1WI
109
110
颅内动脉瘤
比利时·布鲁塞尔
分类及好发部位
• 囊状动脉瘤
颅脑血管性病变 磁共振诊断
2
3
4
脑梗塞
比利时·布鲁塞尔
6
大家有疑问的,可以询问和交流
可以互相讨论下,但要小声点
8
9
10
脑梗塞MRI表现-病例1
T2WI
11
脑梗塞MRI表现-病例1
T1WI
12
脑梗塞MRI表现-病例2
T2WI
13
脑梗塞MRI表现-病例2
T1WI
14
脑梗塞MRI表现-病例3
46
47
48
亚急性期
• 血肿变化
细胞内正铁血红蛋白形成,它具有明显的顺磁性作 用,缩短T1时间,但不影响T2时间
红细胞破裂后,细胞外正铁血红蛋白使T2时间延 长
• MRI表现
红细胞破裂之前:T1WI呈高信号,T2WI呈低信 号
红细胞破裂之后:T1WI呈高信号,T2WI呈高信 号
周围水肿明显
香港·海洋公园
急性期
• 由于外渗血液与脑脊液相混合,脑脊液中磷脂 酶的作用,红细胞迅速溶解,造成红细胞内去 氧血红蛋白过早释放,即使在急性期也不会出 现由红细胞内、外磁化率不一样而形成T2加 权像上出现低信号,因此,MRI不易显示急性 蛛网膜下腔出血。
核磁共振基础原理part2
trans
trans 0.56 1.21 -1.28
-C=C-
(共轭) -C=O (共轭)
0.98
1.26 1.10 1.06
-0.04
0.08 1.13 1.01
-0.21
-0.01 0.81 0.95
-OCOR
-SR -Cl -Br
2.09
1.00 1.00 1.04
-0.40
-0.24 0.19 0.40
诱导磁力线 环流π电子
H0
烯烃质子的=5.25ppm
双键的屏蔽作用
H H H Ha
单键的屏蔽作用
H H H H
H Hb H H
H
H
H
H H H
单键的屏蔽作用
(4)氢键的影响 ⑤氢键:对质子化学位移的影响不能简单予以解释。当 H和Y形成氢键X-HY时,一方面Y的存在使X-H键的电 子云受到畸变,使质子去屏蔽,化学位移增加。另一方 面,给体原子或基团的磁各向异性可能使质子受到屏蔽, 化学位移减少。其中去屏蔽作用是主要的,所以观测到 的是氢键形成低场位移,即使得δH↓。 (5)溶剂效应 ⑥溶剂效应:远程作用。由于溶剂与溶质分子间的相互 作用,使得在不同溶剂下的溶质分子的化学位移不同。 (6)交换反应的影响 ⑦交换反应,使得δH不固定。
上述理论式中,部分参数不易精确获得,但可以作为预测 δ值的思考方式。
2、影响化学位移的结构因素
诱导效应
局部逆磁作用
共轭效应 局部顺磁作用
杂化键不同的影响
邻近基团的磁各向异性 环流效应 氢键 溶剂作用
交换反应
(1)局部逆磁作用: s电子对核的屏蔽。若电子密度增 加,d增加,屏蔽增加,引起高场位移;若减少电子 密度,d减少,屏蔽减少,引起低场位移。 ①诱导效应:是通过成键电子传递,随着相连原子或 基团的电负性增加δ↑,随着距离增加δ↓。通常在 相隔3个以上的键后其影响可忽略不计。 ②共轭效应:在具有多重键或共轭多重键的分子体系 中,由于电子的转移,导致某基团电子密度和磁屏蔽 的改变。 苯环上的H被取代后明显。 (2)局部顺磁效应:当分子中具有不对称的电子云分布 时,外加磁场引起激发态和基态波函数之间的混合, 导致去屏蔽作用产生。s电子的电子云分布具有球对称 性,轨道角动量为零,局部顺磁屏蔽项p为零。
核磁共振波谱分析-2
化学位移的表示方法
试样 TMS 10(6 ppm) 0
感生磁场 H'非常小,只有 外加磁场的百万分之几, 为方便起见,故× 106
为什么选用TMS(四甲基硅烷)作为标准物质? (1)由于四个甲基中12 个H核所处的化学环境完全相同, 因此在
核磁共振图上只出现一个尖锐的吸收峰;
乙醇(CH3-CH2-OH)的高分辨NMR图谱
CH3-CH2-OH
