第3章-核磁共振波譜課件

第3章NuclearMagneticResonanceSpectroscopyForShort：

NMR核磁共振波譜法第一節(jié)核磁共振波譜的基本知識(shí)1.NMR簡(jiǎn)介與UV-Vis和紅外光譜法類似，NMR也屬于吸收光譜，只是研究的對(duì)象是處于強(qiáng)磁場(chǎng)中的原子核自旋能級(jí)對(duì)射頻輻射的吸收。NMR是研究處于磁場(chǎng)中的原子核對(duì)射頻輻射的吸收，它是對(duì)各種有機(jī)和無機(jī)物的成分、結(jié)構(gòu)進(jìn)行定性分析的最強(qiáng)有力的工具之一，有時(shí)亦可進(jìn)行定量分析。在強(qiáng)磁場(chǎng)中，原子核發(fā)生自旋能級(jí)分裂(能級(jí)極?。涸?.41T磁場(chǎng)中，磁能級(jí)差約為2510-3J)，當(dāng)吸收外來電磁輻射(109-1010nm,4-900MHz)時(shí)，將發(fā)生核自旋能級(jí)的躍遷----產(chǎn)生所謂NMR現(xiàn)象。射頻輻射→原子核(強(qiáng)磁場(chǎng)下能級(jí)分裂)→吸收→能級(jí)躍遷→NMR一、概述1946年：Harvard大學(xué)的Purcel和Stanford大學(xué)的Bloch各自首次發(fā)現(xiàn)并證實(shí)NMR現(xiàn)象，并于1952年分享了Nobel獎(jiǎng)；1953年：Varian開始商用儀器開發(fā)，并于同年制作了第一臺(tái)高分辨NMR儀器；1956年：Knight發(fā)現(xiàn)元素所處的化學(xué)環(huán)境對(duì)NMR信號(hào)有影響，而這一影響與物質(zhì)分子結(jié)構(gòu)有關(guān)。

1970年：Fourier(pilsed)-NMR開始市場(chǎng)化(早期多使用的是連續(xù)波NMR儀器)。2.發(fā)展歷史1924年：Pauli預(yù)言了NMR的基本理論，即：有些核同時(shí)具有自旋和磁量子數(shù)，這些核在磁場(chǎng)中會(huì)發(fā)生分裂；3．核磁共振的基本原理(1)原子核是由一定數(shù)量質(zhì)子與中子組成的。質(zhì)子與中子統(tǒng)稱為核子。核子和電子一樣也有自旋運(yùn)動(dòng)，具有一定的自旋角動(dòng)量。而且自旋角動(dòng)量也是不連續(xù)的、量子化的。質(zhì)子是帶電的，其自旋運(yùn)動(dòng)會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的磁矩。雖然這個(gè)核磁矩遠(yuǎn)小于原子中電子繞核運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的電子磁矩，僅為玻爾磁子的1/1836，但確實(shí)是存在的，而且對(duì)核子的能級(jí)高低是有影響的。(2)由于核子自旋有兩種不同的取向，因而核磁矩是有方向的矢量。與電子自旋可以配對(duì)相似，自旋相反的核子也可兩兩配對(duì)。不過必須是質(zhì)子與質(zhì)子配對(duì)，中子與中子配對(duì)，中子與質(zhì)子是不能配對(duì)的。當(dāng)核子兩兩配對(duì)時(shí)，它們的核磁矩大小相等，方向相反，正好相互抵消消總核磁矩為零。因此，對(duì)于質(zhì)子數(shù)（即元素的原子序數(shù)）和中子數(shù)（等于原子質(zhì)量數(shù)與原子序數(shù)之差）都為偶數(shù)的原子核，其核自旋量子數(shù)為零（I=0），這類核的磁矩亦為零。而如果某元素（某種同位素）原子核的質(zhì)子數(shù)或中子數(shù)為奇數(shù)，或兩者皆為奇數(shù)，則它們的核自旋量子數(shù)不等于零（I≠0）,這種核就有一定的核磁矩。如1H1、6C13、9F19、8O17、7N14等原子的核都具有一定的核磁矩，而6C12、8O16、8O18等原子的核磁矩皆為零。I：自旋量子數(shù)；I不為零的核都具有磁矩。

