波谱分析 仪器分析PPT教学课件
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仪器分析技术PPT教学课件
CH3-SH
δ=2.000
CH3-C≡N
δ=1.98
CH3-OH （CH3）3C-OH ﹡1H谱的其它测定常数
δ=3.99 δ=1.95
耦合常数与结构的关系等
﹡1H-NMR波谱解析步骤 ——要保证被测样品足够纯 ——要设法获得分子式, 计算不饱和度 ——化合物分子中化学同核的组数大于或等于1H-NMR波谱中
不饱和C-H面外弯曲振动段
掌握哪些基团有哪些振动，对判断有机化合物有很大益处。
﹡红外分光光度计的组成
试样池
光源
参比池
单色器
检测器
放大器 记录仪
——光源：能发射高强度连续红外波长的高温黑体物质，一般采 用近于黑体物质的白炽能斯特灯或硅碳棒
——吸收池：用岩盐窗片制成 如NaCl、KBr、AgCl等 有透明度要求
对照(Sadtler Nuclear Magnetic Kesonance Spectra)
﹡位移试剂
不增加外加磁场强度而能增加化学不等同核化学位移差别
的试剂。稀土元素的β-二酮络合物.一般是正三价铕离子(Eu3＋)和 镨离子（Pr3+）的β-二酮络合物
﹡13C-NMR波谱 13C谱的优点
——有机化合物分子骨架主要由C骨架构成，13C-NMR能更全面地 提供有关分子的骨架，特别是一些不与H相连的基团，如＝C＝O 等用途更广泛。
——常规的1H的化学位移不超过20，（一般为10） 而13C的化学位移不超过200，每个C原子结构上的微小变化可引起 δ值得明显变化，每一组化学等同核都可望显示一独立谱线。 ——13C核的天然丰度很低，可忽略13C核之间的耦合 13C-NMR破谱的灵敏度 ——与磁旋比有关（原子核的性质）与r3成正比 同摩尔数的H、C， 13C核的共振灵敏度只有1H核的1／63
仪器分析第十五章核磁共振波谱法PPT课件
正确结构： H3CO
O CH
2021
37
练习：
C7H16O3，推断其结构
δ 3.38
δ 5.30 6 1
9 δ 1.37
2021
38
解：
C7H16O3， U=（2＋2×7－16）/2=0
a. δ3.38和δ 1.37 四重峰和三重峰 —CH2CH3相互偶合峰
b. δ 3.38含有—O—CH2结构 结构中有三个氧原子，可能具有(—O—CH2)3
2021
20
甲基氢、亚甲基氢与次甲基氢δ值计算
c
O
CH3
CH3－ CH2 －C －O －CH －CH2 －CH3
be
f da
CH3：
δa =0.87+0=0.87
(0.90)
δb =0.87+0.18（β-COR）=1.05 (1.16)
δc =0.87+0.38（β-OCOR）=1.25 (1.21)
n+1规律只适用于I=1/2，且△ν/J >10 的初级谱。 对于其它I≠1/2，该规律可改为2nI+1。
2021
25
n+1规律示例
2-溴丙烷的NMR谱
2021
26
偶合常数－偶合类型
偕偶（genminal coupling）：
同碳偶合，常用2J表示。烷烃2J大，但在谱 图上常见不到峰分裂。烯烃2J小，但能见 到分裂。
多少碳原子；它们各属于哪些基团；伯、 仲、叔、季碳原子各有多少等。
弛豫时间T1较长，能准确测定，推测结构 可以直接观测不带氢的各碳官能团的信息，
如羰基、氰基等。 灵敏度低，信号需累加，速度慢。 峰面积与碳数不成正比。
仪器分析 第十三章 核磁共振波谱分析PPT课件
原子实际上受到的磁场强度B
B= B0-B’=B0-σB0=B0(1-σ)
σ为屏蔽常数， σB0为感应产生的次级磁场强度。
B为氢核真正受到的有效外磁场强度。 核外电子云产生感应磁场，抵消一部分
磁场，产生共振向高磁场方向移动。
2μB
B
h
2
2μB（ 0 1σ）
h
hν B0 2μ(1σ)
B（0 1σ） 2
实际上各种化合物中的氢核的化学环境或结 合情况不同，所产生的共振吸收峰频率不同。
任何原子核都被电子云所包围，当1H核自旋时 ，核周围的电子云也随之转动，在外磁场作用下，会 感应产生一个与外加磁场方向相反的次级磁场，实际 上会使外磁场减弱，这种对抗外磁场的作用称为屏蔽 效应.
