宽得多，一般在 0-250ppm。对于分子量在 300500 的化合物，碳谱几乎可以分辨每一个不同化学
环境的碳原子，而氢谱有时却严重重迭。
不同结构与化学环境的碳原子，它们的 C 从高场到低场的顺序与和它们相连的氢原 子的 H有一定的对应性，但并非完全相同 。如饱和碳在较高场、炔碳次之、烯碳和 芳碳在较低场，而羰基碳在更低场。
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化学位移的零点规定：
四甲基硅烷（TMS)的δ= 0ppm（仪 器的零点）
CH3 CH3 Si CH3
12Leabharlann CH3化学位移的表示
不同质子间化学位移的差值约在1～15/百万， 用磁场强度（H）或电磁波频率（ν）表示都不 方便，因而规定用一个相对的量δ来表示，单位 是ppm（百万分之一）。
样品 TMS 6 10 ( ppm) 0
• 对人无害：由于核磁共振是磁场成像，没 有放射性，所以对人体无害，是非常安全 的。据了解，目前世界上既没有任何关于 使用核磁共振检查引起危害的报道，也没 有发现患者因进行核磁共振检查引起基因 突变或染色体畸变发生率增高的现象。
1．化学位移为什么用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。
二、原子核的自旋与磁性
原子核与电子类似，也有自旋现象。核的自 旋可以用自旋量子数来描述。自旋量子数的取 值取决于原子序数和原子的质量数。
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核磁共振波谱法的特点:
1、与通常的吸收光谱法相比, 其来源不同.它 来源于原子核自旋跃迁所得吸 收谱; 2、应用范围广: 有机、无机、定性、结构分 析、定量
3、不需要标准样品可直接进行定量; 4、不破坏样品; 5、只能研究磁性核；固体样品不能直接分析 ，必须转化为溶液，对气体样品灵敏度较低 。
• 内标法是将一定量的纯物质作内标物，加入到准确称 量的试样中，根据被测试样和内标物的质量比及其相应的 色谱峰面积之比，来计算被测组分的含量。选一与欲测组 分相近但能完全分离的组分做内标物（当然是样品中没有 的组分），然后配制欲测组分和内标物的混合标准溶液， 进样得相对校正因子。再将内标物加入欲测组分的样品中， 进样后测得欲测组分和内标物的定量参数。用内标法公式 计算即可。 • 内标法的优点是测定的结果较为准确，由于通过测量 内标物及被测组分的峰面积的相对值来进行计算的，因而 在一定程度上消除了操作条件等的变化所引起的误差。内 标法的缺点是操作程序较为麻烦，每次分析时内标物和试 样都要准确称量，有时寻找合适的内标物也有困难。
1
H1 NMR 谱可以给出如下信息：
1 、峰的数目：分子中有多少种不同类型的氢。
2 、峰的位置：分子中氢的类别。 3 、峰的强度：每种氢的数目。
4 、峰的裂分数目：邻近碳上氢原子的个数。
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质子数目的确定: 积分曲线法
依据：吸收峰的面积与产生吸收的质子数目 成正比。积分曲线的高度之比等于每组峰的 质子数目之比 积分曲线法： 各组质子峰积分曲线的高度之和除以 质子的总数，得到每个质子所占有的积分 曲线高度，用其除每组积分曲线的高度， 就得到每组峰质子的数目。
不断的改进和增加，如偏共振去偶，可获得 13 C-1H 之间的偶合
信息，DEPT 技术可识别碳原子级数等，因此从碳谱中可以获得 极为丰富的信息。
核磁共振碳谱的特点
1、信号强度低 2、化学位移范围宽 3、耦合常数大 4、弛豫时间长
5、共振方法多
6、图谱简单
13C
NMR化学位移
一般来说，碳谱中化学位移（C）是最重要的参数 。它直接反映了所观察核周围的基团、电子分布的 情况，即核所受屏蔽作用的大小。碳谱的化学位移 对核所受的化学环境是很敏感的，它的范围比氢谱
核磁共振(Nuclear Magnetic Resonance，NMR)
当电磁波的能量与核自旋能级的能量差相等 时，处于低能态的自旋核吸收一定频率的电磁波 跃迁到高能态上去的这种现象就叫核磁共振。
提供质子、碳骨架结构的信息
鉴定有机物、金属有机物等分子结构的工 具 定量分析
核磁共振的基本原理
一、核磁共振是磁矩不为零的原子核，在外磁 场作用下自旋能级发生塞曼分裂，共振吸收某 一定频率的射频辐射的物理过程。
NMR 谱仪
400 MHz
600 MHz
750 MHz
900 MHz
应用范围
• • • • • 有机化学 药物化学 物理学 高分子化学 络合物化学 • • • • • 生物化学 临床医学 环境化学 食品化学 众多工业部门
核磁共振成像（MRI）
• 发现病变：核磁共振成像是一种利用核磁共振原 理的最新医学影像新技术，对脑、甲状腺、肝、 胆、脾、肾、胰、肾上腺、子宫、卵巢、前列腺 等实质器官以及心脏和大血管有绝佳的诊断功能 。 • 发现肿瘤：核磁共振对颅脑、脊髓等疾病是目前 最有效的影像诊断方法，不仅可以早期发现肿瘤 、脑梗塞、脑出血、脑脓肿、脑囊虫症及先天性 脑血管畸形，还能确定脑积水的种类及原因等。