h

：普朗克常數(shù)；質(zhì)量數(shù)原子序數(shù)INMR信號(hào)原子核偶數(shù)偶數(shù)0無12C6

16O8

32S16奇數(shù)奇或偶數(shù)1/2有1H1

13C6

19F9

15N7

31P15奇數(shù)奇或偶數(shù)3/25/2…有11B5

35Cl17

79Br35

81Br35

17O8

33S16偶數(shù)奇數(shù)1,2,3有

2H1

14N7根據(jù)量子力學(xué)的原理，原子核磁矩的大小取決于核的自旋角動(dòng)量(p):右手定則γ為磁旋比，不同的核有不同的磁旋比。μP原子核是具有一定質(zhì)量和體積的帶電粒子，大多數(shù)核都有自旋現(xiàn)象，具有核自旋角動(dòng)量(P)。自旋時(shí)產(chǎn)生磁矩()。磁矩的方向可用右手定則確定。磁矩和角動(dòng)量都是矢量，方向相互平行，且磁矩隨角動(dòng)量的增加呈正比地增加：

具有自旋角動(dòng)量(p)的核在自旋式會(huì)產(chǎn)生核磁矩(μ):μ=γP拉莫爾進(jìn)動(dòng)(LarmorPrecession)當(dāng)將自旋核置于外加磁場(chǎng)H0中時(shí)，根據(jù)經(jīng)典力學(xué)模型會(huì)產(chǎn)生拉莫爾進(jìn)動(dòng)：拉莫爾進(jìn)動(dòng)頻率ν0與角速度ω0的關(guān)系為；ω0

=2πν0

=γH0γ----磁旋比H0----外磁場(chǎng)強(qiáng)度ν0

=γH0/(2π)ν0μH0H0μ低能態(tài)高能態(tài)當(dāng)將自旋核置于外加磁場(chǎng)H0中時(shí)，根據(jù)量子力學(xué)原理，由于磁矩與磁場(chǎng)相互作用。磁矩相對(duì)于外加磁場(chǎng)有不同的取向，它們?cè)谕獯艌?chǎng)方向的投影是量子化的，可以用磁量子數(shù)(m)描述：m=I,I-1,I-2,….-I2I+1個(gè)取向?qū)τ诰哂蠭=1/2m=+1/2、-1/2的核:對(duì)于具有I=1m=1,0,-1的核:μZm=0H0μμZm=+1/2H0μμZm=-1/2H0μμZm=+1H0μμZm=-1H0μE=-μβH0△例1；1H1

rH=2.67×108T-1.s-1

T-1.s-1H0=14092T

2、核磁共振現(xiàn)象的產(chǎn)生對(duì)于自旋角量子數(shù)為I的核，其相鄰兩個(gè)能級(jí)的能量差：例2；13C6

rC=2.67×108

T-1.s-1H0=14092G

ν

=γH0/(2π)二、飽和馳豫過程1、飽和現(xiàn)象根據(jù)波爾茲曼分布定律：n0吸收電磁輻射n*當(dāng)n0=n*時(shí)，就觀察不到NMR信號(hào)，這種現(xiàn)象稱為“飽和”?！?、馳豫n*n0非電磁輻射形式釋放能量馳豫現(xiàn)象是NMR得以保持的必要條件。馳豫現(xiàn)象：高能態(tài)的核以非輻射形式釋放能量，回到低能態(tài)，維持n0略大于n*，致使核磁共振信號(hào)存在，這種過程稱為“馳豫”。(1)自旋-晶格弛豫

高能態(tài)的原子核將能量以熱能形式傳遞給周圍的環(huán)境而回到低能態(tài)，這一過程稱為自旋-晶格弛豫。周圍環(huán)境對(duì)固體樣品是指晶格，對(duì)液體樣品是指周圍的同類分子或溶劑。

