一、核磁共振波谱分析技术的基本原理
核磁共振波谱法(Nuclear Magnetic Resonance,NMR)是一种极其重要的现代仪器分析方法。
该法基于原子核在外磁场中受到磁化,可产生某种频率的振动。
当外加能量与原子核振动频
率相同时,原子核吸收能量发生能级跃迁,产生共振吸收信号,这就是核磁共振的基本原理。
核磁共振波谱分析法是1945年由F.Bloch和E.M.Purcell发现的,他们因此获得1952年
的诺贝尔物理奖。
如今核磁共振方法的灵敏度已实现了μg级样品的分析,可满足绝大多数
有机样品的分析需要。
在有机结构分析的各种谱学方法中,核磁共振方法给出的结构信息最为准确和严格。
在一张
已知结构的核磁共振波谱图上,物质的每个官能团和结构单元均可找到确切对应的吸收峰。
结构比较简单的小分子物质,在获取核磁共振波谱信息后,适当参考其他谱学信息后,即可
推测和排列出化学结构式,且有较为准确的结果。
原子核在磁场中发生共振吸收的现象是一种纯物理过程,这个过程的描述涉及许多量子力学
和波动力学的原理,以及微波脉冲技术和傅里叶变换的数学方法。
核磁共振波谱分析法应用
于物质分析,主要研究分子中不同原子之间的相互联结,由此引起共振频率的位移——化学
位移;各原子核之间相互作用产生的偶合裂分;另外产生共振吸收的原子核数目,决定共振
吸收峰的强度和峰的积分面积,由此得出分子中各原子以及组成的官能团数目,此即定量分
析的依据。
这些是通过积分线来反映的。
因此化学位移、偶合裂分和积分线是核磁共振波谱
分析方法中最重要的三个参数。