1H核由于在化合物中所 处的化学环境不同，核外电 子云的密度也不同，受到的 屏蔽作用的大小亦不同，所 以在同一磁场强度B0 下， 化学环境不同 1H核的共振 吸收峰频率不同。
(3)Ｉ＝1/2的原子核 1H，13C，19F，31P
核电荷均匀分布的球体，并象陀螺一样自旋，有磁矩产 生，是核磁共振研究的主要对象，H、C也是有机化合物的主 要组成元素。
I=1/2的核自旋能级裂分与B0的关系
• 1H核在磁场 中，由低能级E1向高能级E2跃迁， 所需能量为
△E=E2－E1= B0 －(－B0) = 2 B0
四甲基硅烷 [(CH3)4Si] TMS
TMS
CH3OCH3
TMS
低场
高场 0
化学位移
TMS的优点
1）单峰：TMS分子中有12个氢核，所有质子等同 ，只有一个吸收峰。
2）TMS的屏蔽系数几乎比所有其他物质的都大(电 子云密度大)，处在高场位置，对大多数有机化合 物氢核吸收峰不产生干扰。规定TMS氢核的 =0， 则其他化合物H核的共振频率都在左侧。
波谱分析第三章02红外光谱仪幻灯片PPT
来增加波数范围，狭缝宽度应可调。 狭缝越窄，分辨率越高，但光源到达检测器的能量输
出减少。为减少长波局部能量损失，改善检测器响应，通 常采取程序增减狭缝宽度的方法，即随辐射能量降低，狭 缝宽度自动增加，保持到达检测器的辐射能量的恒定。 检测器及记录仪:
红外光能量低，因此常用热电偶、测热辐射计、热释 电检测器和碲镉汞检测器等。
1700oC
高波数区（> 1000cm-1）有 更强的发射；稳定性好； 机械强度差；但价格较高。
低波数区光强较大；波数 SiC 1200-1500oC 范围更广；
坚固、发光面积大。
吸收池: 红外吸收池使用可透过红外的材料制成窗片； 不同的样品状态〔固、液、气态〕使用不同的样品池，固 态样品可与晶体混合压片制成。
M=
= 8 — 10
分光器的孔径
M决定了测定时的最小试样。
2.多重衰减全反射〔ATR) 对一些不溶、不熔且难粉碎的试样及不透明外表的涂层可
采用ATR测定。 一束红外光射入具有高折射指数的晶体后如果在晶体与样
品的界面处，光的入射角大于临界角，那么光线几乎完全由 此界面上发生全反射。
但光线要稍许穿反射外表之下才反射回来。
波谱分析第三章02红外光 谱仪幻灯片PPT
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一、仪器类型与构造
色散型 干预型〔付立叶变换红外光谱仪〕
当粉末状试样受红外光辐射后，除了有反射和透射外， 还有大量的向各个方向的散射光，应用特殊设计的凹面镜， 把这些散射光全部收集起来，使之进入红外光谱仪，最终 得到试样的漫反射光谱图。
出减少。为减少长波局部能量损失，改善检测器响应，通 常采取程序增减狭缝宽度的方法，即随辐射能量降低，狭 缝宽度自动增加，保持到达检测器的辐射能量的恒定。 检测器及记录仪:
红外光能量低，因此常用热电偶、测热辐射计、热释 电检测器和碲镉汞检测器等。
1700oC
高波数区（> 1000cm-1）有 更强的发射；稳定性好； 机械强度差；但价格较高。
低波数区光强较大；波数 SiC 1200-1500oC 范围更广；
坚固、发光面积大。
吸收池: 红外吸收池使用可透过红外的材料制成窗片； 不同的样品状态〔固、液、气态〕使用不同的样品池，固 态样品可与晶体混合压片制成。
M=
= 8 — 10
分光器的孔径
M决定了测定时的最小试样。
2.多重衰减全反射〔ATR) 对一些不溶、不熔且难粉碎的试样及不透明外表的涂层可
采用ATR测定。 一束红外光射入具有高折射指数的晶体后如果在晶体与样
品的界面处，光的入射角大于临界角，那么光线几乎完全由 此界面上发生全反射。
但光线要稍许穿反射外表之下才反射回来。
波谱分析第三章02红外光 谱仪幻灯片PPT
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一、仪器类型与构造
色散型 干预型〔付立叶变换红外光谱仪〕
当粉末状试样受红外光辐射后，除了有反射和透射外， 还有大量的向各个方向的散射光，应用特殊设计的凹面镜， 把这些散射光全部收集起来，使之进入红外光谱仪，最终 得到试样的漫反射光谱图。
2020高中化学竞赛—仪器分析(入门篇)-波谱分析法简介(共49张PPT)
对称δs(CH3)1380㎝-1
