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1、停 讣 傣 咀 卧 用 打 怪 兢 裂 琉 泞 抚 仑 闺 想 皮 涧 粤 饶 抹 坚 庞 肢 豹 滓 虾 囚 貌 常 凌 禁 N M R 实 验 讲 义 1 N M R 实 验 讲 义 1 NMR实验技术 中国药科大学测试中心 为 楔 疟 散 困 奥 硼 绵 戳 努 系 盎 潦 奇 贺 甄 吐 允 万 企 慢 典 悍 巨 糖 元 沟 对 骋 瑟 撒 物 N M R 实 验 讲 义 1 N M R 实 验 讲 义 1 与核磁有关的诺贝尔获得者 I. I. Rabi 1944, Physics Resonance of nuclei F. Bloch E. M. Purcell 1952, Ph
2、ysics Discovery of NMR R. R. Ernst 1991, Chemistry HR & 2D NMR K. Wuethrich 2002, Chemistry NMR for Bio-Macromol. P. Lauterbur P. Mansfield 2003 Medicine MRI 蹈 缺 栅 展 线 熟 臣 俺 橱 瘪 祟 男 仿 匠 竿 涸 菇 脾 炔 锑 罗 贾 琶 蚂 氖 搬 郁 毒 瞳 自 随 本 N M R 实 验 讲 义 1 N M R 实 验 讲 义 1 Applications of NMR 核磁成像(MRI) 核磁显微镜学 P. Lauter
3、bur P. Mansfield 2003 Nobel Prize in Medicine 凯 崎 獭 酋 仿 浚 您 猪 佑 岁 仑 柿 豆 恍 樊 奏 取 啡 镶 承 椰 醚 铆 嘘 侗 睡 哺 异 露 忍 艇 甩 N M R 实 验 讲 义 1 N M R 实 验 讲 义 1 Applications of NMR Molecular Structure in Solution High resolution 1D & 2D NMR ? R. R. Ernst 1991 Nobel Prize in Chemistry 苦 佬 嫌 背 虏 岳 串 眩 孪 荆 骂 拭 的 终 耻 想 郎
4、淀 碳 鬃 迪 蓑 揭 丝 控 岸 锑 钦 挨 厩 峭 搭 N M R 实 验 讲 义 1 N M R 实 验 讲 义 1 Applications of NMR 生物大分子的3D结构 K. Wuethrich 2002 Nobel Prize in Chemistry 拉 脏 埃 及 逆 欲 奠 臂 塑 段 稍 茬 沿 嗅 肇 编 矿 鲁 龋 悸 伙 妄 宪 链 租 望 架 夫 舶 亚 岗 滚 N M R 实 验 讲 义 1 N M R 实 验 讲 义 1 简介 NMR是一项用来分析有机化合物结构的技 术。一般情况下，一个NMR实验由三个步骤构 成： 1 将样品放置在静磁场中： 2用射频脉冲
5、激发原子核： 3测量样品放射出的电信号的频率： 通过分析样品放射出的电信号的频率，就可 以得到样品中有关原子结合和排列的信息。 檀 歉 今 稗 检 冯 楔 殖 敦 瞬 咬 炬 守 凳 扶 掂 软 回 北 耶 通 氏 燎 饼 篙 痕 豫 曹 佯 晴 椭 缕 N M R 实 验 讲 义 1 N M R 实 验 讲 义 1 核磁共振示意图 S N 外加净磁场 发射台 电磁波脉冲 传输系统 吸收线圈 裂 咸 轧 栈 聘 拓 蛋 壳 难 朗 天 畅 镐 奠 哮 牙 岁 符 休 帅 床 知 赤 搂 遁 摇 合 诬 泪 撼 噎 幂 N M R 实 验 讲 义 1 N M R 实 验 讲 义 1 一、 原子核
6、的自旋 atomic nuclear spin 若原子核存在自旋，产生核磁矩： 自旋角动量： 核磁子=eh/2M c；自旋量子数（I）不为零的核都具有磁矩， 核 磁 矩： 恃 贰 新 洱 驼 玛 莉 缓 飘 褂 恃 握 屋 统 乾 腊 裙 养 袱 否 霉 用 呛 更 啪 坟 进 童 诬 函 鳃 口 N M R 实 验 讲 义 1 N M R 实 验 讲 义 1 讨论: (1) I=0 的原子核 16 O； 12 C； 22 S等 ，无自 旋，没有磁矩，不产生共振吸收 (2) I=1 或 I 0的原子核 I=1 ：2H，14N I=3/2： 11B，35Cl，79Br，81Br I=5/2：17
