《核磁共振H谱》PPT课件
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• 60年代PFT-NMR问世（13C、15N） 60年代相继出现 脉冲Fourier变换NMR，(PFT-NMR或简称FT-NMR)技 术。使天然丰度很低的,13C及15N等的NMR信号直接 的测定成为可能。
2020/11/8
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核磁共振波谱法的应用
核磁共振谱的应用极为广泛。可概 括为测定结构；物理化学 研究，生 物活性测定，药理研究以及物质的 定性与定量等方面。
①质子类型(一CH3、一CH2一、一CH =CH、≡CH、 Ar--H、--OH、--CHO…)及质子的化学环境；
②氢分布，
③核间关系。
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缺点： ①不能给出不含氢基团，如羰基、氰
基等的核磁共振信号； ②对于含碳较多的有机物(如甾体等)
中化学环境相近似的烷氢，用氢谱 常常难以鉴别；但氢谱仍然是目前 应用最普及的核磁共振谱。
自旋核 （I≠0） 核磁矩
外磁场H0 取向数；2I+1
能阶跃迁△m= ± 1
m=+1/2 m=-1/2
磁量子数； m=±1/2 N基/N激相差10ppm
进=（ /2）H0
修正： 进=（ /2）
×（2102-0/1）1/8H0
h
射频
= 进
共振吸收 能阶跃迁
化学位移
结构分析能量
吸收NMR
参数：、J、h
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2．物理化学研究方面 可以研究氢键、 分子内旋转及测定反应速率常数等。
3．在定量方面 可以测定某些药物的含 量及纯度检查。例如，英国药典1988年 版规定 庆大霉素用NMR法 测定a、b、c 型三者含量比（80版英国药典） 。由于 仪器价格昂贵等因素的影响，它不是常 用的定量方法，
第3章
核磁共振氢谱
授课人：韦国兵
一、概述
二基本原理
三、核磁共振氢谱的 主要参数
四、氢谱在结构解析 中的应用
2020/11/8
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1
本章学习要求：
1．了解发生核磁共振的必要条件及其用于有 机化合物结构测定的基本原理。
2．了解核的能级迁与电子屏蔽效应的关系以及 哪些因素将影响化学位移，能根据化学位移值初
2020/11/8
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1．在有机物结构研究方面 可测定化学结构及立体
结构(构型；构象)、研究互变异构现象等，是有机
化合物结构测定最重要的手段之一。
⑴质子核磁共振谱(proton magnetic resonance spectrum，PMR)或称氢核共振谱简称氢谱(1H-NMR)， 主要可给出三方面结构信息，
• 照射频率不同而引起的跃迁类型不同
–紫外-可见 200-700nm 价电子能级跃迁
–红外 2.5-50μm 分子振动-转动能级跃迁
–核磁共振 60㎝-300m 原子核自旋能级跃 迁
• 测定方法不同
–紫外、红外 不同波长的透光率
–核磁共振 共振时感应电流强度
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百度文库
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核磁共振波谱法的发展简史
基团的结构；根据峰强度，可以判定共振
核的数目。常用核磁共振仪的磁场强度为
1.4特斯拉～16.3特斯拉，照射电磁波为
60MH2z020至/11/8 700MHz h
5
H0
NMR概念图
H积分高度
h
m=-1/2
m=-1/2
E2
射频
偶核常数 J
H0
△E=2H0
m=+1/2
E1
m=+1/2
能阶裂分和H0有关
• 1946年发现核磁共振现象-是由哈佛大学的Purcell 与斯坦福大学的Bloch等人在1946年发现的，为此， 于1952年获诺贝尔奖。
• 1953年出现了第一台30MHz连续波核磁共振波谱仪
• 1958年出现了60MHz仪器，而使1H-NMR、19F-NMR及 31P-NMR．得到迅速发展。
5．了解1H-NMR及13C-NMR的测定条件
第 三
以及简化图谱的方法，并能综合应用谱图提供
章
核 磁
的各种信息初步推断化合物的正确结构。
共
振
氢
谱
3
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3
概述
核磁共振波谱法原理：
原子核在强磁场中，吸收无线电波而产 生核自旋能级跃迁，导致核磁矩方向改 变而产生感应电流，这种现象称为核磁 共振。测定核磁共振时电流的变化信号 就可以判断原子核的类型及所处的化学 环境，从而进行化合物的结构分析。