2020年3月31日5时33 分
不对称δas(CH3)1460㎝-1
二氧化碳的振 动类型及振动 频率
任何物质都能产生红外吸收吗？ 产生红外吸收需要满足什么条件？
2020年3月31日5时33 分
产生红外吸收需要满足的条件：
产生红外吸收需要满足两个条件： (1)辐射应具有能满足物质产生振动跃迁所需的能量； (2)辐射与物质间有相互偶合作用。
(4) 与一定结构单元相联系的、在一定范围内出现的化 学键振动频率——基团特征频率（特征峰）； (5) 根据吸收峰的位置可以推测基团的类型。
2020年3月31日5时33 分
红外光谱信息区
基团频率出现的范围：4000 670 cm-1 依据基团的振动形式，分为四个区： (1)4000 2500 cm-1 X—H伸缩振动区(X= O, N, C, S) (2)2500 1900 cm-1 三键，累积双键伸缩振动区
3.自旋耦合和自旋裂分
磁 核 之 间 的 相 互 作 用 称 为 自 旋 - 自 旋 耦 合 ( spin-spin coupling)，吸收峰产生裂分的现象称为自旋裂分。
＝
1
2
H 0 1－
＋H
＝
2
2
H 0 1－ －H
2020年3月31日5时33 分
峰裂分数与峰面积
峰裂分数：n+1 规律； 相邻碳原子上的质子数；
2020年3月31日5时33 分
核磁共振波谱仪
1．永久磁铁：提供外磁场，要求稳定性好，均匀。
2 ．射频振荡器：线圈垂直于外 磁场，发射一定频率的电磁辐射 信号。 3 ．射频信号接受器（检测器）： 在感应线圈中产生毫伏级信号。
波谱分析 仪器分析PPT课件
所以A为CH2，B为CH3，C为CH2，D CH3
A分裂为三重峰，判断A与C相连。B为单峰， 化学位移为2.2，判断B与羰基相连。
C分裂为六重峰，说明C与乙基相连。D分裂 为三重峰，说明D与亚甲基相连。
2020/10/13
7
谢谢您的指导
THANK YOU FOR YOUR GUIDANCE.
感谢阅读！为了方便学习和使用，本文档的内容可以在下载后随意修改，调整和打印。欢迎下载！
C5H10O
2020/10/13
1
2970
2880
1720
2020/10/13
2
3s
2 6重峰
3t
2t
A
B
C
2020/10/13
D
3
2020/10/13
4
43
2020/10/13
86
5ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
C5H10O
解：Ω=2+2 ×5—10/2=1 （1） 红外波谱
谱中最强峰为1740左右的峰，说明有羰基， 该化合物可能为醛或酮。若为醛，在27002900出现双峰，这两个峰在2820和27402720出现，图中的峰不符合此条件，所以 判断化合物为酮。
2020/10/13
汇报人：XXXX 日期：20XX年XX月XX日
8
（2）碳谱 图中有5条谱线，等于碳原子数，所以分子 中无对称因素。化学位移大于>1600，说明 有羰基碳，0-40说明有饱和烷碳
2020/10/13
6
（3）氢谱
化合物共有10个氢原子，A.B.C.D四组信号 的面积比为2：3：2：3，推测A.B.C.D对应 的氢数目为2，3，2，3。
A.B.C.D的化学位移均小于5，为烷基氢信号，
A分裂为三重峰，判断A与C相连。B为单峰， 化学位移为2.2，判断B与羰基相连。
C分裂为六重峰，说明C与乙基相连。D分裂 为三重峰，说明D与亚甲基相连。
2020/10/13
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C5H10O
2020/10/13
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2 6重峰
3t
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A
B
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2020/10/13
D
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86
5ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