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二、磁的各向异性效应
感应磁场在空间不同的位置具有不同的方向 或加强外磁场或对抗外磁场，这种现象叫磁的 各向异性效应。
三、氢键的影响
氢键的形成使得价电子对质子的屏蔽作
用减弱，共振吸收移向低场。无氢键缔合的 质子则在高场发生共振吸收。
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1HNMR
• 氢原子具有磁性，电磁波照射氢原子核， 它能通过共振吸收电磁波能量，发生跃迁。 • 特征峰的数目反映了有机分子中氢原子化 学环境的种类；不同特征峰的强度比（及 特征峰的高度比）反映了不同化学环境氢 原子的数目比。 • 化学位移 :氢原子在分子中的化学环境不同， 而显示出不同的吸收峰，峰与峰之间的差 距
核磁共振
核磁共振氢谱 （1HNMR）
核磁共振碳谱 （CNMR）
核磁共振谱可以得到与化合物分子结构相 关的信息，如从化学位移可以判断各组磁 性核的类型，在核磁共振氢谱可以判断烷 基氢、烯氢、芳氢、羟基氢、氨基氢、醛 基氢等。在核磁共振碳谱可以判别饱和碳 、烯碳、芳环碳、羰基碳等。
化学位移:
由于感应磁场的屏蔽或去屏效应， 使得化学环境不同的质子在不同的磁场 强度下发生共振吸收的现象就叫做化学 位移。
核磁共振(Nuclear Magnetic Resonance，NMR)
问题？？？？
1．化学位移为什么用TMS作为基准? 2．NMR应用范围 3、NMR提供的信息有哪些？
1、核磁共振(NMR)发展历史及进展
2、NMR所能提供的信息 3、核磁共振的基本原理
4、核磁共振波谱法的特点 5、核磁共振仪分类及应用范围
核磁共振(Nuclear Magnetic Resonance，NMR)的发展
1939年，拉比（I.Rabi ）通过试验高温蒸发后的物质观 测到了核磁共振现象，并获得了1944 年的诺贝尔物理学 奖。
核磁共振的现象是美国斯坦福大学的F.Block和哈佛大学 的E.M.Purcell于1945年同时发现的，为此，他们两人共 享了1952年的诺贝尔物理学奖。 1953年，美国Varian公司首先试制了NMR波谱仪，开始 应用于化学领域并并逐步推广
内标物选择
选择内标物有四个条件： 1.内标物应是该试样中不存在的纯物质； 2.它必须完全溶于试样中，并与试样中各组分的色 谱峰能完全分离； 3.加入内标物的量应接近于被测组分； 4.色谱峰的位置应与被测组分的色谱峰的位置相近， 或在几个被测组分色谱峰中间。
核磁共振仪分类
按射频源和扫描方式的不同可 分为连续波核磁共振谱仪 （CW-NMR）和脉冲傅里叶变 换核磁共振谱仪（PFT-NMR）
NMR新进展
• 仪器向更高的磁场发展，以获得更高的灵敏度和分辨率； • 利用各种新的脉冲系列，发展了NMR的理论和技术，在 应用方面作了重要的开拓； • 提出并实现了二维、三维及多维核磁共振谱、多量子跃迁 等NMR测定新技术，在归属复杂分子的谱线方面非常有 用 • 固体高分辨NMR技术、HPLC-NMR联用技术、碳、氢以 外核的研究等多种测定技术的实现大大扩展了NMR的应 用范围； • 核磁共振成像技术等新的分支学科出现，可无损测定和观 察物体以及生物活体内非均匀体系的图像，在许多领域有 广泛应用，成为当今医学诊断的重要手段。
连续波核磁共振谱仪（CW-NMR）组成
主要由磁铁、射频发射器、检测器、放大 器及记录仪等组成
脉冲傅里叶变换核磁共振谱仪 （PFT-NMR）
样品溶液
弛豫
H0
原子核处于 玻兹曼平衡
H1
脉冲激发
核跃迁
接收FID信号
FID
恢复到平衡
时间域
频率域
• 与连续波仪器不同，它增设了脉冲程序控 制器和数据采集处理系统 • 与CW-NMR比较， PFT-NMR灵敏度很高， 测试时间短，而CW-NMR价格低廉，易操 作，但是灵敏度差，需要样品量大
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13C
NMR概述
• 有机化合物中的碳原子构成了有机物的骨架。因此观察和研究
碳原子的信号对研究有机物有着非常重要的意义。
• 自然界丰富的12C的I=0，没有核磁共振信号，而I=1/2 的13C 核 ，虽然有核磁共振信号，但其天然丰度仅为1.1% ，故信号很弱 ，给检测带来了困难。 • 在早期的核磁共振研究中，一般只研究核磁共振氢谱（1HNMR） ，直到上个世纪 70 年代脉冲傅立叶变换核磁共振谱仪问世， 核磁共振碳谱（13C NMR）的工作才迅速发展起来，这期间随着 计算机的不断更新发展，核磁共振碳谱的测试技术和方法也在
分子有不同的构型和构象时，C比 H更为敏感。碳
原子是分子的骨架，分子间的碳核的相互作用比较
小，不像处在分子边缘上的氢原子，分子间的氢核
相互作用比较大。所以对于碳核，分子内的相互作 用显得更为重要， 和氢谱一样，碳谱的化学位移 C也是以 TMS 或某 种溶剂峰为基准的。