核磁共振4
核磁共振氢谱4组峰
核磁共振氢谱4组峰English Answer：In nuclear magnetic resonance (NMR) hydrogen spectroscopy, the chemical shift of a proton is influenced by the electronegativity of the atoms or groups of atoms that are bonded to it. The more electronegative the atoms or groups, the greater the deshielding of the proton, and the further downfield the proton will resonate.The four sets of peaks in the NMR hydrogen spectrum correspond to the four different types of protons in the molecule:The first set of peaks, which resonate at the lowest field, corresponds to the protons that are bonded to carbon atoms that are in turn bonded to electronegative atoms or groups, such as oxygen or nitrogen.The second set of peaks, which resonate at a slightlyhigher field, corresponds to the protons that are bonded to carbon atoms that are not in turn bonded to electronegative atoms or groups.The third set of peaks, which resonate at a still higher field, corresponds to the protons that are bonded to hydrogen atoms.The fourth set of peaks, which resonate at the highest field, corresponds to the protons that are bonded to oxygen atoms.The relative intensities of the four sets of peaks are proportional to the number of protons of each type in the molecule.中文回答：在核磁共振氢谱中，质子的化学位移受与其相连的原子或原子团的负电性的影响。
第四章 核磁共振成像技术ppt课件
S1PPRS2PRP S1P1 R1P1 S2P2 R2P2
∴R1P1=R2P2 且P1、P2在胶片中心位置不 变 ∴R点的影像即R1R2位置也 不变，即可获得清晰的断 层图像。
1、 NMR现象的发现（属于原子核物理研究范畴）
1945年12月，哈佛大学的 Purcell和他的小组， 在石蜡样品中观察到质子的核磁共振吸收信号
不仅为MRI奠定了基础，而且鼓舞了这一 领域的学者。
1988年Damadian和Lauterbur获美国最高科 技奖（总统奖）。
Lauterbur和英国Mansfield共同获2003年 Nobel医学及生理学奖。
2003 Nobel Prize in Physiology or Medicine
（2）奇偶核:质子数是奇数，中子数是偶数；或 质子数是偶数，中子数是奇数的核，自旋量子数 I=1/2，3/2，5/2…等半整数；
（3）奇奇核:质子数是奇数，中子数也为奇数的 核，I=1，2，3…等正常数。
只有自旋量子数 I 0 的原子核要进行自旋运动，原 子核的自旋运动用自旋角动量L描述，L的方向与自旋 轴重合。
原子核的一般特性 核中的质子数核的电荷； 核中的质子数目（Z）+中子数（N）核的质量（A）
2、核素
Z、N相同且有相同能量状态的一类原子核称为核素； 或Z、A相同且有相同能量状态的一类原子核称为核素；
4.1.2 原子核的电荷
原子核带正电荷，其电荷量Q=Ze 即核中的质子数核的电荷；
4.1.3 原子核的质量
RF信号包含人体内组织空间的定位信息， MR图像就是一个显示来自人体层面内每个体 素RF信号强度大小的象素陈列。图像象素的亮 度取决于相应体素所发射的RF信号的强度，而 RF的强度又取决于组织的性质。
第四章 核磁共振波谱-本科
第四章核磁共振波谱(Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy, NMR) 1946年发现核磁共振，1952年获诺贝尔物理学奖，1950年发现化学位移，1991年获诺贝尔化学奖。
4.1 核磁共振的基本原理4．1．1 原子核的磁矩原子核是带正电荷的粒子，其自旋运动将产生磁矩只有存在自旋运动的原子核才具有磁矩→核磁共振。
具有自旋运动的原子核都具有一定的自旋量子数（I），I=n×1/2, n=0,1,2,3… (取整数)（1）I=0：核电荷数和核质量数均为偶数的原子核没有自旋现象，如12C，16O，28S等，没有自旋现象，也没有磁矩（2）I=1/2：核电荷数为奇数或偶数，核质量数为奇数，如1H、13C、15N、19F、31P等（I=1/2），这类原子核具有自旋现象。
（3）I为整数的原子核：核电荷数为奇数，核质量数为偶数，如2H、14N也有自旋现象I≠0的原子核都有自旋现象，其自旋角动量P的大小与I有关不同类型的核具有不同的磁矩μ，其大小与自旋角动量P和磁旋比γ有关μ=γP磁旋比是原子核的特征常数，不同类型的核其磁旋比不同。
I=1/2的原子核，其核磁共振谱线较窄，最适合于核磁共振检测I＞1/2的原子核，其核磁共振的信号很复杂有机化合物的基本元素1H、13C、15N、19F、31P等（I=1/2），广泛用于有机化合物的结构测定4．1．2 自旋核在磁场中的取向和能级具有磁矩的核在外磁场中的自旋取向是量子化的，用磁量子数m表示核自旋不同的空间取向，其数值可取：m=I, I-1, I-2,…, -I, 共有2I+1个取向。
例如，1H核，I=1/2，则有m=1/2和-1/2两种取向，分别代表低能态和高能态。
根据电磁理论，磁矩μ在外磁场中与磁场的作用能E为E=-μB oBo为磁场强度。
可见，外加磁场越强，高低能态的能级差越大。
4．1．3 核的回旋和核磁共振在磁场B o中，核会自旋，同时绕外磁场的方向进行回旋，这种运动称为Larmor进动。
核磁共振氢谱4
2.8
3.0
4.0
δ(ppm)
2014-8-13
3.24-4.02
2.12-3.0 0.77-1.88 2.16 2.68
3.05 4.26
12
3.2 共轭效应
2014-8-13