C5H10O
解：Ω=2+2 ×5—10/2=1 （1） 红外波谱
谱中最强峰为1740左右的峰，说明有羰基， 该化合物可能为醛或酮。若为醛，在27002900出现双峰，这两个峰在2820和27402720出现，图中的峰不符合此条件，所以 判断化合物为酮。
2020/10/13
汇报人：XXXX 日期：20XX年XX月XX日
8
（2）碳谱 图中有5条谱线，等于碳原子数，所以分子 中无对称因素。化学位移大于>1600，说明 有羰基碳，0-40说明有饱和烷碳
2020/10/13
6
（3）氢谱
化合物共有10个氢原子，A.B.C.D四组信号 的面积比为2：3：2：3，推测A.B.C.D对应 的氢数目为2，3，2，3。
A.B.C.D的化学位移均小于5，为烷基氢信号，
《波谱分析辅导》PPT课件
·F，HF
含氟化合物
·C≡CH
炔化物
CHCH，·CN 芳烃、腈化物
·CHCH2，HCN 烃类、腈化物
CH2CH2，CO 烯烃、丁酰基类、乙酯类、醌类
·C2H5，·CHO 烃类、丙酰类、醛类
NO，CH2O
硝基苯类、苯甲醚类
·OCH3，·CH2OH 甲酯类、含CH2OH侧链
CH3OH
甲酯类、伯醇、苯甲醚
整理ppt
34
氯与溴的同位素丰度
整理ppt
35
与P方向平行， 磁旋比，不同的核具有不同的磁旋比，它 是磁核 一个特征（固定）值。
（3） 只有自旋量子数（I）不为零的核具有磁矩
整理ppt
16
具有磁矩的核：
o P
原子核存在自旋，核磁矩不为零，能
与外加磁场相互作用，发生能级分裂，
用于核磁共振分析
质量数（a） 原子序数（Z）自旋量子（I）
例子
奇数
偶数 偶数
戊酮类、己酰基等
·C4H9，C2H5CO· 丙酰类、丁基醚、长链烃
C3H7O·
丙酯类
CH3COOH
羧酸类、乙酸酯类
CH3C(OH)2· 乙酸酯的双氢重排
·SC2H5 ，C2H5SH 硫醇类、硫醚类
·Br，HBr
含溴化合物
·I，HI
含碘化合物
整理ppt
32
整理ppt
33
电子轰击源（Elextron Bomb Ionization, EI） ——热阴极发射出能量为70eV的高能电子束，在高速向 阳极运动时，撞击来自进样系统的样品分子，使样品分 子发生电离。
1
4
e2
3 250 300 350
λ 400nm
仪器分析--核磁共振波谱法47页PPT
39、没有不老的誓言，没有不变的承 诺，踏 上旅途 ，义无 反顾。 40、对时间的价值没有没有深切认识 的人， 决不会 坚韧勤 勉。
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
仪器分析--核磁共振波谱法
36、“不可能”这个字(法语是一个字 )，只 在愚人 的字典 中找得 到。--拿 破仑。 37、不要生气要争气，不要看破要突 破，不 要嫉妒 要欣赏 ，不要 托延要 积极， 不要心 动要行 动。 38、勤奋，机会，乐观是成功的三要 素。(注 意：传 统观念 认为勤 奋和机 会是成 功的要 素，但 是经过 统计学 和成功 人士的 分析得 出，乐 观是成 功的第 三要素 。
Thanቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ you
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
仪器分析--核磁共振波谱法
36、“不可能”这个字(法语是一个字 )，只 在愚人 的字典 中找得 到。--拿 破仑。 37、不要生气要争气，不要看破要突 破，不 要嫉妒 要欣赏 ，不要 托延要 积极， 不要心 动要行 动。 38、勤奋，机会，乐观是成功的三要 素。(注 意：传 统观念 认为勤 奋和机 会是成 功的要 素，但 是经过 统计学 和成功 人士的 分析得 出，乐 观是成 功的第 三要素 。
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磁共振波谱ppt课件
3
核磁共振发现 诺贝尔物理学奖 磁共振谱分析(MRS) 头部MRI投入临床 全身MRI研制成功 诺贝尔物理学奖
1946年 1952年 1946～1972年 1978年 1980年 2003年
4
1952年诺贝尔物理学奖
2003年诺贝尔物理学奖
பைடு நூலகம்