首先,分析―CH3上的氢(以Ha表示): 它的邻近―CH2―上有两个H核(以Hb表示),Hb 对Ha的影响可表示如下:
∵ H核的自旋量子数I = 1/2,在磁场中可以有两种 取向,即:
+ 1/2(以↑表示)和 -1/2(以↓表示) 这样,Hb的自旋取向的排布方式就有以下几种情况:
氢键的形成与溶液浓度、pH值、温度、溶剂都 很有关系,所以这些质子的化学位移值与测试条件 关系很大,δ在较大的范围内变化。
影响化学位移的因素-6
(6)溶剂效应
溶剂不同使得化学位移值发生变化的效应 叫溶剂效应。
不同的缓冲液也会引起化学位移的偏移, 比 如 柠 檬 酸 在 磷 酸 缓 冲 液 、 Tris 缓 冲 液 和 HEPES缓冲液中的化学位移差别很大。
化学键,尤其是键将产生一个小磁场,并通过空 间作用影响邻近的氢核。其特征是有方向性,所以叫各 向异性效应。各向异性的小磁场,有些区域在方向上与 外加磁场一致,将增强外加磁场的作用,使受影响的核 的共振移向低场,值增大,这是去屏蔽效应,用“-” 表示。有些地方的小磁场方向与外加磁场方向相反,削 弱了外加磁场,受影响的氢核的共振移向高场,值减 小,是屏蔽效应,用“+"表示。
化学位移的差别约为百万分之十,精确测量十分 困难,现采用相对数值。以四甲基硅(TMS)为标准 物质,规定:它的化学位移为零,然后,根据其它吸 收峰与零点的相对距离来确定它们的化学位移值。
核磁共振t2谱的面积表示 -回复
核磁共振t2谱的面积表示-回复核磁共振(NMR)是一种重要的分析技术,可用于确定化合物的结构以及研究分子之间的相互作用。
在NMR谱图中,T2(自旋转弛豫时间)谱图提供了关于样品中的不同自旋所占比例的信息。
T2谱的面积表示了各自旋的占比,可以用于解释样品的物理和化学性质。
首先,我们需要了解什么是T2谱图。
在核磁共振实验中,样品会被放置在一个恒定的磁场中,然后通过施加射频脉冲来激发样品中的自旋。
当自旋释放能量返回其基态时,其释放的能量被检测并记录下来。
这个过程被称为自旋弛豫,其中T2是自旋释放能量的衰减速度,即自旋弛豫时间。
T2谱图是通过改变激发射频脉冲的强度和时间来获取的。
强度较高的脉冲将激发更多的自旋,并导致更高的谱线强度。
然而,这些谱线的强度将受到自旋之间的相互作用以及自旋与周围环境之间的相互作用的影响。
这些相互作用会导致自旋在T2时间内失去能量,从而减弱谱线的强度。
在T2谱图中,谱线的面积表示了各自旋的占比。
谱线面积的计算是通过积分峰值信号来完成的,峰值高度代表了自旋的强度,峰值宽度代表了自旋的衰减速度。
因此,通过积分峰值信号并进行归一化处理,可以得到各自旋的相对占比。
T2谱的面积信息可以提供许多关于样品的物理和化学性质的有用信息。
首先,它可以用于计算样品的自旋弛豫时间,这对于了解自旋之间的相互作用以及样品的动力学性质非常重要。
T2谱的面积还可以用于估计样品中不同自旋的浓度。
例如,在分析混合物样品时,可以通过比较谱线的面积来确定不同组分的相对含量。
此外,T2谱的面积还可以提供关于样品结构的信息。
不同类型的自旋具有不同的T2弛豫时间,并且在谱图中表现出不同的峰。
通过观察不同峰的相对面积,可以推断出样品中存在的不同自旋类型的数量和分布。
总之,T2谱的面积是了解样品中不同自旋占比的重要工具。
它可以用于计算自旋弛豫时间、估计样品中不同自旋的浓度以及推断样品的结构。
通过进一步研究T2谱的面积信息,我们可以更好地理解样品的性质和特性。
核磁共振磷谱(2)
核磁共振磷谱(2)
在核磁共振磷谱(1)中我们已经了解了⼀些典型化合物的磷谱的化学位移,然⽽,磷谱的更主要应⽤在于利⽤耦合常数确定键连关系。
磷谱的耦合常数J往往⽐氢谱⼤得多,可达1000Hz,磷的耦合通过⾻架中的σ键传递,并且没有明显的Π效应。
⼀般⽽⾔,磷的耦合常数随着键连距离增长⽽减⼩,但是常常能看到3J⽐2J 还⼤的情况。