13
3.3 各向异性效应
• 在分子中，质子与某一官能团的空间关系， 有时会影响质子的化学位移，这种效应叫 做各向异性效应。
x s 106 ( ppm) s
无量纲，对于给定的质子峰，其值与射频辐射无关。
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8
二、1H的化学位移
优势：
1. 12个H处于完全相同的化学环境，信号为单峰； 2. 相对于其他有机化合物，TMS屏蔽最强， 所以磁场强度最大； 3. 以它的质子峰作为零点，其他化合物 的质子峰的化学位移都是相对于这个 零点而言的。
用来测定核磁共振的仪器叫做-核磁共振仪
2014-8-13
2
一、1H的核磁共振简介
理论上有两种方法可以测定物质的核磁：
1：固定磁场强度，改变电磁波频率—当频率恰好等于能级差-共振！ 2：固定电磁波频率，改变磁场强度—当强度达到能级差时-共振！
H质子的能级差是一定的，那么有机分 子中的所有质子都应在同一磁场强度下 吸收能量，那么，在核磁共振谱图中 就应只有一个吸收峰。？？？
低场
高场
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11
3.1 诱导效应
• 分子与高电负性基团相连----分子电子云密 度下降(去屏蔽)---下降---产生共振所需磁 场强度小---吸收峰向低场移动
化合物 CH3X
CH3O CH3N CH3C CH3I CH3Br CH3Cl CH3F
电负性 (X)
核磁共振1234
进动频率时，自旋核吸收射频能量，从低 能级跃迁到高能级，发生核磁共振
核磁共振
共振条件
E=h =E=2H0=H0h/2 =H0/2
射频频率等于进动频率，与H0成正比 不同核的γ不同，在H0一定时，一种射频
只能观测一种核的核磁共振现象，不存在 其它核的干扰。 改变射频，可以测其它核
其值为：I=1/2×n （n=0,1,2,3…）
核磁矩
原子核旋转产生循环电流，形成一个小磁 铁（磁偶极子），具有磁矩。
h I 2
γ为磁旋比，与原子的质量和带的电荷有 关，为常量
特定的核--自旋角动量、磁矩和磁旋比均 为常量
自旋取向
自旋态 自旋核在外加磁场中将进行取向Байду номын сангаас取向数 有2I+1种
化学等价的质子其化学位移相同，仅出现 一组NMR 信号 磁等价质子—对组外所有的磁性核具有相 同的偶合作用的质子
磁等价质子一定是化学等价的，化学等价 的质子不一定是磁等价
化学等价与不等价质子
分子中处于相同化学环境的质子：
CH3CH2OH
CH3CH2OCH2CH3
化学等价与不等价质子的判断
ω=H0γ ν=ω/2π=γH0/2π 特定核进动频率仅与外加磁场强度有关
自旋能级
在外磁场中，自旋核的取向数为(2I+1) 个，可以看作是核自旋能级数
如1H有两种取向，代表两个不同的能级
核磁共振
自旋核在磁场中发生能级分裂，低能态原 子核吸收能量，跃迁到高能态，称为核磁 共振
射频波（频率30~1000 MHz） --在H0的垂直方向上加一个线偏振的交
磁共振及二维核磁共振理论 2002 K.Wuthrich –蛋白质结构
4 核磁共振概论
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磁性核分两种情况： I＞1/2的原子核电荷在原子核表面呈非均匀 分布，对核磁共振产生复杂影响； I=1/2的原子核电荷均匀分布于原子核表面， 不具有电四极矩，宜于核磁共振检测。 电四极矩：表征核电荷分布偏离球对称程度 的重要参数。
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2.自旋角动量（P）和磁矩（μ）
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γ γ B B0(1 - ) 2 π 2 π
σ:核的化学环境的函数
即使是同种原子，在不同环境中，会在不同磁场强度 下共振，产生化学位移。因此，化学位移能反映核体系 所处的化学环境——结构信息。
1
γ γ B0(1 - ) B0 2 π 2 π
化学位移的绝对值不易精确、稳定、重现地测定。
h为普朗克常数
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具有自旋角动量P的原子核也具有磁矩μ，表示
核磁偶极的大小：
μ=γP 或γ=μ/P
γ称为磁旋比，决定核在核磁共振中的灵敏度； γ大的核，检测灵敏度高，共振信号易被观察， 反之则不灵敏。
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一些磁核的性质
同位 素
1H 2H 13C 14N 15N 17O 19F
自旋 量子数 1/2 1 1/2 1 1/2 5/2 1/2
ห้องสมุดไป่ตู้
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核磁共振光谱以样品分子不同化学环境磁性原
子核的峰位（化学位移）为横坐标，测得峰的相对
强度（共振信号强度）为纵坐标。
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4.2 核磁共振基本原理
1.自旋量子数（I, spin quantum number） 角动量：与物体到原点的位移和动量相关的物理量
，在经典力学中表示为到原点的位移和动量的叉积
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吸电子共轭效应减少质子的电子云密度，使 其在低场共振。
核磁共振波谱 核磁4
2.偏共振去偶(OFR)
偏共振去偶谱的特点：
1）大于1JC-H 的偶合消除（即消除了2J 的偶合），谱图大大简化。 2）保留了同碳质子的偶合信息，以识别碳级 CH3 (q) quartet singlet CH2 (t) CH (d) C (s) doublet triplet
H2 C b n m g e j c d CH2 v q l CH 2 pCH3 u s t f h CH2 k o w k HO x t z y l
(A)
(B)
a 11.9 b 12.9 c 19.5 d 21.3 e 22.6 f 22.8 g 24.1 h 24.4 i 25.1 j 28.4 k 32.1 l 32.3 m 36.0
n 36.4 o 36.7 p 37.7 q 39.7 r 40.0 s 42.4 t 43.2 u 50.4 v56.4 w 56.9 x 71.0 y120.9 z141.7
8.0
7.0
6.0
5.0
4.0 3.0 / ppm
2.0
1.0
0 160 150 140 130120110100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 / ppm
-效应, -效应为正值,-效应为负值, 效应和 -效应一般较小(1-2), 可忽略不 计.
