磁共振波谱分析

练习题 1、在 CH3- CH2- CH3分子中，其亚甲基质子峰精细结构的强度比为哪一组数据?( ) (1) 1: 3: 3: 1 (2) 1: 4: 6: 6: 4: 1 (3) 1: 5: 10: 10: 5: 1 (4) 1: 6: 15: 20: 15: 6: 1 2、ClCH2- CH2Cl分子的核磁共振图在自旋-自旋分裂后，预计 ( ) (1)质子有 6个精细结构 (2)有 2个质子吸收峰 (3)不存在裂分 (4)有 5个质子吸收峰 3、在 O-H体系中，质子受氧核自旋-自旋偶合产生多少个峰? (1) 2 (2) 1 (3) 4 (4) 3 4、在 (CH3)2CHCH2-OH中核磁共振吸收峰面积之比为哪一组数据? ( ) (1) 6: 1: 2: 1 (2) 6: 3: 1 (3) 3: 1: 2: 1 (4) 6: 1: 2 4,3,2,108:22:09

5、对乙烯与乙炔的核磁共振波谱,质子化学位移( )值分别为5.8与2.8,乙烯质子峰化学位移值大的原因是 ( ) (1)诱导效应 (2)磁各向异性效应 (3)自旋─自旋偶合 (4)共轭效应 6、某化合物分子式为C10H14, 1HNMR谱图如下:有两个单峰 a峰 = 7.2

核磁共振波谱实验

实验人：王壮

同组实验：刘向宇、罗辉、曾知行 实验时间：2016.5.16

一、实验目的

1. 掌握核磁共振波谱法测定化合物的结构。 2. 掌握核磁共振波谱仪的使用方法。 3. 掌握核磁共振波谱图的解析方法。

二、实验原理

1、核磁共振的原理

核磁共振现象来源于原子核的自旋角动量在外加磁场B0作用下的进动。根据量子力学原理，原子核与电子一样，也具有自旋角动量，其自旋角动量的具体数值由原子核的自旋量子数决定，实验结果显示，不同类型的原子核自旋量子数也不同：

1216质量数和质子数均为偶数的原子核，自旋量子数I?0，如C，O。

1317质量数为奇数的原子核，自旋量子数为半整数，如H，C，O。

1质量数为偶数，质子数为奇数的原子核，自旋量子数为整数，如H，14N。

113原则上，只要自旋量子数I?0的原子核都可以得到NMR信号。但目前有实用价值的仅限于H、C、

2F、31P及15N等核磁共振信号，其中氢谱和碳谱应用最广。

I?0的原子核作自旋运动时产生磁矩，在外磁场B0中有有2I?1个不同的空间取向，分别对应于2I?1个能级，也就是说核磁矩在外磁场当中的能量也是量子化的，这些能级的能量为

hE???z?B0?????m?B0

2?根

质子磁共振波谱包括单体素 H 波谱和化学位移成像两种主要形式,PRESS和STEAM 两种主要的定域技术厦CHESS等常见的水抑制方法。本文综述其基本原理、应用限度和J 耦奢、化学住移、ppm 等基本概惫。

国外医学临床放射学分册

2 0年第 2卷第 6期 01 4

活体质子磁共振波谱技术分析武汉大学中南医院放射科吴光耀综述摘要

孙骏谟

田志雄审校

质子磁共振波谱包括单体素波谱和化学位移成像两种主要形式， RES H P S和 S AM两 TE

种主要的定域技术厦 CHE S等常见的水抑制方法。文综述其基本原理、用限度和 J奢、学住 S本应耦化移、 p等基本概惫。 pm 关键词活体质子楮磁共振化学位移磁共振成埠

早在 l2 9 4年 P u就从光谱的超精细结 al构中预制到某些原子具有角运动量和核磁

保持不被破坏的情况下辨认元素的不同化学

状态； 17从 9 3年 M o n和 Ri a d等对离体 o c r h的完整红细胞 P的测定作为渡谱技术在生物学领域应用的开端；近 l最 0年。 MR在 H S人体研究也已成为可能，18 9 8年和 1 8 9 9年B r eb th Va e p e k n等和 B u n ek lac n D rS r n e

第15章 核磁共振波谱法

15.1基本原理

核磁共振波谱学是利用原子核的物理性质，采用先进的电子学和计算机技术，研究各种分子物理和化学结构的一门学科，自从1946年美国斯坦福大学和哈佛大学的F.Bloch和E.M.Purcell两个研究组首次独立观察到核磁共振信号并荣获1952年的诺贝尔物理学奖以来，核磁共振波谱学已发展成为化学家、生物化学家、物理学家以及医学家的不可缺少的物理方法，是分子科学、材料科学和医学等领域中研究不同物质结构、动态和物性的最有效工具之一。