P-H耦合⾮常普遍,但是随着距离衰减很快,虽然1JPH达到400-1000Hz,到了4JPH已经很难观测到了。
在这种耦合过程中也存在氟效应,即由于氟原⼦的超共轭效应,使得⼆氟膦烷(181.7 Hz)⽐膦烷(189 Hz)的耦合常数还⼩。
对于2JPH,可以画出Kaplus图,来表⽰⼆⾯⾓对耦合常数的影响:
当然,⼆⾯⾓Θ并不是影响耦合常数的唯⼀因素,还与键长等多种因素有关。
磷与碳核的耦合也是很重要的⼀种耦合⽅式,并且耦合常数显著受磷原⼦上的孤对电⼦影响,尤其是在三苯氧磷中,1JPH⾼达104.4。
如果两个磷原⼦离得⾜够近或者化学位移相近,还会观察到PP耦合,如下图,虚线表⽰⽴体效应的影响。
如果磷与另⼀个⾦属中⼼紧邻,那么还有可能出现P-M耦合,PM耦合常数随M-P键s成分的增⼤⽽增⼤,并且随着⾦属中⼼氧化态的上升⽽减⼩。
与对应的磷酸盐配体相⽐,亚磷酸配体的PM耦合常数要⼤50-100%。
核磁共振波谱法 2
9
自旋偶合与自旋裂分
如果H 邻近没有其他质子, 共振条件为: 如果Ha邻近没有其他质子,则Ha共振条件为:
ν0 = [γ / (2π ) ](1- σ)H0 π
由公式9-6和9-8 由公式 和
邻近有H 存在, Ha邻近有Hb存在,Hb 在外磁场中有两 种自旋取向,相应产生两种自旋磁场, 种自旋取向,相应产生两种自旋磁场,对Ha 核有干扰。 核有干扰。
O CH 3 H 3C C N CH 3
O H H 3C C N H
与手性碳相连的CH2的两个氢化学不等价。 的两个氢化学不等价。 ⑷ 与手性碳相连的
H2 R1 R C C R2 R3
H 2 CH 3 R 1 C C C R2 CH 3 R 3
自旋体系的分类
核磁共振氢谱谱图分分为一级谱和高级谱(不要求) 核磁共振氢谱谱图分分为一级谱和高级谱(不要求)。 高级谱 一级谱的特征: 一级谱的特征:
22
谱Байду номын сангаас解析的步骤 (3)已知分子式,计算不饱和度 已知分子式,
2x + 2 − y Ω= 2
23
(4)利用化学位移确定各吸收峰所对应的 氢核类型
谱图解析的步骤
(5)根据重峰数、偶合常数及峰形确定基团的连接关系 根据重峰数、 利用n+1规律) n+1规律 (利用n+1规律) 结合元素分析、红外光谱、紫外光谱、质谱、 ( 6) 结合元素分析 、 红外光谱 、 紫外光谱 、 质谱、 13 C 核 磁共振谱和化学分析的数据推导化合物的结构。 磁共振谱和化学分析的数据推导化合物的结构。 (7)仔细核对个组信号的化学位移和偶合常数与推定的结 7)仔细核对个组信号的化学位移和偶合常数与推定的结 构是否相符,必要时, 构是否相符,必要时,找出类似化合物的共振谱进行 比较, 比较,进而确定化合物的结构式 。
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23
22 16 17 10 11
MeOOC H 14 O 15
2 20 18 3 1 13 8 4 5 9
OH
12
H
19
N OH 6
7
21
C-3 C-21 C-19
C-22
C-1 C-9
C-10
C-4
C-2
C-20
H-4
H-17a H-15 H-18
H-2
H-13a H-6 H-11a
1H,1H-COSY
2D NMR 图谱
结构鉴定: 化合物2-1
1H
NMR of 2-1
Me-23
23 22 16 17 10 11
MeOOC H 14 O 15
2 20 18 3 1 13 8 4 5 9
OH
12
H-21b
H
19
H-2 Me-20 H-3
N OH 6
7
21
H-4 H-21a
13C
NMR of 2-1
136 144
correlations (COSY) Proton interaction trough three bonds.