-C的高场位移(–2～–7), 不能用诱导效应
沿键传递解释,是空间因素的影响(下面讨
论).
I 的重原子效应(即碘对邻接原子的抗磁屏
蔽作用).
5).立体效应 位效应：链烃的 -邻位交叉，相互 排斥，从而屏蔽作用增加，向高场位移
3
4
2
第四章 核磁共振氢谱
在有机化合物中，各种氢核周围的电子云密度不同 （结构中不同位臵），屏蔽效应不同，导致共振频率有差 异，即引起共振吸收峰的位移，这种现象称为化学位移。
4-2-3 相对化学位移
为了表示不同核化学位移的量度，必须选择 一个参照物为标准求出其它核相对于它的位臵。
相同化学环境的核在不同磁场强度的仪器上 共振频率也不同，必须消除仪器的影响。
H H 7.0~8.0 O C H H 9.5~10.0
轮烯质子的各向异性
Ha Hb Ha
Ha = 9.28 Hb = -2.99
Hb
Ha = 5.28 Hb = 10.3
18个电子，符合 4n+2规则，有芳香性
16个电子，不符合 4n+2规则，无芳香性
[18]-轮烯环内的六个质子受到环电流效应的屏蔽作用， 其效果已超过了TMS中质子的屏蔽作用，故H为负值。 而环外十二个质子受到的是环电流效应的去屏蔽效应作 用，所以H处于低场（高位移）。
E 0 无磁场
1 m=- 2
E =
hH0 2
1 m=+2
E辐= hn = E hH0 hn = 2 H0 n= 2
4-1-6 讨论
共振条件： n= H0 / (2 ) （1）对于同一种核 ，磁旋比 为定值， H0变，射频频率n变。 （2）不同原子核，磁旋比 不同，产生共振的条件不同，需 要的磁场强度H0和射频频率n不同。 （3） 固定H0 ，改变n（扫频法） ，不同原子核在不同频率 处发生共振。也可固定n ，改变H0 （扫场法）。扫场方式应 用较多。 （4）固定射频线圈的频率，由于不同磁性原子核的磁旋比 不同，发生核磁共振时所需的磁场强度不同。
4-2-5-3 芳香环质子的各向异性
核磁共振波谱分析-4
-CMe3 0.02 0.13 CH=CHR -0.10 0.00 -C6H5 -0.15 0.03 -CH2Cl -CHCl2 -CCl3 0.03 0.02 -0.07 -0.03 -0.8 -0.17
0.27 -COC6H5 -0.10 -CO2H(R) 0.11 -NO 0.03 -NO2 -0.07 -NH2 -0.17 -NHCOCH3
1.82 2.56 2.36 3.23 3.13 1.70 1.55
-NR2 -NHCOR -CN -N3 -SR
-SCN -N=C=S
1.57 2.27 1.70 1.97 1.64 2.30 2.86
2. 不饱和碳上质子的化学位移
炔氢: 叁键的各向异性屏蔽作用，使炔氢的化学位移 出现在1.6 –3.4 ppm范围内，与其它氢有重叠。
*共轭指烯键与其它基团形成共轭
例1:计算下面化合物烯氢的化学位移
H
H
C
C
OCH2CH2OCH3 OCH2CH2OCH3
（实测3.0 ppm）
Z同=0，Z顺= -1.07，Z反= -1.21
=5.25+0-1.07-1.21=2.97 ppm
例2：计算下面化合物烯氢的化学位移
H Ph
C
C
Br CO2Et
Shoolery 公式屏蔽常数
取代基 -CH3 0.47 取代基 -Br 2.33 取代基 -CONR2 1.59
-C=C
1.32 1.44 -CC 1.65 -CC-Ar -CC-CC-R 1.65 -C6H5 1.85 -CF3 1.14 -Cl 2.53
-I -OH -OR -OC6H5 -OCOR -COR -CO2R
各类质子的化学位移及经验计算
第4章 核磁共振
典型核 12C,16O,32S
2H,14N 13C,17O,1H,19F,15N， 11B,34Cl,79Br,81Br
其中， I =1/2的原子核是电荷在核表面均匀分布的旋转体。
这类核核磁共振谱线较窄，最适宜于核磁共振检测，是
NMR研究的主要对象。如1H,13C,19F,31P等。然而，核磁共 振信号的强弱与被测磁性核的天然丰度和旋磁比的立方成
第四章 核磁共振谱
Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy; NMR
一、NMR的发展简史
1946年以布洛赫和伯西尔为首的两个小组几 乎同时发现。二人获得1952年诺贝尔物理奖。
布洛赫(Felix loch )
伯希尔 (Edward Purcell)
NMR已经成为化学、物理、生物、医药等研 究领域中必不可少的实验工具，是研究分子结 构、构型构象、分子动态等的重要方法。
氢核磁共振图
积分曲线 共振谱线
化学位移
四、 1H的化学位移
4.1. 电子屏蔽效应和化学位移 4.2. 化学位移的表示方法 4.3. 影响化学位移的因素 诱导效应 共轭效应 各向异性效应 范德华效应 氢键效应和溶剂效应
4.1 电子屏蔽效应与化学位移
在外磁场作用下，氢核外运动着的电子产生相对于外磁
E n e kT 1.0000099 n
驰豫过程
n*
非电磁辐射形式释放能量
n0
驰豫现象：高能态的核以非辐射形式释放能量，回到低能 态，维持n-略大于n+，致使核磁共振信号存在，这种过程称 为“驰豫”。
1) 自旋 - 晶格驰豫 ( 纵向驰豫 ): 处于高能态的自旋体系与周 围的环境之间的能量交换过程，半衰期 T1 可以用来表示 自旋-晶格弛豫过程所需的时间。 2) 自旋-自旋驰豫(横向驰豫)一些高能态的自旋核把能量转 移给同类的低能态核，同时一些低能态的核获得能量跃 迁至高能态。过程所需时间用T2表示。 液体样品的弛豫时间远小于固体样品，易于得到高分辨的NMR谱图
核磁共振氢谱第4-5节
四、芳环氢的化学位移
8
9
P116
Байду номын сангаас10
11
五、杂芳环氢的化学位移
α位芳氢处于低场
12
六、活泼氢的化学位移
P118
羟基峰形一般较钝，氨基、巯基峰形一般较尖。 重水交换实验可以确认O-H、N-H、S-H的活泼氢。
13
3.5 自旋偶合和自旋裂分
Spin-spin coupling and spin-spin splitting
2 1 0
39
The end