一個(gè)自旋體系由于核磁共振打破了原來的平衡，而又通過自旋-晶格弛豫回到平衡狀態(tài)所需的時(shí)間，叫自旋-晶格弛豫時(shí)間，用半衰期T1/2表示，T1/2

越小，弛豫效率越高；T1/2越大則弛豫效率越低，越容易達(dá)到飽和。固體及粘稠性液體由于流動(dòng)性差，TT1/2很大，可達(dá)幾小時(shí)；氣體和液體的流動(dòng)性好，T1/2很小，一般在0.01~100s。T1/2越小，核磁共振信號(hào)越強(qiáng)；反之，信號(hào)越弱。(2)自旋-自旋弛豫

處于高能態(tài)的核自旋體系將能量傳遞給鄰近低能態(tài)同類磁性核而回到低能態(tài)的過程，稱為自旋-自旋弛豫，自旋體系的總能量沒有改變。自旋-自旋弛豫時(shí)間用T’1/2表示。固體樣品因各核間的相互位置固定，易于交換能量，故T’1/2??；液體、氣體樣品的T’1/2和T1/2差不多，在1s左右。T’1/2與峰寬成反比，固體的T’1/2小，所以峰很寬，通常配成溶液再進(jìn)行NMR的測(cè)定。弛豫過程有兩種，但對(duì)于自旋核而言，總是要通過最有效的途徑達(dá)到弛豫的目的。實(shí)際的弛豫時(shí)間取決于T1/2和T’1/2中較短的。譜線寬度三、屏蔽效應(yīng)與化學(xué)位移1、屏蔽效應(yīng)：理想化的、裸露的氫核，當(dāng)滿足共振條件時(shí)，產(chǎn)生單一的吸收峰；H0H0在外磁場(chǎng)作用下，氫核外運(yùn)動(dòng)著的電子產(chǎn)生相對(duì)于外磁場(chǎng)方向的感應(yīng)磁場(chǎng)，起到屏蔽作用，使氫核實(shí)際受到的外磁場(chǎng)作用減?。?/p>

σ：屏蔽常數(shù)，與質(zhì)子所處的化學(xué)環(huán)境有關(guān)；核外電子云密度越大，σ越大，表明受到的屏蔽效應(yīng)越大。H=（1-σ）H0但這只是在理想情況下，實(shí)際上并不存在裸露的氫核。在有機(jī)化合物中，氫核不但受周圍不斷運(yùn)動(dòng)著的價(jià)電子影響，還受到相鄰原子的影響。由于核外電子云的屏蔽作用，氫核產(chǎn)生共振需要更大的外磁場(chǎng)強(qiáng)度(相對(duì)于裸露的氫核)來抵消屏蔽用作用的影響。固定H0：σ大，v小固定v：σ大，H0大2、化學(xué)位移在有機(jī)化合物中，各種氫核周圍的電子云密度不同(結(jié)構(gòu)中不同位置)共振頻率有差異，即引起共振吸收峰的位移，這種現(xiàn)象稱為化學(xué)位移（δ）。3.化學(xué)位移的表示方法（1）．化學(xué)位移的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)

沒有完全裸露的氫核，也沒有絕對(duì)的標(biāo)準(zhǔn)。相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)：四甲基硅烷Si(CH3)4(TMS)---內(nèi)標(biāo)物規(guī)定其位移常數(shù)δTMS=0（2）．為什么用TMS作為基準(zhǔn)?(1)12個(gè)氫處于完全相同的化學(xué)環(huán)境，只產(chǎn)生一個(gè)尖峰；(2)屏蔽強(qiáng)烈，位移最大。與有機(jī)化合物中的質(zhì)子峰不重迭；(3)化學(xué)惰性；易溶于有機(jī)溶劑；沸點(diǎn)低，易回收。4．位移的表示方法與裸露的氫核相比，TMS的化學(xué)位移最大，但規(guī)定:δTMS=0其他種類氫核的位移為負(fù)值，負(fù)號(hào)不加。δ小，屏蔽強(qiáng)，共振需要的磁場(chǎng)強(qiáng)度大，在高場(chǎng)出現(xiàn)；δ大，屏蔽弱，共振需要的磁場(chǎng)強(qiáng)度小，在低場(chǎng)出現(xiàn)；有機(jī)化合物由于電子屏蔽效應(yīng)產(chǎn)生的化學(xué)位移只有百萬分之十。固定v=60MHZH0：