布洛赫 USA 斯坦福大学
珀塞尔 USA 坎伯利基哈佛大学
24
射频发射系统是用来向样品传送激发自旋核所 必须的射频场，它包括射频振荡器、放大器和发 射线圈。样品管垂直地放置在磁场中心，发射线 圈的轴线与磁场方向垂直。高分辨核磁共振仪对 射频源的稳定性和均匀性同样也有很高的要求， 一般是由称为“主钟”的石英晶体振荡器来产生 谱仪所需要的各种频率，各种频率都是以“主钟” 频率为基准。频率的稳定性和磁场稳定性是互相 关联的，因此核磁共振仪器都包括场一频稳定系 统，它是通过一个反馈系统将一个参考信号(通常 用2H的共振信号)保持在共振位置上来实现联锁的。
40
磁共振信号的频率主要取决于两个方面:一 个是旋磁比，这是原子核的固有属性；另 一个是共振原子核所处位置的磁场强度,影 响磁场强度的因素有外加磁场的磁场强度 和该原子核周围的电子和邻近原子核周围 电子的作用，这些电子与外磁场相互作用， 改变原子核周围的局部磁场强度，这种现 象称为化学位移。
41
因此，某一样本中每一种化学组分的不同原子 核都将以略有差异的频率发生共振，从而产生不 同的磁共振信号。化学位移所产生的磁共振频率 差异非常小，所以磁共振波谱分析仪要求外磁场 必须很强且十分均匀，外磁场在均匀性上有一点 微小改变，都将使化学位移引起的微小信号无法 辨认。
28
1．电源柜 电源包括带屏蔽的电源变压器、 产生主磁体磁场的大功率稳压稳流直流电 源，射频脉冲电源、供给辅助磁场的电源 和供给计算机、图像处理系统、存储器、 多幅照相机的电源等。
核磁共振发现 诺贝尔物理学奖 磁共振谱分析(MRS) 头部MRI投入临床 全身MRI研制成功 诺贝尔物理学奖
1946年 1952年 1946～1972年 1978年 1980年 2003年
4
1952年诺贝尔物理学奖
2003年诺贝尔物理学奖
பைடு நூலகம்
布洛赫 USA 斯坦福大学
珀塞尔 USA 坎伯利基哈佛大学
24
射频发射系统是用来向样品传送激发自旋核所 必须的射频场，它包括射频振荡器、放大器和发 射线圈。样品管垂直地放置在磁场中心，发射线 圈的轴线与磁场方向垂直。高分辨核磁共振仪对 射频源的稳定性和均匀性同样也有很高的要求， 一般是由称为“主钟”的石英晶体振荡器来产生 谱仪所需要的各种频率，各种频率都是以“主钟” 频率为基准。频率的稳定性和磁场稳定性是互相 关联的，因此核磁共振仪器都包括场一频稳定系 统，它是通过一个反馈系统将一个参考信号(通常 用2H的共振信号)保持在共振位置上来实现联锁的。
40
磁共振信号的频率主要取决于两个方面:一 个是旋磁比，这是原子核的固有属性；另 一个是共振原子核所处位置的磁场强度,影 响磁场强度的因素有外加磁场的磁场强度 和该原子核周围的电子和邻近原子核周围 电子的作用，这些电子与外磁场相互作用， 改变原子核周围的局部磁场强度，这种现 象称为化学位移。
41
因此，某一样本中每一种化学组分的不同原子 核都将以略有差异的频率发生共振，从而产生不 同的磁共振信号。化学位移所产生的磁共振频率 差异非常小，所以磁共振波谱分析仪要求外磁场 必须很强且十分均匀，外磁场在均匀性上有一点 微小改变，都将使化学位移引起的微小信号无法 辨认。
28
1．电源柜 电源包括带屏蔽的电源变压器、 产生主磁体磁场的大功率稳压稳流直流电 源，射频脉冲电源、供给辅助磁场的电源 和供给计算机、图像处理系统、存储器、 多幅照相机的电源等。
《有机波谱分析》课件
紫外-可见光谱分析
紫外-可见光谱原理
解释紫外-可见光谱的原理和 作用。
紫外-可见光谱仪的 组成和使用
详细介绍紫外-可见光谱仪的 构成和正确使用方法。
吸收峰的解析和比 较光法、内标法、 工作曲线法的应用
教授如何分析紫外-可见光谱 图中的吸收峰，并介绍比较 光法、内标法和工作曲线法 的应用。
质谱分析
《有机波谱分析》PPT课件
基本概念介绍
波谱分析的定义、有机化合物的基本特点、波长、频率和波数的关系。
红外光谱分析
1
红外光谱原理
介绍红外光谱分析的原理和应用。
红外光谱仪的组成和使用
2
详细解释红外光谱仪的组成，以及如
何正确使用。
3
光谱峰的解析和峰谷法、拔山
法的应用
教授如何分析红外光谱图中的峰和谷， 并介绍峰谷法和拔山法的应用。
1 质谱分析的原理
解释质谱分析的原理和作用。
2 质谱仪的组成和使用
详细介绍质谱仪的构成和正确使用方法。
