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化学位移概述:

一、化学位移的表示方法

1.位移的标准

没有完全裸露的氢核,也没有绝对的标准。

相对标准:四甲基硅烷 Si(CH3)4 (TMS)(内标物)

规定其位移常数 δTMS=0

2.为什么用TMS作为基准?

(1) 12个氢处于完全相同的化学环境,只产生一个尖峰;

(2) 屏蔽强烈,位移最大。与有机化合物中的质子峰不重迭;

(3) 化学惰性;易溶于有机溶剂;沸点低,易回收。

3. 位移的表示方法

与裸露的氢核相比医学教育网`搜集整理,TMS的化学位移最大,但规定 δTMS=0 ,则其他种类氢核的位移应为负值,但规定负号不加。

δ小,屏蔽强,共振需要的磁场强度大,在高场出现,

δ大,屏蔽弱,共振需要的磁场强度小,在低场出现,

δ= [( δν样 - δνTMS) / δνTMS] 106 (ppm)

二、化学位移与屏蔽效应

理想化的、裸露的氢核,当满足共振条件:ν0 / H0 = γ/(2π) 时,产生单一的吸收峰;但这只是在理想情况下,实际上并不存在裸露的氢核。

在有机化合物中,氢核不但受周围不断运动着的价电子影响。还受到相邻原子的影响。当有机化合物放入强磁场中时,在外磁场作用下,氢核外运动着的电子产生相对于外磁场方向的感应磁场,起到屏蔽作用,使氢核实际受到的外磁场作用减小:

H =(1-σ)H0

σ:屏蔽常数。

σ越大,表明受到的屏蔽效应越大。

共振条件:ν0 = [γ/(2π) ](1-σ)H0

由于屏蔽作用的存在,氢核产生共振需要更大的外磁场强度(相对于裸露的氢核),来抵消屏蔽的影响。 在有机化合物中,各种氢核周围的电子云密度不同(结构中不同位置)共振频率有差异,即引起共振吸收峰的位移,这种现象称为化学位移。

高分辨率的仪器能够记录有机化合物中具有不同化学位移的各类质子的峰形信号(谱图)。如右图所示。但需要建立一个能衡量化学位移大小的标准,使我们能够反过来根据谱图中信号峰的化学位移大小,来确定质子在化合物中的位置。

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