140920.142G~10-6固定H0=14092Gv：60MHZ600HZ~10-6四、核磁共振波譜1、核磁共振波譜δ/ppm

σvH0TMS8.07.06.05.04.03.02.01.00-CH3-CH2ICH3CH2ITMS8.07.06.05.04.03.02.01.00-CH3-CH2ICH3CH2I2、核磁共振波譜圖提供物質(zhì)的結(jié)構(gòu)信息峰的數(shù)目:

標(biāo)志分子中磁不等性質(zhì)子的種類，多少種；峰的強(qiáng)度(面積)比:

每類質(zhì)子的數(shù)目(相對(duì))，多少個(gè)；峰的位移值(δ):

每類質(zhì)子所處的化學(xué)環(huán)境、化合物中位置；峰的裂分?jǐn)?shù):

相鄰碳原子上質(zhì)子數(shù)；偶合常數(shù)(J):

確定化合物構(gòu)型。

僅能確定質(zhì)子（氫譜）；與紅外譜圖聯(lián)合解析。五影響化學(xué)位移的因素

1.電負(fù)性（誘導(dǎo)效應(yīng)）與質(zhì)子相連元素的電負(fù)性越強(qiáng)，吸電子作用越強(qiáng)，價(jià)電子偏離質(zhì)子，屏蔽作用減弱，NMR吸收峰在低場(chǎng)、高化學(xué)位移處。例1：碘乙烷例2：甲醇

7.245.334.263.403.052.682.160.230電負(fù)性例3：CH3X的-CH3×Cl2×ClFO

Cl

BrIHSi4.03.53.12.82.52.11.8CHCl3

CH2Cl2

CH3FCH3OHCH3ClCH3BrCH3ICH4

Si(CH3)4δ/ppmδ=1.6～2.0δ=3.0~3.5δ>9,低場(chǎng)δ=3.5δ=0.232.磁各向異性效應(yīng)δ=0.23δ=5.28小,δ大,H0低

價(jià)電子產(chǎn)生誘導(dǎo)磁場(chǎng)，質(zhì)子位于其磁力線上，與外磁場(chǎng)方向一致，去屏蔽作用,與外磁場(chǎng)相反，屏蔽作用大,δ小,H0高δ=1.8~3.0δ=7.3小,δ大,H0低苯環(huán)上的6個(gè)電子產(chǎn)生較強(qiáng)的誘導(dǎo)磁場(chǎng)，質(zhì)子位于其磁力線上，與外磁場(chǎng)方向一致，去屏蔽。4.氫鍵效應(yīng)小,δ大,H0低

正丁烯-2-醇1%純液體

δ15δ=5.283.共扼效應(yīng)δ=3.57δ=3.99δ=5.87δ=5.50..乙烯醚p-π

共軛乙烯酮π

-π

共軛酚-OH醇-OH硫醇-SH氨-NH2羧酸-OH醛雜環(huán)芳香烯醇、醚炔六.各種環(huán)境中質(zhì)子的化學(xué)位移X-CH3-CH2-環(huán)丙基M-CH3δ/ppm1211109876543210δ/ppm43210δ/ppm432101.自旋偶合與自旋裂分現(xiàn)象為什么每類氫核不總表現(xiàn)為單峰、有時(shí)出現(xiàn)多重峰？TMS-CH3-CH2ICH3CH2I8.07.06.05.04.03.02.01.00δ/ppm

