Автор работы: Пользователь скрыл имя, 17 Февраля 2013 в 13:11, реферат
Явление ядерного магнитного резонанса (ЯМР), открытое в 1945 г. Ф. Блохом и Э. Перселлом, ныне лауреатами Нобелевской премии, легло в основу создания нового вида спектроскопии, который в очень короткий срок превратился в один из самых информативных методов исследования молекулярной структуры и динамики молекул, меж молекулярных взаимодействии, механизмов химических реакций и количественного анализа веществ в различных агрегатных состояниях. Начиная с 1953 г., когда были выпушены первые спектрометры ЯМР, техника ЯМР непрерывно совершенствуется, лавинообразно нарастает поток исследований, возникают новые и расширяются традиционные области применения в химии, физике, биологии и медицине. В соответствии с этим быстро расширяется круг специалистов, активно стремящихся овладеть этим методом.
1.Вступление…………………………………………..…………....3
2.Явление ядерного магнитного резонанса…………………..…...4
3.Протонный магнитный резонанс…………………...…….……...5
4.Химический сдвиг………………………………..…………….....7
5. Эмпирические константы экранирования…………….…...…....9
6. Спин – спиновое взаимодействие……………………………….10
7. Интенсивность сигнала…………………………………………..12
8. Константа спин-спинового взаимодействия…………………….13
Таблица 1.
Треугольник Паскаля
Число эквивалентных ядер, вызывающих расщепление |
Мультиплетность наблюдаемого сигнала |
Относительная интенсивность линий и их расположение в наблюдаемом мультиплете |
0 1 2 3 4 5 |
синглет дублет триплет квартет квинтет (пентет) секстет |
1 1 1 1 2 1 1 3 3 1 1 4 6 4 1 1 5 10 10 5 1 δ |
Сразу же отметим, каким образом определяется положение сигналов (химический сдвиг) в спектре. В случае синглета это не вызывает затруднений – указывается то значение м.д., при котором наблюдается сигнал (например, 7.27 м.д.).
Химического сдвига дублета:
находится «центр тяжести» дублета
и берется соответствующее
Интенсивность сигнала
В эксперименте ЯМР можно определить относительное количество эквивалентных по химическому сдвигу протонов. Другими словами, методом ЯМР можно определить, сколько протонов «ответственны» за данный сигнал.
Интенсивность сигнала пропорциональна количеству протонов каждого типа и измеряется площадью пика. Относительные интенсивности различных сигналов показаны в спектре ступенчатой интегральной кривой (рис. 4.11).
Однако высота ступеньки
не дает точного числа протонов,
отвечающих сигналу, а только пропорциональна
этому числу. Сравнивая высоты ступенек,
соответствующих различным
Константа спин-спинового взаимодействия
Выше было отмечено, что если сигнал представлен в виде мультиплета (дублет, триплет, квадруплет и т.д.), линия любого мультиплета будет отстоять от соседних линий того же мультиплета на одно и то же число герц. Численное значение этого расстояния называется константой спин-спинового взаимодействия и обозначается «J» (рис. 4).
Рис 4: а: Константа спин-спинового взаимодействия (J) в случае расщепления сигнала в дублет; б: Константа спин-спинового взаимодействия (J) в случае расщепления сигнала в квадруплет.
При описании спектра приводятся значения констант спин-спинового взаимодействия всех присутствующих в спектре дублетов и триплетов.
Для расчета константы спин – спинового взаимодействия на основе экспериментальных данных необходимо знать рабочую частоту прибора, на котором снят обрабатываемый спектр. Обычно это информация печатается прямо на спектре.
Следующий этап – определение расстояния между компонентами рассматриваемого мультиплета. После того, как эта величина определена, ее умножают на величину рабочей частоты прибора.
Константа спин-спинового взаимодействия характеризует степень взаимодействия между ядрами и не зависит от Н0. Это очень важно, поскольку позволяет отличить, например, два синглета от дублета, записав спектр при двух различных радиочастотах. Если интервал в герцах между двумя линиями не изменился, то сигнал представляет собой дублет.
Величина J зависит от нескольких факторов, среди которых следует назвать относительное расположение взаимодействующих ядер и число разделяющих их связей. Спин-спиновое взаимодействие обычно не наблюдается между протонами, разделенными более чем тремя простыми связями. При наличии «на пути взаимодействия» кратных связей общее число связей, через которые может наблюдаться спин-спиновое взаимодействие, возрастает. J зависит и от геометрических факторов. Так, ЯМР 1Н на сегодняшний день является наиболее информативным методом для идентификации цис- и транс-изомерных алкенов. В справочной литературе по ЯМР-спектроскопии обязательно приводятся константы спин-спинового взаимодействия для различных протонов.
ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
Электронные ресурсы:
Информация о работе Спектроскопия ядерного магнитного резонанса. Основные понятия