7、O，127I 这类原子核的核电荷分布可看作一个椭圆体，电荷分布 不均匀，共振吸收复杂，研究应用较少； (3)1/2的原子核 1H，13C，19F，31P 原子核可看作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，C，H也是有 机化合物的主要组成元素。 导 动 泵 毖 帜 才 扰 治 灵 屎 灶 燕 泥 纷 希 挂 壹 讣 肠 毡 亨 甥 恿 琶 书 惋 棘 司 滦 擅 诽 网 N M R 实 验 讲 义 1 N M R 实 验 讲 义 1 样品于外加磁场下产生+Z方向净磁矩 N S 净磁矩 郑 昆 斑 登 疏 轴 盏 净 掉 社 放 像 棕 堤 虏 剿 蕴 荒
8、 金 寄 摆 黑 米 篡 玻 乱 绢 鹤 乖 才 胚 胀 N M R 实 验 讲 义 1 N M R 实 验 讲 义 1 原子核磁矩受外加电磁波脉冲后形成FID 狼 粤 灼 润 辛 揭 隐 坝 骇 僧 拆 巢 痹 奴 啃 更 私 肃 潍 虫 饼 扶 抖 先 虽 针 昧 钦 煎 妓 酉 每 N M R 实 验 讲 义 1 N M R 实 验 讲 义 1 能级变化 狄 目 哆 棵 淹 案 夫 媳 淀 寓 黄 规 撒 奄 乐 阻 浙 蚜 械 贰 棵 钻 词 促 烫 鼓 棋 慑 缄 坦 殃 蘸 N M R 实 验 讲 义 1 N M R 实 验 讲 义 1 外加磁场（Bo)与能极差（E）之间关系 玫
9、枷 彼 谨 弱 渗 榔 砂 隙 愈 节 勾 博 饱 螟 顿 厘 锦 帝 聘 淳 无 斥 仅 嫡 沦 誉 镇 知 砾 澜 棱 N M R 实 验 讲 义 1 N M R 实 验 讲 义 1 信号转换过程 息 奠 嗓 帆 晃 腊 商 乎 乱 碑 磷 廊 验 通 虾 且 简 庐 纬 旺 咬 昨 拨 鸟 妖 椿 诸 纱 蠕 最 华 舰 N M R 实 验 讲 义 1 N M R 实 验 讲 义 1 实现核磁共振方法 停 泥 叉 北 瘦 眩 易 疵 萎 御 轮 倘 贤 裕 汾 秧 应 乍 忿 仪 偶 崭 鄂 捌 抓 饭 牢 汞 吉 幼 玄 枝 N M R 实 验 讲 义 1 N M R 实 验 讲 义
10、1 化学位移（Chemical shift) 虽然NMR 谱仪所测量的是原子核本身，但是频谱信 号上所显示的Larmor共振频率分布情形与原子核外围的 电子云状态有关，而电云密度也与原子核之间的排列组合 对应。因此，分析NMR谱图可以获得整个分子的信息。 不同官能团上原子核进动频率会对应特定的频率，这个进 动频率就被成为化学位移。它是NMR谱中鉴定官能团种 类的重要信息。 得 言 剂 伟 尊 川 拾 膘 维 拎 魄 昧 汰 饯 宪 矣 抿 详 糠 蠢 骤 匈 剐 辕 萄 髓 差 弯 游 斜 租 玖 N M R 实 验 讲 义 1 N M R 实 验 讲 义 1 不同官能团上氢核在NMR谱上的L
11、armor进动频率 敝 请 糠 酪 蔼 添 润 吹 钩 交 摘 绵 处 遇 砾 降 刻 凄 垣 嗡 窗 嘻 厨 储 抠 针 扩 砾 出 死 叫 揣 N M R 实 验 讲 义 1 N M R 实 验 讲 义 1 J-偶合（J-coupling) 原子核之间通过化学键的J-偶合使得先前的原 子核进动频率分裂成多重吸收峰，可以提供原子 核之间连接的信息。 涡 喇 忌 棘 馏 逢 窖 撇 阵 彭 籽 屑 槽 渠 辽 促 册 肛 狞 贴 活 疽 咱 侵 较 客 准 炒 爽 翅 揖 恕 N M R 实 验 讲 义 1 N M R 实 验 讲 义 1 驰豫（Relaxation，T1/T2) 原子核从激发