（1）自旋-自旋偶合與裂分七、自旋偶合與自旋裂分TMS-CH3-CH2-OH低分辨率NMR儀器8.07.06.05.04.03.02.01.00δ/ppm

高分辨率NMR儀器-CH3-CH2-OHTMS8.07.06.05.04.03.02.01.00δ/ppm

原因：相鄰兩個(gè)氫核核磁距之間的自旋偶合（自旋干擾）甲基3個(gè)H化學(xué)等價(jià)、磁等價(jià)，在外加磁場(chǎng)下核磁距有8個(gè)取向；對(duì)H的影響：順磁場(chǎng)為+反磁場(chǎng)為-H0幾率1/83/83/81/8-CH2H0++3--3面積比1：3：3：1偶合能量-3-++3（2）自旋偶合與裂分規(guī)律1)裂分?jǐn)?shù)目

2nI+1

I=1/2：質(zhì)子裂分?jǐn)?shù)目n+12)裂分峰呈對(duì)稱關(guān)系

距離相等、峰形相似、強(qiáng)度相等3)裂分峰的強(qiáng)度比：(a+b)n

展開的各項(xiàng)系數(shù)例1：

CH3—O—CH2—CH3裂分峰數(shù)目：

1

4

3強(qiáng)度比：1:3:3:1

1:2:1例2：

CH3——CH2————CH3裂分峰數(shù)目：7

3強(qiáng)度比：1:6:15:20:15:6:1

1:2:1例3：

NH3

14N7

I=12n

I+1=3H的裂分峰數(shù)目：3

強(qiáng)度比：

1:2:1n=01n=11:1n=21:2:1n=31:3:3:1n=41:4:6:4:1n=51:5:10:10:5:1n=61:6:15:20:15:6:1（3）偶合常數(shù)（J）自旋偶合等間距裂分峰之間的距離成為偶合常數(shù)（J），反映了核之間的偶合作用的強(qiáng)弱。與化學(xué)位移不同，偶合常數(shù)（J）與H0、v無關(guān)，受化學(xué)環(huán)境的影響也很小。偶合作用是通過成鍵電子傳遞，偶合常數(shù)（J）的大小與傳遞的鍵數(shù)有關(guān)---用nJ

表示，n表示傳遞的鍵數(shù)。例4：

CH3O-CO-CH2——CH2——CH3

ab

裂分峰數(shù)目：13123

(na+1)(nb+1)

-CH2H0++3--3JJJ同碳偶合---2J數(shù)值變化范圍大，與分子結(jié)構(gòu)有關(guān)；根據(jù)傳遞的鍵數(shù)偶合可以分為：3J=6~8HZ2J=42HZ鄰碳偶合--3J=0~16HZ，廣泛應(yīng)用與立體化學(xué)研究，是NMR的主要研究對(duì)象。3J=6~12HZ3J=4~10HZ2J=2.3HZ同碳偶合、鄰碳偶合:

2J、3J

稱為近程偶合，是NMR的主要研究對(duì)象。遠(yuǎn)程偶合：nJ

,n大于3，此時(shí)nJ小于1HZ，一般不考慮。nJ

鄰：6~10HZ間：1~3HZ對(duì)：0~1HZ3.核的化學(xué)等價(jià)與磁等價(jià)1.化學(xué)等價(jià)：具有相同位移值的核稱為化學(xué)等價(jià)核，具有相同的化學(xué)環(huán)境。2.磁等價(jià)：具有相同位移值、并且對(duì)組外的其他核的偶合常數(shù)也相同。磁等價(jià)的核不產(chǎn)生裂分。4個(gè)H化學(xué)等價(jià),

磁等價(jià)6個(gè)H化學(xué)等價(jià),

磁等價(jià)CH3-CH2-CH36個(gè)H化學(xué)等價(jià)

磁等價(jià)H與H化學(xué)等價(jià)

磁不等價(jià)