40
34
课堂练习1
b c d
2 1 0
35
a
PPM
课堂练习2
c a e
7
d
6 5 4 PPM 3
b
2 1 0
36
课堂练习3
d f
7
e
6 5 4 PPM
cb
3
a
2 1 0
37
课堂练习4
e
10
d
8
c
6 PPM 4
b
2
a
0
38
O
课堂练习5
N H
N
a g f e d
9 8
c
7 6 5 PPM 4 3
b
14
一、自旋偶合和自旋裂分
P118
引起共振峰分裂的分子中邻近磁性核之间的相互作用称 作自旋-自旋偶合(Spin-spin coupling)。 由自旋-自旋偶合引起的谱峰分裂的现象称作自旋-自旋 裂分(Spin-spin splitting) 。
15
自旋量子数为I=1/2的核，在磁场中有两种取向，m = +1/2 和m = - 1/2。 实例中当b质子处于m = +1/2 顺磁场取向时，其局部磁场通 过共价键传递给a质子，使a受到比外磁场稍微增强的磁场作 用，故可以在较低的外磁场发生共振。 当b质子处于m = -1/2 反磁场取向时，使a受到比外磁场稍 微减小的磁场作用，故可以在较高的外磁场发生共振。 b质子两种取向的几率近似相等，故a质子裂分的两个峰强 度相等。 a的两个质子可能的取向组合有以下三种，故可使b质子的 峰裂分为三重峰。 1 ： 2 ： 1
4核磁共振波谱法(131156)
例如：1H核外有高度对称的S电子云，在外磁场H0 作用下，产生一个方向与H0相反的感应磁场，使磁 核实际受到的磁场强度小于H0(见图4-8 P104)。若 要发生磁核共振，只有增加外磁场强度，以补偿被 感应磁场所抵消的部分。因此，共振信号峰向高场 移动。
△顺磁屏蔽(或去屏蔽)：使共振信号峰向低场移动 的屏蔽作用。
两个取向对应的两个量子能级见图4-2，P97，
H0 m=-0.5
u I=0.5
H0
u
m=+0.5
E H0 o
E2 +μHH0 m=-0.5
m=0 ΔE=2μHH0
m=+0.5 E1 =-μHH0
(a) I=1/2核磁距的取向
(b)I=1/2核的能级图
当H0=0(无外磁场)时，能级不分裂(见图4-2)，当 H0≠0(有外加磁场)时，两个能级之间的能量差为： ΔE=E2-E1=2μHH0 ；当H0(外磁场)变化时，质子 的能级ΔE也随之变化。在外磁场H0中，1H1核要从 低能级跃迁到高能级，必须吸收2μHH0的能量。
化学位移：在一定频率下，处于不同化学环境下的 化合物中的不同质子，产生NMห้องสมุดไป่ตู้的磁场强度不同的现 象。
§4.2-2化学位移的表示
因化学环境不同，同类磁核(如1H1)所产生的
共振频率差Δυ与它们的共振频率υ相比是非常小 的(即化学位移的变化只有百万分之十左右)。要精 确地测定Δυ的绝对值是非常困难的，因此，目前 采用相对法表示，即选一种化合物，以其中磁核的 共振频率为标准，让其他不同环境中的这类磁核与 之比较，其差值就是化学位移。但这种方法有一个 缺点，即同一个磁核在不同磁场强度的NMR仪器上 所测得的Δυ值就不相同。(见图4-6，P102)
核磁共振实验报告_4
核磁共振实验报告1．一、实验目的:2．掌握核磁共振的原理与基本结构；3．学会核磁共振仪器的操作方法与谱图分析；4．了解核磁共振在实验中的具体应用；二、实验原理核磁共振的研究对象为具有磁矩的原子核。
原子核是带正电荷的粒子, 其自旋运动将产生磁矩, 但并非所有同位素的原子核都有自旋运动, 只有存在自选运动的原子核才具有磁矩。
原子核的自选运动与自旋量子数I有关。
I=0的原子核没有自旋运动。
I≠0的原子核有自旋运动。
1)原子核可按I的数值分为以下三类:中子数、质子数均为偶数, 则I=0, 如12C.16O、32S等。
中子数、质子数其一为偶数, 另一为基数, 则I为半整数, 如：I=1/2；1H、13C.15N、19F、31P等；I=3/2；7Li、9Be、23Na、33S等；I=5/2；17O、25Mg、27Al等；2)I=7/2, 9/2等。
中子数、质子数均为奇数, 则I为整数, 如2H、6Li、14N等。
a.以自旋量子数I=1/2的原子核（氢核）为例, 原子核可当作电荷均匀分布的球体, 绕自旋轴转动时, 产生磁场, 类似一个小磁铁。
当置于外加磁场H0中时, 相对于外磁场, 可以有（2I+1）种取向:b.氢核（I=1/2）, 两种取向（两个能级）:c.与外磁场平行, 能量低, 磁量子数ｍ＝＋1/2;与外磁场相反, 能量高, 磁量子数ｍ＝－1/2;正向排列的核能量较低, 逆向排列的核能量较高。
两种进动取向不同的氢核之间的能级差: △E= μH0 （μ磁矩, H0外磁场强度）。
一个核要从低能态跃迁到高能态, 必须吸收△E的能量。
让处于外磁场中的自旋核接受一定频率的电磁波辐射, 当辐射的能量恰好等于自旋核两种不同取向的能量差时, 处于低能态的自旋核吸收电磁辐射能跃迁到高能态。
这种现象称为核磁共振, 简称NMR。
三、仪器设备结构1)核磁共振波谱仪（仪器型号: Bruker A V ANCE 400M）由以下三部分组成:2)操作控制台: 计算机主机、显示器、键盘和BSMS键盘。
核磁共振g4的特征峰
核磁共振g4的特征峰核磁共振（NMR）技术广泛应用于化学、生物化学、生物医学等领域中，以帮助解决复杂物质的结构和变化问题。
在NMR谱图中，特征峰是指具有独特信号的峰，可以通过处理和解读这些峰的信息，得到样品的相关结构和性质。
本文将重点介绍核磁共振谱图中的G4特征峰。
1. 什么是G4结构G4结构，全称：Guanine四联体，是指DNA分子中一种特殊的碱基对结构，其核苷酸基序列中存在连续的四个鸟嘌呤分子。
G4结构具有很强的稳定性和特殊的生物学功能，如抗癌、抑制感染等，因此引起了广泛的研究。
2. G4的核磁共振谱图在核磁共振谱图中，G4结构具有独特的峰形和位置，从而形成了G4的特征峰。
G4结构的核磁共振谱图主要包括两个峰：a. 脱氧核糖核酸肽脱氧核糖核酸（d(TG4T))d(TG4T))峰位于12-14 ppm的范围内，用于判断和鉴定G4结构的存在和稳定性。