核磁共振最先应用于研究有机物质的分子结构和反应过程。迄今为止，利用高分辨核磁共振谱仪已经测定了几万种有机化合物的核磁共振波谱图。

核磁共振还被广泛用于物理学和医学的研究，并能应用于食品工业、化学工业和制药工业等生产部门，进行生产流程的控制和产品的检验。特别是用于药物的定性、定量分析和结构测定时，能够在不改变药物的分子化学性质的前提下，研究其活性部位与细胞受体中起反应时的分子机制。

20世纪60年代末，超导核磁共振波谱仪和脉冲傅里叶变换核磁共振（简称PFT-NMR）仪的迅速发展，以及电子计算机和波谱仪的有机结合，使核磁共振技术取得了重要突破，其功能越来越完善。它可以在不破坏生物样品并

第15章 核磁共振波谱法

15.1基本原理

核磁共振波谱学是利用原子核的物理性质，采用先进的电子学和计算机技术，研究各种分子物理和化学结构的一门学科，自从1946年美国斯坦福大学和哈佛大学的F.Bloch和E.M.Purcell两个研究组首次独立观察到核磁共振信号并荣获1952年的诺贝尔物理学奖以来，核磁共振波谱学已发展成为化学家、生物化学家、物理学家以及医学家的不可缺少的物理方法，是分子科学、材料科学和医学等领域中研究不同物质结构、动态和物性的最有效工具之一。

核磁共振最先应用于研究有机物质的分子结构和反应过程。迄今为止，利用高分辨核磁共振谱仪已经测定了几万种有机化合物的核磁共振波谱图。

核磁共振还被广泛用于物理学和医学的研究，并能应用于食品工业、化学工业和制药工业等生产部门，进行生产流程的控制和产品的检验。特别是用于药物的定性、定量分析和结构测定时，能够在不改变药物的分子化学性质的前提下，研究其活性部位与细胞受体中起反应时的分子机制。

20世纪60年代末，超导核磁共振波谱仪和脉冲傅里叶变换核磁共振（简称PFT-NMR）仪的迅速发展，以及电子计算机和波谱仪的有机结合，使核磁共振技术取得了重要突破，其功能越来越完善。它可以在不破坏生物样品并

基本概念

1.分子不饱和度：不饱和度又称缺氢指数,(英文名称:Degree of unsaturation)是有机物分子不饱和程度的量化标志,用希腊字母Ω表示.规定烷烃的不饱和度是0（所有的原子均已饱和）.

2.摩尔吸光系数：物质对某波长的光的吸收能力的量度。指一定波长时，溶液的浓度为1 mol/L，光程为 1cm时的吸光度值，用ε或EM表示。ε越大，表明该溶液吸收光的能力越强，相应的分光度法测定的灵敏度就越高。以一定波长的光通过时，所引起的吸光度值A。

3.化学位移：用核磁共振仪可以记录到有关信号，处在不同化学环境中的氢原子因产生共振时吸收电磁波的频率不同，在谱图上出现的位置也不同，各类氢原子的这种差异被称为化学位移。

4.弛豫：在外加射频脉冲RF(B1)的作用下，原子核发生磁共振达到稳定的高能态后，从外加的B1消失开始，到恢复至发生磁共振前的磁矩状态为止，整个过程叫弛豫过程（Relaxation），也就是恢复的过程。它所需的时间叫弛豫时间。弛豫时间有两种即t1和t2，t1为自旋一点阵或纵向驰豫时间，t2为自旋一自旋或横向弛豫时间。表面区的质子间的距离偏离体内的晶格数，而晶胞的结构基本不变。 5.耦合：耦合是指两个或两个以上的电路元件或电网

核磁共振波谱法

讲授内容

第一节. 概述

第二节. 基本原理 第三节. 化学位移

第四节. 自旋偶合和自旋系统 第五节. 核磁共振仪和实验方法 第六节. 氢谱的解析方法 第七节. 碳谱简介

第一节. 概述

第二节. 基本原理

填空题

1. 原子核是否有自旋现象是由其自旋量子数Ⅰ决定的，Ⅰ为 的核才有自旋，为磁场性核。

2. 进行核磁共振实验时，样品要置于磁场中，是因为 。

3. 对质子（?=2.675×108 T-1·s-1）来说，仪器的磁场强度如为1.4092T，则激发用的射频频率为 。 选择题

1. 下列原子核没有自旋角动量的是哪一种？

A．14N B．28Si C．31P D．33S E.1H

2. 下述核中自旋量子数I=1/2的核是

A.16O B.19F C.2H D.14N E.12C

基本概念

1.分子不饱和度：不饱和度又称缺氢指数,(英文名称:Degree of unsaturation)是有机物分子不饱和程度的量化标志,用希腊字母Ω表示.规定烷烃的不饱和度是0（所有的原子均已饱和）.