19F9=1/2

JH1F1=JH2F1JH1F2=JH2F2H1H2化學(xué)等價(jià),

磁等價(jià)JH1F1≠

JH1F2JH2F1≠

JH2F2H1H2化學(xué)等價(jià),

磁不等價(jià)自然豐度低：

13C/12C=1.1%磁旋比小：

rC13/rH1=1/4靈敏度低：

1H的1/5700FIT-NMR可以解決此問題1.13C譜的弱點(diǎn)2.13C譜的特點(diǎn)除了1H外，還有13C、19F、31P、15N獲得分子的骨架信息：

C=O、CN13C譜的化學(xué)位移值：300ppm、1H：20ppm13C譜的分辨率高、重疊峰較少，物質(zhì)信息獨(dú)立八、13C-NMR技術(shù)1.13C-NMR技術(shù)的特點(diǎn)去質(zhì)子偶合有質(zhì)子偶合去質(zhì)子偶合有質(zhì)子偶合2.13C-NMR的去耦技術(shù)（1）質(zhì)子寬帶去耦（2）偏共振去耦（3）選擇性去耦（4）核的Overhause效應(yīng)HO-C(CH2-CH3)3的幾種去耦結(jié)構(gòu)3.13C-NMR的化學(xué)位移及其影響因素（1）13C的化學(xué)位移值（2）影響13C的化學(xué)位移的因素（a）碳的雜化（b）取代基的電負(fù)性與電負(fù)性取代基相連，使碳核外圍電子云密度降低，化學(xué)為向低場(chǎng)方向移動(dòng)。（c）立體構(gòu)型臨近核相互排斥，將核外電子云彼此推向?qū)Ψ胶烁浇?，使電子云受到的屏蔽效?yīng)增大，化學(xué)位移向高場(chǎng)移動(dòng)。（d）溶劑效應(yīng)八、核磁共振波譜儀1.主要組成及部件的功能工作原理基儀器結(jié)構(gòu)框圖（連續(xù)波核磁共振波譜儀）射頻和磁場(chǎng)掃描單元射頻發(fā)射單元射頻監(jiān)測(cè)單元數(shù)據(jù)處理儀器控制磁場(chǎng)磁場(chǎng)儀器組成部分：磁場(chǎng)、探頭、射頻發(fā)射單元、射頻和磁場(chǎng)掃描單元、射頻監(jiān)測(cè)單元、數(shù)據(jù)處理儀器控制六個(gè)部分。探頭兩個(gè)磁鐵，給樣品施加外加磁場(chǎng)，在磁鐵上繞有掃描線圈，當(dāng)線圈上通以直流電就產(chǎn)生附加磁場(chǎng)，可以調(diào)節(jié)磁場(chǎng)強(qiáng)度，樣品裝在玻璃管中，樣品管可以旋轉(zhuǎn)，所需的射頻場(chǎng)由射頻振蕩器發(fā)生，并通過射頻振蕩線圈作用于樣品，NMR信號(hào)通過射頻接受線圈由射頻接受器接受，經(jīng)放大由記錄器給出核磁共振譜。2.磁場(chǎng)要求：磁場(chǎng)強(qiáng)度均勻，高分辨率的儀器要求磁場(chǎng)強(qiáng)度均勻度在10-8

磁場(chǎng)強(qiáng)度穩(wěn)定種類：永久磁鐵、電磁鐵、超導(dǎo)磁鐵電磁鐵：通過強(qiáng)大的電流產(chǎn)生磁場(chǎng)，電磁鐵要發(fā)出熱量，因此要有水冷裝置，報(bào)磁溫度在20~350C范圍，變化不超過0.10C/時(shí)；開機(jī)后3~4小時(shí)即可達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。超導(dǎo)磁鐵:磁場(chǎng)強(qiáng)度高達(dá)100KG，磁場(chǎng)強(qiáng)度均勻、穩(wěn)定；用與200~600MHz的核磁共振波譜儀；價(jià)格昂貴。

在電磁鐵的兩極上繞上一對(duì)磁場(chǎng)掃描線圈，當(dāng)線圈中通過直流電時(shí)，所產(chǎn)生的磁場(chǎng)疊加在原有的磁場(chǎng)上，使有效的磁場(chǎng)在102mG范圍內(nèi)變化，而且不影響磁場(chǎng)的均勻性。