b. 脱氧核糖核酸（d(G4))d(G4)的特征峰位于10-13 ppm，其高峰的位置通常在12-13 ppm之间，可以用于确定G4结构的种类和构象。
3. 影响G4特征峰的因素G4特征峰的位置和形状受到多种因素的影响：a. 金属离子：一些金属离子（如K+和Na+）可以与G4结构相互作用并影响其形态和峰形。
b. pH值：pH值的改变可以使G4结构增加或减少胁迫，从而影响其稳定性和峰形。
c. 质子交换：质子交换可以揭示G4结构的氢键和腺嘌呤保护性区域，从而使谱图更为明晰。
d. 热力学参数：G4结构的热力学参数（如Tm值、Gibbs自由能）可以反映其稳定性和形态，从而影响峰的形状和位置。
结论总之，G4结构的特征峰是核磁共振谱图中的一种独特峰，可用于鉴定和确定G4结构的存在、种类和形态，并为相关研究提供重要的信息。
在实际应用中，G4结构的峰形和位置可受多种因素影响，因此需要进行详细的分析和判断。
核磁共振乳腺4类结节分级标准
核磁共振乳腺4类结节分级标准英文回答：Breast nodules detected by magnetic resonance imaging (MRI) are classified into four categories based on their characteristics. The classification system is known as the Breast Imaging Reporting and Data System (BI-RADS) and is widely used in clinical practice to guide further management and treatment decisions.Category 1: Negative.In this category, the MRI scan shows no evidence of any suspicious findings. The nodules are considered benign and do not require any further evaluation or intervention. For example, if a woman undergoes an MRI scan for breast cancer screening and no abnormalities are found, she would be classified as BI-RADS category 1.Category 2: Benign.Nodules in this category have imaging features that are characteristic of benign lesions. These nodules are typically stable over time and do not require anyadditional workup. An example of a BI-RADS category 2 nodule would be a fibroadenoma, a common benign breast tumor.Category 3: Probably benign.Nodules in this category have imaging features that suggest a high likelihood of being benign, but there is a small chance of malignancy. Follow-up imaging studies are recommended to monitor any changes in the nodule over time. An example of a BI-RADS category 3 nodule would be a complex cyst with a thick wall and internal debris.Category 4: Suspicious.Nodules in this category have imaging features that are concerning for malignancy. Further evaluation, such as biopsy, is recommended to determine the nature of thenodule. Examples of BI-RADS category 4 nodules include masses with irregular margins or suspicious enhancement patterns.中文回答：乳腺核磁共振检测出的结节根据其特征被分为四类。
核磁共振乳腺4类结节分级标准
核磁共振乳腺4类结节分级标准英文回答：Breast lesions detected through magnetic resonance imaging (MRI) are commonly classified into four categories based on their characteristics. These categories are known as the BI-RADS (Breast Imaging Reporting and Data System) classification system. The BI-RADS system provides a standardized way to describe and classify breast lesions, helping radiologists and clinicians to make accurate diagnoses and treatment decisions.The four categories in the BI-RADS classification system for breast lesions detected through MRI are as follows:1. Category 