3 质谱图的解析和母离子峰、片段离子峰的应用
教授如何分析质谱图中的母离子峰和片段离子峰，并介绍它们的应用。
多元分析
多光谱分析的原理
介绍多光谱分析的原理和它在 有机波谱分析中的应用。
主成分分析和聚类分析 的应用
说明主成分分析和聚类分析如 何应用于有机波谱分析中。
多元分析在有机波谱分 析中的实践
详细说明多元分析是如何在有 机波谱分析中得到实际应用的。
结论
1 有机波谱分析的应用前景
展望有2 knowledge check: 选择题
提供一些选择题，用于检验听众对于有机波谱分析的理解。
现代仪器分析——核磁共振波谱法ppt课件
• 相当于光谱仪器中的检测器。
探头
• 样品管座 发射线圈 接收线圈 预放大器 变温元 件
可编辑课件PPT
11
扫描单元
• 用于控制扫描速度、扫描范围等参数； • 一般为扫场模式。在一定范围内，通过扫描线圈
在外磁场上附加一个连续作微小变化的小磁场， 依次使不同共振位置的自旋核共振。射频接收器 会检测到信号的损失并放大记录下来。 • 连续波共振仪为单通道式共振仪，为得到较好的 谱图，许多次扫描累加，费时。
可编辑课件PPT
8
主要部件
磁铁：提供稳定均匀的外磁场
• 永久磁铁：<25kG，100MHz • 电磁铁：<25kG，100Mhz • 超导磁铁：可达100kG以上，>200MHz
– 铌－钛超导材料线圈，置于双层液氦杜瓦瓶 (外层装液氮)，逐步加上电流，达到要求后 撤去电源。
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9
射频发射器
• 偶合是短程的
– 相互裂分的氢核间只 能间隔两到三个化学 键；
• 峰裂分的n + 1规律
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17
五、应用
未知化合物1H NMR谱图的解析
解析步骤: ① 根据分子式计算不饱和度； ② 测量积分曲线每一个台阶的高度，折算成整数比，然后 折算成每组峰所对应的氢原子数； ③ 根据化学位移值、质子数目及峰裂分情况推测结构单元 ； ④ 计算剩余的结构单元的不饱和度； ⑤ 组合结构单元成为可能的结构式； ⑥ 对所有可能结构进行指认,排除比可能的结构； ⑦ 借助其它仪器分析法进行进一步确认。
CH3CH2I
CH2I
-CH3
TMS
8.0
7.0
6.0
5.0
4.0
3.0
探头
• 样品管座 发射线圈 接收线圈 预放大器 变温元 件
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扫描单元
• 用于控制扫描速度、扫描范围等参数； • 一般为扫场模式。在一定范围内，通过扫描线圈
在外磁场上附加一个连续作微小变化的小磁场， 依次使不同共振位置的自旋核共振。射频接收器 会检测到信号的损失并放大记录下来。 • 连续波共振仪为单通道式共振仪，为得到较好的 谱图，许多次扫描累加，费时。
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主要部件
磁铁：提供稳定均匀的外磁场
• 永久磁铁：<25kG，100MHz • 电磁铁：<25kG，100Mhz • 超导磁铁：可达100kG以上，>200MHz
– 铌－钛超导材料线圈，置于双层液氦杜瓦瓶 (外层装液氮)，逐步加上电流，达到要求后 撤去电源。
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射频发射器
• 偶合是短程的
– 相互裂分的氢核间只 能间隔两到三个化学 键；
• 峰裂分的n + 1规律
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五、应用
未知化合物1H NMR谱图的解析
解析步骤: ① 根据分子式计算不饱和度； ② 测量积分曲线每一个台阶的高度，折算成整数比，然后 折算成每组峰所对应的氢原子数； ③ 根据化学位移值、质子数目及峰裂分情况推测结构单元 ； ④ 计算剩余的结构单元的不饱和度； ⑤ 组合结构单元成为可能的结构式； ⑥ 对所有可能结构进行指认,排除比可能的结构； ⑦ 借助其它仪器分析法进行进一步确认。
CH3CH2I
CH2I
-CH3
TMS
8.0
7.0
6.0