H-2
1H-1H
Spectrum 1Н
3J H-H
correlations
H-1
0.5
1.0
Spectrum 1Н
1.5
3.0
3.5
4.0
C1 H
C2
C
5.5 5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 F2 Chemical Shift (ppm) 2.0 1.5 1.0 0.5
170 180
H-i H-k
190 200 210 220
are undistinguishable!
С-1
5.5
5.0
4.5
4.0
3.5 3.0 2.5 F2 Chemical Shift (ppm)
2.0
1.5
1.0
0.5
Nuclear Overhauser Effect (NOE)
• Interaction between 1H-1 and 1H-2 when they are distanced in the space by r <5 Å. • NOE produced NOESY / ROESY 2D NMR spectra.
Organic Structure Analysis, Crews, Rodriguez and Jaspars
STRATEGY BASED ON C-H CONNECTIVITY – HSQC DATA
A B C D E F dC
f e d’ d c
b a
label protons in lower case letters
4.5
5.0
5.5
适用于重叠峰耦合的判断
F1 Chemical Shift (ppm)
H1
H2
2.0
2.5
Long-range 13C-1H correlations (HMBC).
Interaction between 13С and 1Н nuclei trough two and three bonds. Spectrum 1Н
STRATEGY BASED ON C-H CONNECTIVITY – HSQC DATA
Organic Structure Analysis, Crews, Rodriguez and Jaspars
STRATEGY BASED ON C-H CONNECTIVITY – HSQC DATA
D E
F
42 23
17
CH2 CH3
CH3
3.0 2.5 1.5
1.2
Organic Structure Analysis, Crews, Rodriguez and Jaspars
STRATEGY BASED ON C-H CONNECTIVITY – HSQC DATA
Organic Structure Analysis, Crews, Rodriguez and Jaspars
H-19a
O 13 14
2 1 8 20 18 19 3 5 4
15
H-3
H-21b
OH
21
10
11
OH N
6 7 12
H-4
H-21a
检测的是核与核之间的关系
Direct H-C correlations (HSQC)
Interaction between H and C atoms through one bond.
H H k
0
C C C
C 1 C i
C k
10 20 30
Spectrum 13С
C
40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160
F1 Chemical Shift (ppm)
H
H
i
HMBC peaks corresponding to 2- and 3-bonds correlations
H C
r
H C n
C
2D NMR图谱的解析
STRATEGY BASED ON C-H CONNECTIVITY
1
H-1H COSY
H H C
H
H
HSQC
C C
HSQC
&
C
C
C
HMBC
H
H
HSQC
C C C
&
C C C
C C C
HMBC data is ambiguous (2 or 3 bond correlations – impossible to tell which)
为什么没有C-C相关谱?
•天然丰度低,1%,相关的几率1/10000 •需要大量的样品,要求溶解性极高
•需要很长的累积(次数)时间
Me-20
H-12a
H-16a H-7a
H-14
O
22
23 16 17 9
COOMe
14 15
H-3
2
1
13 8 10
OH
5 21
20
18 19
3
4
11
E N
OH
6 7 12
HMBC (高场区)
C-3 C-19 Me-20 C-8 C-2 C-7 C-5 C-6 C-18
22
23 16 17 9
COOMe
H-1
1H
Spectrum
ห้องสมุดไป่ตู้
1J C-H
correlations
0 8
13C
H C H
Spectrum
H 1 C 1 C
16 24 32 40 48
F1 Chemical Shift (ppm)
56 64 72 80 88 96 104 112 120 128
C-1
5.5 5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 F2 Chemical Shift (ppm) 2.0 1.5 1.0 0.5
Organic Structure Analysis, Crews, Rodriguez and Jaspars
STRATEGY BASED ON C-H CONNECTIVITY – HSQC DATA
ATOM A B C
dC (ppm) DEPT 131 124 68 CH CH CH
dH (ppm) 5.5 5.2 4.0
Organic Structure Analysis, Crews, Rodriguez and Jaspars
STRATEGY BASED ON C-H CONNECTIVITY – HSQC DATA
diastereotopic protons
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