酮式
烯醇式
H
O CH3 C CH2 O C CH3 CH3 O C C
H
O C CH3
实验原理（续）
ω烯醇=A烯醇/（A烯醇+A酮/2）100%
A烯醇------烯醇式氢的峰面积 A酮------酮式亚甲基氢的峰面积
温度、浓度、溶剂极性等因素对互变异构 平衡均有影响
实验仪器与试剂
仪器： MY60FT NMR核磁共振波谱仪 （JEOL 日本） Φ5mm样品管 试剂：乙酰丙酮、四氯化碳、甲醇（以上均为 分析纯） ，TMS
得到频率谱）
•脉冲NMR谱仪（把射频场以窄脉冲方式加到样品
上，得到时间谱（又称自由感应衰减信号））
傅立叶变换NMR谱仪
在PFT-NMR中，采用恒定的磁场，在整个频率范围 内施加具有一定能量的脉冲，使核的自旋取向发生 改变并跃迁至高能态。高能态核经一段时间后又重 新返回低能态，通过收集这个过程产生的感应电流， 即可获得时间域上的波谱图，称为自由感应衰减信 号（Free Induction Decay ,FID）。
h h Ho 2
核磁共振条件
(1) 核有自旋(磁性核) (2) 外磁场,能级裂分 (3) 射频频率与外磁场的关系 = H0 / (2 )
H o 由 2 （1）对于同一种核 ，磁旋比 为定值， H0 变，射频频率变。 （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 频率不同。
谱图中的结构信息
核磁共振谱图能够提供的化合物结构信息 峰的数目：标志分子中磁不等性质子的种类，
多少种 多少个
峰的强度(面积)：每类质子的数目(相对)，
峰的位移( )：每类质子所处的化学环境，
化合物中位置 峰的裂分数：相邻碳原子上质子数； 偶合常数(J)：确定化合物构型。
核磁共振技术的特点：
实验步骤
1 2 3 4 5 样品配置 NMR测定 积分并打印谱图 解析谱图 得出不同溶剂中两种互变异构的含量
数据处理
1 确定各质子的化学位移并解释之 2 求出两种互变异构体中烯醇式的相对含量并 讨论其与溶剂极性的关系
实验要求
按照仪器操作规程操作 按照实验步骤进行实验 实验结束认真清洗样品管，为下组同学做好 实验准备 值日 签名
氢核（1H）： 1.409 T 2.305 T 共振频率 60 MHz 共振频率 100 MHz
磁铁：提供外磁场 探头 ：核磁心脏部件，包括扫描 线圈、发射线圈、接收线圈等 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。 60MHz或100MHz。
核磁共振波谱仪
射频 振荡 器 射频 接受 器
Si（CH3）4 （TMS）（内标）
TMS=0
小，屏蔽强，共振需要的磁场强度大，在高场 出现，图右侧； 大，屏蔽弱，共振需要的磁场强度小，在低场 出现，图左侧；
自旋偶合与自旋裂分
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）； 多重峰的峰间距，偶合常数（J），偶合作 用的大小。
化学位移（续）
在有机化合物中各种氢核 周围的电 子云密度不同（结构中不同位置）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用δ表 示。
= [（ 样 - TMS) / TMS ] 106 (ppm)
位移的标准：没有完全裸露的氢核，没有绝对的标准。
相对标准：四甲基硅烷
位移常数
实验原理
β－二酮比单酮易于烯醇化（形成内氢键的环状结构） 一定条件下，酮式与烯醇式以互变异构的形式共同 存在，达到动态平衡。因为酮式与烯醇式分子各类 质子的化学环境各不相同，有不同的化学位移，所 以利用核磁共振法，根据各种峰的积分值就可方便 的测定两种互变异构的相对量，而一般化学方法无 法测定该平衡体系中各物质的相对含量。
射频信号接受器（检测器）：当质 子的进动频率与辐射频率相匹 配时，发生能级跃迁，吸收能 量，在感应线圈中产生毫伏级 信号。
样品管：外径5mm的玻璃管,置 于探头中心，测量过程中旋转, 磁场作用均匀。
磁 铁
磁 铁
记波谱仪
核磁共振波谱仪(续)
根据核磁共振实验中射频场施加的方式， 可以把NMR谱仪分为两类： •连续波NMR仪（把射频场连续不断的加到样品上，
可深入物质内部而不破坏样品； 迅速、准确、分辨率高； 而得以迅 速发展和广泛应用 ， 已经从物理学渗透到化学、生物、 地质、医疗以及材料等学科 。
实验目的
了解用核磁共振法测定互变异构现象的原理 了解核磁共振仪的使用方法 练习寻找典型氢原子的化学位移 利用核磁共振波普法测出互变异构体的相对含量
FID经过快速傅立叶变换即可获得频域上的波谱图 即常见的NMR波普图
时域信号 S（t1,t2,…） F变换 频域信号 S(1, 2,…) 频域谱
化学位移
理想化的、裸露的氢核; 满足共振条件： = H0 / (2 ) 产生单一的吸收峰； 实际上氢核受周围不断运动着的电子影响。在外磁 场作用下，运动着的电子产生相对于外磁场方向的 感应磁场，起到屏蔽作用，使氢核实际受到的外磁 场作用减小： H=（1- ）H0 ：屏蔽常数。 越大，屏蔽效应越大。 = [ / (2 ) ]（1- ）H0 由于屏蔽作用的存在，氢核产生共振需要更大的外 磁场强度（相对于裸露的氢核），来抵消屏蔽影响。
核磁共振波谱法 研究乙酰丙酮的互变异构现象
核磁共振法基本原理
若原子核存在自旋（I 0），产生核磁矩：
自旋量子数Ｉ＝1/2的原子核：
1H，13C，19F，31P
是核磁共振研究的主要对象。
核磁共振原理（续）
在外磁场Ho的作用下，具有自旋的（Ｉ＝1/2 ）原 子核裂分为两个不同的能级。如果对核体系外加能 量，如电磁辐射，当外加能量正好等于该体系的能 级差时，即E= h ，处于低能级的粒子就会吸收 能量而改变原子核的状态，这个过程称为核磁共振。 为外加辐射频率，简称射频，