1: Negative. This category indicates that there are no findings suggestive of malignancy. Lesions in this category are considered benign and do not require further investigation or follow-up.For example, if an MRI scan shows a small, well-defined lesion with regular margins and no enhancement, it would be classified as BI-RADS category 1. This means that thelesion is most likely benign and no further action is needed.2. Category 2: Benign findings. This category includes lesions that have characteristics indicative of a benign nature. These lesions may have specific features that allow radiologists to confidently classify them as benign.For instance, if an MRI scan reveals a lesion with a typical appearance of a fibroadenoma, a common benignbreast tumor, it would be categorized as BI-RADS category 2. This means that the lesion is almost certainly benign and can be safely monitored without the need for further intervention.3. Category 3: Probably benign findings. This categoryis used for lesions that have a low suspicion of malignancy but cannot be definitively classified as benign. Theselesions may require short-term follow-up or additional imaging studies to confirm their benign nature.For example, if an MRI scan shows a lesion with some suspicious features but lacks definitive characteristics of malignancy, it would be classified as BI-RADS category 3. In this case, the radiologist may recommend a follow-up MRI scan in a few months to assess any changes in the lesion.4. Category 4: Suspicious findings. This category includes lesions that have a moderate to high suspicion of malignancy. These lesions require further evaluation, such as a biopsy, to determine their nature.For instance, if an MRI scan reveals a lesion with irregular margins, heterogeneous enhancement, and other suspicious features, it would be categorized as BI-RADS category 4. In this case, the radiologist would recommend a biopsy to determine if the lesion is malignant or benign.中文回答：乳腺核磁共振检测出的结节通常根据其特征分为四类。
2核磁共振 (4)
核磁共振系别：11系学号：PB06210381 姓名：赵海波一.实验数据B=0.55T1.观察H的核磁共振信号，并测量g,γ因子a. 观察波形νMHz25=.161b.使共振信号不等间距,在不同电压下测量ν=25MHz191.V=95vV=85v2起始点最低点作图辅助点-6.9 03起始点6.7 0V=65v横坐标x 纵坐标y最高点c.使共振信号等间距,在不同电压下测量ν=25MHz.192V=95v最高点V=85v1起始点-4.5 -5 最低点-4.5 0 作图助点最高点V=65v最低点 作图辅助点 -15 02.测量H的γ和g因子刻度:4.153.测量F的γ和g因子刻度:4.154.不同位置时调成信号等间距时的频率3 25.1594 25.1608 25.1632 25.1627 25.16104 25.1600 25.1604 25.1627 25.1629 25.16145 25.1592 25.1609 25.1626 25.1625 25.1615二.数据处理1.a.用origin所作共振信号波形为:νMHz=25161.b.共振信号不等间距时MHzν=.25191V=95vV=85vV=65vc.共振信号等间距时MHzν=.25192V=95vV=85vV=65v通过数据发现共振信号不等间距时,随着V 的减小,原来间距大的信号间间距变小,间距小的信号间间距变大.