5.0
4.0
3.0
仪器分析-核磁共振波谱法ppt课件
一般过程是：样品置于样品管中，并插入 磁场中，样品管以一定的速度旋转，经波 谱仪扫描后，接收器获得核磁共振信号， 经一系列检波、放大后，显示在示波器和 记录仪上，得到核磁共振谱。一张核磁共 振谱图一般都经过N次（100次左右）重复 扫描，在计算机中累加得到，这样可以提 高信噪比。 优点：价格较低，稳定易操作，适合化学 工作者例行分析。
γ B0
ν共振= 2π (1-σ ) ⑨ 由上式可知，同种原子核（ 1H核）由于所 处的化学环境不同，亦即受到核外电子屏 蔽作用不同,其共振频率各不相同，共振吸 收峰将分别出现在NMR谱的不同频率区域
或不同磁场强度区域，此即为化学位移。 若固定照射频率进行扫场，则σ 大的1H核 出现在高磁场处，σ 小的1H核出现在低磁 场处。据此，我们可以进行氢核结构类型 的鉴定（即有机化合物结构鉴定）。 2.化学位移的表示方法 尽管同一分子中不同类型的1H核，共振频 率各有差异，但差异不大，相对于B0或ν0 来说，仅为百万分之十左右，对其绝对值 的测量难以达到所需要的精度。
ห้องสมุดไป่ตู้
标准物质TMS的特点：TMS即四甲基硅烷 （Tetramethyl Silane） ① TMS中12个氢化学环境相同，在NMR谱 中只给出一个尖锐的单峰，易辨认。 ② TMS与一般有机物相比，氢核外围的电 子屏蔽作用较大，共振吸收峰位于高场端。 一般有机物的1H谱或13C谱峰大都出现在 TMS峰的左边。 ③ TMS化学性质稳定，沸点低，便于回收 ④ 在1H谱或13C谱中都规定δ TMS=0。
故实际工作中是采用测定相对值来表示， 即以某标准物质的共振峰为原点，测定样 品中各质子共振峰与原点的相对距离，这 种相对距离就称为化学位移(chemical shift)。 IUPAC建议，化学位移一律采用位移常数δ 值表示 ：
chapter7波谱分析ppt课件
C ≡ N 伸缩 -N=C=O 伸缩 -C=C=O 伸缩
相关有机化合物中基团的特征频率 /cm -1 炔 RC ≡ CH 2140-2100(S) RC ≡ CR ’2260-2190(v,w) 腈 2260 ～ 2240(m) 异氰酸酯 2275 ～ 2240(s) 烯酮 ～ 2150 酸酐 1850 ～ 1800(s);1790 ～ 1740(s) 酰卤 1815 ～ 1770(s) 酯 1750 ～ 1735(s) 醛 1740 ～ 1720(s) 酮 1725 ～ 1705(s) 酸 1725 ～ 1700(s) 酰胺 1690 ～ 1630(s) 烯 1680 ～ 1620(v) 芳环 1600(v);1580(m);1500(v);1450(v) 亚胺、肟 1690 ～ 1640(v) 偶氮 1630 ～ 1575(v) 烷烃 CH 3: 1470 ～ 1430(m);1380 ～ 1370(s) CH 2: 1485 ～ 1445(m) CH: 1340(w)
UV IR 仪器昂贵 NMR MS
2-20万
缺点 仪器操作复杂、后二者 维护费用高
3-50万 50-1000万 20-500万
3.电磁波谱与有机光谱的对应关系
能量升高 λ /cm-1
λ /nm
二、红外吸收光谱
1.红外吸收光谱的定义
红外吸收光谱是分子中成键原子振动 能级跃迁而产生的吸收光谱。 只有引起分子偶极距变化的振动才能产 生红外吸收。
说明
特 征 频 率 区
(Ⅴ ) 羰基伸 缩振动 区 (Ⅵ ) 两键伸 缩振动 区 (Ⅶ ) 饱合 C-H 面 内弯曲 振动区
1900 ～ 1630
C=O 伸缩
酸酐两峰相距 60cm -1
仪器分析核磁共振波谱分析课件
2024/4/7
仪器分析核磁共振波谱分析课件
图12.9
·共轭效应：影响电子云密度，如，甲氧基苯环上的H，邻位的化学位移为 6.84，对位的化学位移为6.99，间位的化学位移为7.81。杂化影响：若无其它 效应的影响，杂化轨道随S成分增加而电子云密度降低，屏蔽作用减小，化
学位移增大
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仪器分析核磁共振波谱分析课件
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仪器分析核磁共振波谱分析课件