磁場(chǎng)強(qiáng)度小于25KG.用于60MHz的核磁共振波譜儀。探頭是核磁共振波譜儀的心臟部分。3.探頭探頭包括：試樣管、射頻發(fā)射線圈、射頻接收線圈、氣動(dòng)渦輪旋轉(zhuǎn)裝置。試樣管：內(nèi)徑5mm，容納0.4ml液體樣品探頭上繞有射頻發(fā)射線圈、射頻接收線圈樣品管樣品管套發(fā)射線圈接收線圈調(diào)制線圈勻場(chǎng)線圈氣動(dòng)渦輪旋轉(zhuǎn)裝置：使樣品管在探頭中，沿縱軸向快速旋轉(zhuǎn)，目的是使磁場(chǎng)強(qiáng)度的不均勻性對(duì)測(cè)定樣品的影響均勻化，使譜峰的寬度減少。102r/min.4.射頻發(fā)射單元1H常用60、200、300、500MHz射頻振蕩器，要求射頻的穩(wěn)定性在10-8，需要掃描頻率時(shí)，發(fā)射出隨時(shí)呈線性變化的頻率。射頻和磁場(chǎng)掃描單元掃頻：固定磁場(chǎng)強(qiáng)度掃描射頻掃場(chǎng)：固定射頻掃描磁場(chǎng)強(qiáng)度固定v=60MHZ

H0：

140920.142G~10-6固定H0=14092Gv：60MHZ600HZ~10-6射頻接收單元射頻接收線圈、檢波器、放大器數(shù)據(jù)處理儀器控制脈沖傅里葉變換核磁共振波譜儀（PFT-NMR)(二)脈沖傅里葉變換核磁共振儀

(PulsedFourierTransformNMR,PFT-NMR)采用在恒定的磁場(chǎng)中，用一定頻率寬度的射頻強(qiáng)脈沖輻照試樣，使自旋取向發(fā)生改變并躍遷至高能態(tài)。高能態(tài)的核經(jīng)一段時(shí)間后又重新返回低能態(tài)，通過收集這個(gè)過程產(chǎn)生的感應(yīng)電流，即可獲得時(shí)間域上的波譜圖。當(dāng)脈沖發(fā)射時(shí)，試樣中每種核都對(duì)脈沖中單個(gè)頻率產(chǎn)生吸收。接受器得到自由感應(yīng)衰減(FID)，是一個(gè)復(fù)雜的干涉波，產(chǎn)生于激發(fā)態(tài)的弛豫過程。FID信號(hào)經(jīng)快速傅里葉變換后即可獲得頻率域上的波譜圖，這就是NMR譜圖。儀器的主要性能指標(biāo)分辨率靈敏度穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)技術(shù)1.溶液NMR實(shí)驗(yàn)技術(shù)樣品管：硬質(zhì)玻璃+特氟龍制成的塞子樣品用量：1H-NMR譜；濃度5%-10%，體積約為0.4-0.5mL13C-NMR譜；用量比H-NMR譜高1-2個(gè)數(shù)量級(jí)溶劑：CCl4、CDCl3、CD3COCD3、CD3SOCD3等三苯基磷1H-NMR譜固體高分辨NMR實(shí)驗(yàn)技術(shù)魔角旋轉(zhuǎn)（MagicAngleSpinning,MAS）技術(shù)交叉極化（CrossPolorization,CP）技術(shù)偶極去偶技術(shù)（DipolarDecoupling,DD）技術(shù)。多脈沖方法MAS/DD/CP聯(lián)用聚甲基丙烯酸甲酯固體13C-NMR譜圖（a）采用質(zhì)子噪場(chǎng)去偶；（b）采用DD/CP技術(shù)（c）采用MAS/DD技術(shù)；（d）采用MAS/DD/CP技術(shù)r-射線輻射過的高密度聚乙烯的