原因是在发生共振时,B B B ~0+=,B ~不等于0,所以随着V 减小B 波形变的平缓. 而共振信号等间距时,信号间距离不随V 变化.因为此时B ~恒为0. 2.H 的γ和g 因子 由公式=0ωγB 可得 1 2 3 4 5 6 γ/MHz/T 42.6474642.6491542.6457642.6423742.6423742.64407可得164520.42-•=T MHz γ再由公式hgNμγ=,可以计算的g=121610*59866.5----••••T m A S J MHZ3.F 的γ因子和g 因子的计算 同理可得112401.40-•=T MHz γg=121610*26683.5----••••T m A S J MHZ 4.算出对应位置的磁感应强度B由已经测出的水的H 的γ值及公式=0ωγB 可得不同位置的磁感应强度三．思考题2. 0B 、1B 、B 的作用是什么？如何产生，它们有什么区别？ 答：实现核磁共振，必须有一个稳恒的外磁场0B 及一个与0B 和总磁矩m 所组成的平面相垂直的旋转磁场1B ，当1B 的角频率等于0ω时，旋转磁场的能量为E h ∆=0ω，则核吸收此旋转磁场能量，实现能级间的跃迁，即发生核磁共振。
核磁共振乳腺4类结节分级标准
核磁共振乳腺4类结节分级标准英文回答：Breast nodules are commonly detected during breast screening or diagnostic imaging using techniques such as mammography or ultrasound. Magnetic resonance imaging (MRI) is another imaging modality that can be used to evaluate breast nodules. The BI-RADS (Breast Imaging Reporting and Data System) classification system is commonly used to categorize breast nodules based on their imaging characteristics.In the case of breast nodules detected using MRI, the BI-RADS classification system includes four categories: BI-RADS 1, BI-RADS 2, BI-RADS 3, and BI-RADS 4. Each category represents a different level of suspicion for malignancy.BI-RADS 1 refers to a nodule that is definitely benign, with no suspicious features. This means that the nodule is not likely to be cancerous and further evaluation orfollow-up is not necessary.BI-RADS 2 refers to a nodule that is most likely benign, with a very low suspicion of malignancy. These nodules typically have well-defined borders and benign imaging features. Although further evaluation may not be necessary, periodic follow-up may be recommended to ensure stability.BI-RADS 3 refers to a nodule that is probably benign, but with a moderate level of suspicion. These nodules have some features that are suggestive of a benign nature, but there may be a small chance of malignancy. Further evaluation, such as additional imaging or biopsy, may be recommended to confirm the benign nature of the nodule.BI-RADS 4 refers to a nodule that is suspicious for malignancy. These nodules have imaging features that are highly suggestive of cancer, such as irregular shape, spiculated margins, or enhancement patterns. Further evaluation, such as biopsy, is usually recommended to determine if the nodule is cancerous or not.It is important to note that the BI-RADS classification system is not a definitive diagnosis of breast cancer. Itis a standardized way of categorizing breast nodules based on their imaging characteristics, which helps guide further evaluation and management decisions.中文回答：乳腺结节通常在乳腺筛查或诊断性成像中被检测出来，使用的技术包括乳腺X线摄影或超声波。