6
波 谱 分 析
第 3 章 核 磁 共 振
7
8
核磁共振仪示意图解释
照射的无线电波(射频波)是由照射频率发生
器产生，通过照射线圈R作用于样品上。样品溶液
装在样品管中插入磁场，样品管匀速旋转以保障
所受磁场的均匀性。用扫场线圈调节外加磁场强度
，若满足某种化学环境的原子核的共振条件时，
则该核发生能级跃迁，核磁矩方向改变，在接收
第 步推测氢或碳核的类型。
三
章
核 磁
3．能够识别磁不等同的氢或碳核，在1H-
共 振
NMR谱中能根据裂分情况及偶合常数大小结合化
氢 谱
学位移判断低级偶合中相邻基团的结构特征，并
能初步识别高级偶合系统。
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4．了解脉冲傅里叶变换核磁共振(pulse fourier transform NMR， 简称PFT— NMR)测定方法的原理，掌握常见13C—NMR 谱的类型及其特征。
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4
核磁共振谱“NMR”是一种能谱。原子核
在磁场中产生能量裂分，形成能级，是核
磁共振测定的基本依据。确切地说，在一
定频率的电磁波照射下，样品（特定结构
环境）中的原子核实现共振跃迁。扫描并
记录发生共振的信号位置、强度和形状，
便得到NMR谱。根据测定的图谱中峰位和峰
形，可以判定有机药物分子中氢和碳所在
线圈D中产生感应电流(不共振时无电流)。感应电
流被放大、记录，即得NMR信号。若依次改变磁场
强度，满足不同化学环境核的共振条件，则获得核
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磁共振谱。
核磁共振氢谱图示
C6H5CH2CH3 C6H5
CH3
CH2
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核磁共振皮谱与紫外-可见光谱 及红外光谱的区别
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⑵碳—13 核磁共振谱(13C-NMR spectrum， 13CNMR)，简称碳谱。碳谱弥补了氢谱的不足， 可给出丰富的碳骨架信息。特别对于含碳较多的 有机物，具有很好的鉴定意义。
缺点 峰面积与碳数一般不成比例关系， 因而氢谱 和碳谱可互为补充。
⑶氟与磷核磁共振用于鉴定，研究含氟及含磷化 合物，用途远不如氢谱及碳谱广泛。氮—15NMR (15N—NMR)用于研究含氮有机物的结构信息，是 生命科学研究的有力工具。
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核磁共振波谱法的应用
核磁共振谱的应用极为广泛。可概 括为测定结构；物理化学 研究，生 物活性测定，药理研究以及物质的 定性与定量等方面。
①质子类型(一CH3、一CH2一、一CH =CH、≡CH、 Ar--H、--OH、--CHO…)及质子的化学环境；
②氢分布，
③核间关系。
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缺点： ①不能给出不含氢基团，如羰基、氰
基等的核磁共振信号； ②对于含碳较多的有机物(如甾体等)
中化学环境相近似的烷氢，用氢谱 常常难以鉴别；但氢谱仍然是目前 应用最普及的核磁共振谱。
自旋核 （I≠0） 核磁矩
外磁场H0 取向数；2I+1
能阶跃迁△m= ± 1
m=+1/2 m=-1/2
磁量子数； m=±1/2 N基/N激相差10ppm
进=（ /2）H0
修正： 进=（ /2）
×（2102-0/1）1/8H0
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射频
= 进
共振吸收 能阶跃迁
化学位移
结构分析能量
吸收NMR
参数：、J、h
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2．物理化学研究方面 可以研究氢键、 分子内旋转及测定反应速率常数等。
3．在定量方面 可以测定某些药物的含 量及纯度检查。例如，英国药典1988年 版规定 庆大霉素用NMR法 测定a、b、c 型三者含量比（80版英国药典） 。由于 仪器价格昂贵等因素的影响，它不是常 用的定量方法，
第3章
核磁共振氢谱
授课人：韦国兵
一、概述
二基本原理
三、核磁共振氢谱的 主要参数
四、氢谱在结构解析 中的应用
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本章学习要求：
1．了解发生核磁共振的必要条件及其用于有 机化合物结构测定的基本原理。
2．了解核的能级迁与电子屏蔽效应的关系以及 哪些因素将影响化学位移，能根据化学位移值初