2.摩尔吸光系数：物质对某波长的光的吸收能力的量度。指一定波长时，溶液的浓度为1 mol/L，光程为 1cm时的吸光度值，用ε或EM表示。ε越大，表明该溶液吸收光的能力越强，相应的分光度法测定的灵敏度就越高。以一定波长的光通过时，所引起的吸光度值A。

3.化学位移：用核磁共振仪可以记录到有关信号，处在不同化学环境中的氢原子因产生共振时吸收电磁波的频率不同，在谱图上出现的位置也不同，各类氢原子的这种差异被称为化学位移。

4.弛豫：在外加射频脉冲RF(B1)的作用下，原子核发生磁共振达到稳定的高能态后，从外加的B1消失开始，到恢复至发生磁共振前的磁矩状态为止，整个过程叫弛豫过程（Relaxation），也就是恢复的过程。它所需的时间叫弛豫时间。弛豫时间有两种即t1和t2，t1为自旋一点阵或纵向驰豫时间，t2为自旋一自旋或横向弛豫时间。表面区的质子间的距离偏离体内的晶格数，而晶胞的结构基本不变。 5.耦合：耦合是指两个或两个以上的电路元件或电网

一、判断题

1. 质谱图中质荷比最大的峰不一定是分子离子峰，但分子离子峰一定是质谱图中质荷比最大的峰。（√）

2. 分子离子峰的强度与化合物的类型有关，一般含有芳环的化合物分子离子峰的强度较大。（√）

3. 分子离子可以是奇电子离子也可以是偶电子离子。（×）

4.当分子离子峰的稳定性较低时，可以通过增加轰击电压，使分离离子峰的强度增强。（×） 5. 双聚焦质谱仪实现了能量和方向的双聚焦，所以分辨率较高。（√）

6. 在目前的各种分析器中，傅立叶变换离子回旋共振质量分析器具有最高的分辨率。（√） 7. 由于产生了多电荷离子，使质荷比下降，所以可以用常规的质谱检测器来分析大分子质量的化合物。（√） 8. 根据“氮律”，由C、H、O、N组成的化合物，N为奇数，分子离子峰为奇数，N为偶数，分子离子峰也为偶数。（√）

9. 当化合物分子中含有C=O基团，而且与这个基团相连的键上有γ-氢原子，该化合物的质谱出现麦氏重排离子峰。（√）

10. 化学电离源属于软电离技术，因此在CI-MS中最强峰通常是准分子离子峰。（√） 11. 由于不能生成带正电荷的卤素离子，所以在质谱仪分析中是无法确定分子结构中是否有卤素元素存在的。（×）

12. 在标准质谱图中，醇类化

一、判断题

1. 质谱图中质荷比最大的峰不一定是分子离子峰，但分子离子峰一定是质谱图中质荷比最大的峰。（√）

2. 分子离子峰的强度与化合物的类型有关，一般含有芳环的化合物分子离子峰的强度较大。（√）

3. 分子离子可以是奇电子离子也可以是偶电子离子。（×）

4.当分子离子峰的稳定性较低时，可以通过增加轰击电压，使分离离子峰的强度增强。（×） 5. 双聚焦质谱仪实现了能量和方向的双聚焦，所以分辨率较高。（√）

6. 在目前的各种分析器中，傅立叶变换离子回旋共振质量分析器具有最高的分辨率。（√） 7. 由于产生了多电荷离子，使质荷比下降，所以可以用常规的质谱检测器来分析大分子质量的化合物。（√） 8. 根据“氮律”，由C、H、O、N组成的化合物，N为奇数，分子离子峰为奇数，N为偶数，分子离子峰也为偶数。（√）

9. 当化合物分子中含有C=O基团，而且与这个基团相连的键上有γ-氢原子，该化合物的质谱出现麦氏重排离子峰。（√）

10. 化学电离源属于软电离技术，因此在CI-MS中最强峰通常是准分子离子峰。（√） 11. 由于不能生成带正电荷的卤素离子，所以在质谱仪分析中是无法确定分子结构中是否有卤素元素存在的。（×）

12. 在标准质谱图中，醇类化