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➢影响化学位移的因素
诱导效应（电负性的影响）
CH3X 不同化学位移与-X的电负性
化合物 CH3X CH3F CH3OH CH3Cl CH3Br
CH3I
电负性（X） 4.0（F） 3.5（O） 3.1（Cl） 2.8（Br） 2.5（I）
屏蔽效应的大小与质子周围的电子云密度有关
化学位移
氢质子（1H）用扫场的方法产生的核磁共振，理论上都在同一磁 场强度（Ho）下吸收，只产生一个吸收信号。实际上，分子中 各种不同环境下的氢，再不同Ho下发生核磁共振，给出不同的 吸收信号。例如，对乙醇进行扫场则出现三种吸收信号，在谱图 上就是三个吸收峰。如图：
1H
高能态
Ho
因此，在磁场中， 一个核要从低能态向
1H
Δ E = hυ
低能态
高能态跃迁，就必须
吸换收言之2，H0核的吸能收量。
氢原子在外加磁场中的取向
2产生H0共的振能，量此后时，核便由
m = +1/2的取向跃迁
至m = -1/2的取向。
若外界提供一个电磁波，波的频率适当，能量恰好等 于核的能量之差E，核进动频率与振荡器所产生的旋 转磁场频率相等，则原子核与电磁波发生共振，那么 此原子核就可以从低能级跃迁到高能级，产生核磁共 振吸收。
测定时样品常常被配成溶液。
b脉冲傅里叶核磁共振谱仪（PFT-NMR）
C样品的制备
做1H谱时，常用外径为6mm的薄壁玻璃管。测定时样 品常常被配成溶液，这是由于液态样品可以得到分辨 较好的图谱。要求选择采用不产生干扰信号、溶解性 能好、稳定的氘代溶剂。 溶液的浓度应为5-10%。
如纯液体粘度大，应用适当溶剂稀释或升温测谱。
δ值越大，表示屏蔽效应作用越小，吸收峰出现在低场。 δ值越小，表示屏蔽效应作用越大，吸收峰出现在高场。
➢核磁共振谱仪及样品制备
a连续波谱核磁共振谱仪（CW-NMR） 恒定频率的无线电 波照射通过样品
当磁场强度达到一定的 值Ho时，样品中某一类 型的质子发生能级跃迁， 这时产生吸收，接受器 就会收到信号，由记录 器记录下来，得到核磁 共振谱。
•基团距离越远，受到的影响越小
CH3 CH2 CH2 Br
1.25 1.69 3.30
吸电子基团距离越远，对质子的电子元密度影响越小，最靠近 的质子收到的影响最大，因而电子元密度越小，屏蔽作用越小 ，化学位移值越大
小结：
氢核周围电子云 密度
小
屏蔽效应 小
化学位移（δ） 大
共振吸收峰 低场出现
大
拉莫尔进动:
进动频率 0； 角速度0； 0 = 20 = r H0
r磁旋比；各种核有它的固定位 值
H0外磁场强度；
(1)核有自旋(磁性核) (2)外磁场,能级分裂
共振条件
(3)照射频率与外磁场的比值0 / H0 = / (2 )
➢屏蔽效应和化学位移
屏蔽效应——化学位移产生的原因
有机物分子中不同类型质子的周围的电子云密度不 一样，在加磁场作用下, 由于电子产生的感应磁场对外 加磁场有的抵消作用称为屏蔽效应。
第一节 核磁共振的基本原理
➢磁性质
原子核
带正电荷的粒子
当它的质量数和原子序数有一个是奇数时，
它就和电子一样有自旋运动，产生磁矩
磁矩 ，具有方向性，是一个矢量
= r h I / 2
r 旋磁比 I 自旋量子数 h Plank常数
各种原子核的自旋量子数
质量数 偶数 偶数 奇数
原子序数 偶数 奇数
奇数或偶数
自旋量子数I 0
1，2，3，… 1/2，3/2，5/2
磁性原子核
11H
163C
19 9
F
非磁性原子核
162C
186O
自旋量子数等于零的原子核：16O、12C、32S、28Si 等，这些原子核没有自旋现象，因而没有磁矩， 不产生共振吸收谱，故不能用核磁共振来研究。
自旋量子数大于或等于1的原子核：
I = 3/2： 11B、35C1、79Br、81Br等
不同频率的仪器测出的化学位移值是不同的，为了使在不同频率的 核磁共振仪上测得的化学位移值相同（不依赖于测定时的条件）， 通常用δ来表示，δ的定义为：
化学位 移
H标准 H试样
H标准
相对标准： 四甲基硅烷 Si(CH3)4 （TMS）（内标）
位移常数 TMS=0
为什么用TMS作为基准?
(1) 12个氢处于完全相同的化学环境，只产生一 个尖峰； （2）屏蔽强烈，位移最大。与有机化合物中的质 子峰不重迭； （3）化学惰性；易溶于有机溶剂；沸点低，易回 收。
吸
收
强
OH
度
CH 2
CH 3
乙醇的 1HNMR 图
Ho
这种由于氢原子在分子中的化学环境不同，因而在不同磁场强度 下产生吸收峰,峰与峰之间的差距称为化学位移。
化学位移
化学位移值的大小，可采用一个标准化合物为原点，测出峰与 原点的距离，就是该峰的化学位移值，一般采用四甲基硅烷为标 准物（代号为TMS）。
大
小
高场出现
G—CH2—H ： G吸电子效应δ值增大； G给电子效应δ值增小。
（ppm） 4.26 3.40 3.05
2.68
2.16
X, : X, 电子云密度, 屏蔽效应,
共振在较低磁场发生，
•吸电子基团越多, 这种影响越大
Cl CH2 H
3.05Cl2 CH H源自5.30Cl3 C H
7.27
吸电子基团减小电子云密度，从而使屏蔽作用减小，化学 位移移向低场，化学位移值增大
I = 5/2： 17O、127I ； I = 1： 2H、14N等
。这类原子核核电荷分布是一个椭圆体，电荷分 布不均匀。它们的共振吸收常会产生复杂情况， 目前在核磁共振的研究上应用还很少。
自旋量子数I 等于1/2的原子核：1H、19F、
31P、13C等。这些核可当作一个电荷均匀分 布的球体，可自旋，有磁矩形成，特别适 用于NMR实验。尤其是氢核（质子），不但 易于测定，而且它又是组成有机化合物的 主要元素之一，有机分析中，主要是1H、 13C核磁共振谱的测定。
第二节 1H 核磁共振
1H 的自然丰度 99.985% 13C 的自然丰度 1.11% H 是有机化学结构中的重要元素
➢基本知识
核的自旋与磁性
当氢核围绕着它的自旋轴转动时就产生磁场。 由于氢核带正电荷；转动时产生的磁场方向 可由右手螺旋定则确定。由此可将旋转的核 看作是一个小的磁铁棒。
1H核磁共振现象