因此，处于高能级的核必须回到低能态，才能维持处
于低能态的核的微弱的数量优势，使得核磁共振信号得以 检测。这一过程以非辐射的形式实现，称为驰豫过程，可 分为： 1、自旋--晶格驰豫，又称纵向驰豫:
自旋核与周围分子交换能量的过程，如固体的晶格， 液体则为周围的同类分子或溶剂分子。用弛豫时间T1 示。 2、自旋--自旋驰豫，又称横向驰豫:
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（a）在CDCl3中 (b)~(d)中为逐步加入苯 4 二甲基甲酰胺的溶剂效应
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图12.15 苯环对二甲基甲酰胺甲基的屏蔽
仪器分析核磁共振波谱分析课件
交换反应： 1.位置交换: 活泼氢，如-OH, -SH,-COOH, -NH2 2.构象交换: 环己烷平伏键与直立键
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图12.13 单键的各向异性
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（二） 氢键的影响：分子形成氢键后，使质子周围电子云密度降低，产生去屏
蔽作用而使化学位移向低场移动，如醇类、胺类和酸类等。
1． 分子间氢键：受溶液浓度、温度和溶剂的影响较显著； 2． 分子内氢键：几乎不受溶液浓度、温度和溶剂的影响。 溶剂效应：如二甲基甲酰胺，随各向异性溶剂苯的加入，两个甲基化学位移 发生变化
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（2）碳谱 图中有5条谱线，等于碳原子数，所以分子 中无对称因素。化学位移大于>1600，说明 有羰基碳，0-40说明有饱和烷碳
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6
（3）氢谱
化合物共有10个氢原子，A.B.C.D四组信号 的面积比为2：3：2：3，推测A.B.C.D对应 的氢数目为2，3，2，3。
A.B.C.D的化学位移均小于5，为烷基氢信号，
所以A为CH2，B为CH3，C为CH2，D CH3
A分裂为三重峰，判断A与C相连。B为单峰， 化学位移为2.2，判断B与羰基相连。
C分裂为六重峰，说明C与乙基相连。D分裂 为三重峰，说明D与亚甲基相连。
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C5H10O
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2 6重峰
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A
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C5H10O
解：Ω=2+2 ×5—10/2=1 （1） 红外波谱
谱中最强峰为1740左右的峰，说明有羰基， 该化合物可能为醛或酮。若为醛，在27002900出现双峰，这两个峰在2820和27402720出现，图中的峰不符合此条件，所以 判断化合物为酮。
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（3）氢谱
化合物共有10个氢原子，A.B.C.D四组信号 的面积比为2：3：2：3，推测A.B.C.D对应 的氢数目为2，3，2，3。
A.B.C.D的化学位移均小于5，为烷基氢信号，
所以A为CH2，B为CH3，C为CH2，D CH3
A分裂为三重峰，判断A与C相连。B为单峰， 化学位移为2.2，判断B与羰基相连。
C分裂为六重峰，说明C与乙基相连。D分裂 为三重峰，说明D与亚甲基相连。
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解：Ω=2+2 ×5—10/2=1 （1） 红外波谱
谱中最强峰为1740左右的峰，说明有羰基， 该化合物可能为醛或酮。若为醛，在27002900出现双峰，这两个峰在2820和27402720出现，图中的峰不符合此条件，所以 判断化合物为酮。