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1．在有机物结构研究方面 可测定化学结构及立体
结构(构型；构象)、研究互变异构现象等，是有机
化合物结构测定最重要的手段之一。
⑴质子核磁共振谱(proton magnetic resonance spectrum，PMR)或称氢核共振谱简称氢谱(1H-NMR)， 主要可给出三方面结构信息，
• 照射频率不同而引起的跃迁类型不同
–紫外-可见 200-700nm 价电子能级跃迁
–红外 2.5-50μm 分子振动-转动能级跃迁
–核磁共振 60㎝-300m 原子核自旋能级跃 迁
• 测定方法不同
–紫外、红外 不同波长的透光率
–核磁共振 共振时感应电流强度
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核磁共振波谱法的发展简史
基团的结构；根据峰强度，可以判定共振
核的数目。常用核磁共振仪的磁场强度为
1.4特斯拉～16.3特斯拉，照射电磁波为
60MH2z020至/11/8 700MHz h
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H0
NMR概念图
H积分高度
h
m=-1/2
m=-1/2
E2
射频
偶核常数 J
H0
△E=2H0
m=+1/2
E1
m=+1/2
能阶裂分和H0有关
• 1946年发现核磁共振现象-是由哈佛大学的Purcell 与斯坦福大学的Bloch等人在1946年发现的，为此， 于1952年获诺贝尔奖。
• 1953年出现了第一台30MHz连续波核磁共振波谱仪
• 1958年出现了60MHz仪器，而使1H-NMR、19F-NMR及 31P-NMR．得到迅速发展。
5．了解1H-NMR及13C-NMR的测定条件
第 三
以及简化图谱的方法，并能综合应用谱图提供
章
核 磁
的各种信息初步推断化合物的正确结构。
共
振
氢
谱
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概述
核磁共振波谱法原理：
原子核在强磁场中，吸收无线电波而产 生核自旋能级跃迁，导致核磁矩方向改 变而产生感应电流，这种现象称为核磁 共振。测定核磁共振时电流的变化信号 就可以判断原子核的类型及所处的化学 环境，从而进行化合物的结构分析。
6
波 谱 分 析
第 3 章 核 磁 共 振
7
8
核磁共振仪示意图解释
照射的无线电波(射频波)是由照射频率发生
器产生，通过照射线圈R作用于样品上。样品溶液
装在样品管中插入磁场，样品管匀速旋转以保障
所受磁场的均匀性。用扫场线圈调节外加磁场强度
，若满足某种化学环境的原子核的共振条件时，
则该核发生能级跃迁，核磁矩方向改变，在接收
第 步推测氢或碳核的类型。
三
章
核 磁
3．能够识别磁不等同的氢或碳核，在1H-
共 振
NMR谱中能根据裂分情况及偶合常数大小结合化
氢 谱
学位移判断低级偶合中相邻基团的结构特征，并
能初步识别高级偶合系统。
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4．了解脉冲傅里叶变换核磁共振(pulse fourier transform NMR， 简称PFT— NMR)测定方法的原理，掌握常见13C—NMR 谱的类型及其特征。
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核磁共振谱“NMR”是一种能谱。原子核
在磁场中产生能量裂分，形成能级，是核
磁共振测定的基本依据。确切地说，在一
定频率的电磁波照射下，样品（特定结构
环境）中的原子核实现共振跃迁。扫描并
记录发生共振的信号位置、强度和形状，
便得到NMR谱。根据测定的图谱中峰位和峰
形，可以判定有机药物分子中氢和碳所在
线圈D中产生感应电流(不共振时无电流)。感应电
流被放大、记录，即得NMR信号。若依次改变磁场
强度，满足不同化学环境核的共振条件，则获得核
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磁共振谱。
核磁共振氢谱图示
C6H5CH2CH3 C6H5
CH3
CH2
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核磁共振皮谱与紫外-可见光谱 及红外光谱的区别
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⑵碳—13 核磁共振谱(13C-NMR spectrum， 13CNMR)，简称碳谱。碳谱弥补了氢谱的不足， 可给出丰富的碳骨架信息。特别对于含碳较多的 有机物，具有很好的鉴定意义。
缺点 峰面积与碳数一般不成比例关系， 因而氢谱 和碳谱可互为补充。
⑶氟与磷核磁共振用于鉴定，研究含氟及含磷化 合物，用途远不如氢谱及碳谱广泛。氮—15NMR (15N—NMR)用于研究含氮有机物的结构信息，是 生命科学研究的有力工具。