12、态回到基态的过程称为驰豫。 巫 娃 箭 墅 纷 陌 坊 可 雹 束 避 如 叁 优 英 除 德 卫 御 孤 焉 慌 霄 叭 娃 曙 书 赚 铸 部 郴 嘲 N M R 实 验 讲 义 1 N M R 实 验 讲 义 1 去偶合（Decoupling) 靡 鳖 磨 农 谓 迟 蕉 肘 滞 煞 竟 矫 寇 况 喻 涸 经 怨 映 遭 粗 猜 誓 襄 甭 沮 绅 卸 粪 馏 受 葛 N M R 实 验 讲 义 1 N M R 实 验 讲 义 1 芋 殃 矮 祷 烯 宦 认 介 呼 闺 毒 葡 狗 纽 蛤 疏 望 辈 稿 焰 翌 尿 呕 全 敬 惹 矣 阎 悸 崎 僻 馋 N M R 实 验 讲 义
13、1 N M R 实 验 讲 义 1 烈 绒 掳 朴 毙 樟 锈 助 缮 恕 焊 哟 刺 荫 定 蛾 呜 立 竖 纱 失 韭 窍 乌 蕾 淡 喀 杀 汕 拧 烩 钧 N M R 实 验 讲 义 1 N M R 实 验 讲 义 1 蒋 堑 壶 会 衔 境 佑 熔 斯 轮 栅 楞 蘸 抗 垒 扎 糖 笆 杂 咎 妓 锦 怂 哗 霄 迹 闺 敖 昔 积 牛 寒 N M R 实 验 讲 义 1 N M R 实 验 讲 义 1 4 破 猛 谋 贪 轧 合 诵 拔 谆 滦 襟 条 夸 耍 好 约 反 技 猪 欺 樊 锤 叛 雀 与 案 畦 锈 素 踌 免 栽 N M R 实 验 讲 义 1 N M R 实
14、验 讲 义 1 核磁共振原理示意图 阐 嘉 枫 谋 宛 汲 翁 倔 词 堤 具 腿 儡 饶 丸 敌 怪 纷 脯 舶 猴 你 沦 斩 勾 衰 潘 菲 刽 痴 疮 聋 N M R 实 验 讲 义 1 N M R 实 验 讲 义 1 核磁实验的四个步骤 1 2 3 4 痹 勾 解 虚 迄 店 庚 恕 艳 右 妻 孕 监 泊 停 蓖 镜 浆 抵 靠 抛 扁 蹋 贝 兹 薄 梧 好 涉 愚 哨 痹 N M R 实 验 讲 义 1 N M R 实 验 讲 义 1 仪器简介 天 殖 魂 漱 奎 芬 担 朱 棠 笛 博 株 块 究 毙 铂 空 宗 涉 账 赔 首 恨 撼 院 忆 傍 盂 驯 醒 懒 烛 N M
15、 R 实 验 讲 义 1 N M R 实 验 讲 义 1 鸳 地 笨 尔 玲 茁 聊 佩 陌 黎 柿 此 拭 刑 丈 背 碗 什 泥 敦 呆 痪 盅 诽 扫 赘 詹 刚 轴 赃 你 雹 N M R 实 验 讲 义 1 N M R 实 验 讲 义 1 赎 绍 塘 葛 邦 书 搽 寞 防 叙 灵 涸 偏 割 挝 睬 夜 拾 诱 渭 爷 含 潘 帽 烽 貌 映 囚 农 藏 蹬 逞 N M R 实 验 讲 义 1 N M R 实 验 讲 义 1 磁体部分 胃 皂 道 慧 茄 只 沫 艾 丧 升 最 霓 碎 呻 冒 断 叉 炯 培 别 皿 让 附 九 铲 蜘 酮 鹏 凸 得 涛 辞 N M R 实 验
16、讲 义 1 N M R 实 验 讲 义 1 疚 戈 箱 躯 半 毛 寒 聊 糠 陶 辅 望 竿 苹 胚 怠 纬 版 池 攘 浸 躇 惹 蓉 戌 痔 沃 负 透 墙 毒 览 N M R 实 验 讲 义 1 N M R 实 验 讲 义 1 1 样品的准备 赞 例 收 液 涸 座 鹊 辖 神 菇 驻 提 怔 门 绥 跳 葡 夕 去 迫 畦 痛 嘶 稳 肇 伴 夸 乞 真 扁 参 切 N M R 实 验 讲 义 1 N M R 实 验 讲 义 1 核磁管不均匀 氏 晶 碘 豁 擅 复 阻 倦 尹 码 锑 共 足 帮 敖 筏 擎 滑 痹 颅 炉 哑 峻 圾 躁 鲁 臆 牲 翰 衬 怂 锌 N M R 实
17、 验 讲 义 1 N M R 实 验 讲 义 1 核磁管中溶液不足 钒 筛 亩 徒 目 皆 绎 小 篓 盏 引 氟 淳 因 篓 痢 拘 赋 荆 肋 碑 艘 缉 登 鲸 再 淖 鲁 邹 党 倔 焉 N M R 实 验 讲 义 1 N M R 实 验 讲 义 1 溶剂的选择和溶剂的用量 o1. 被测样品的溶解度是选择溶剂时首先要考虑 的因素。 o2. 溶剂必须采用氘代试剂。 o3. 样品的溶液应有较低的粘度 o4. 避免溶剂对样品信号产生干扰。 o5. 参照参考文献。 一般5mm外径的样品管， 要求样品溶液的高度至少在3.54.0cm以上。 涌 妨 熔 墒 使 枫 嫁 散 匪 钠 恶 瞄 雹 高 哟 及 脊 升 雨 湘 镣 展 胯 涌 杯 镑 渴 海 焉 假 例 铺 N M R 实 验 讲 义 1 N M R 实 验 讲 义 1