核磁共振原理及其在结构化学中的应用PDF电子书下载

第一章 核磁共振基础 1

1—1 引言 1

1—2 核磁共振基本原理 2

一、原子核的磁性 2

二、核磁矩在磁场中的运动——拉莫尔进动 4

三、在射频场作用下所发生的现象——核磁共振吸收 5

1—3 核磁共振谱仪 7

一、磁场 7

二、射频源 8

三、探头 9

四、接收机 9

五、示波器、记录仪 9

六、匀场线圈 9

七、扫描线圈 9

八、电子计算机 9

1—4 核磁共振谱的分类 9

一、固体宽谱线NMR 9

二、液体高分辨NMR 10

三、固体高分辨NMR 10

1—5 核磁共振的应用 11

一、定性分析 11

二、定量分析 12

三、化合物结构的判别 13

四、未知物结构的测定 13

五、在高分子方面的应用 13

六、药物分析 14

七、在生物学上的应用 15

八、在医学上的应用 17

习题 18

参考文献 19

第二章 化学位移 20

2—1 概述 20

一、化学位移 20

二、化学位移的发现 20

三、机理 21

四、参考物质 21

五、标度 22

六、几个术语 22

2—2 影响化学位移的因素 23

一、原子与分子的磁屏蔽 23

二、诱导效应 24

三、共轭效应 24

四、磁各向异性效应 25

五、范德华效应 27

六、氢键效应 27

七、溶剂效应 28

八、介质磁化率效应 29

九、顺磁效应 29

2—3 化学位移的计算 31

一、次甲基和亚甲基化学位移的计算 32

二、烯氢化学位移的计算 32

三、取代苯质子化学位移的计算 34

四、二取代萘化学位移的计算 35

五、取代吡啶化学位移的计算 37

六、稠环芳烃质子化学位移的计算 39

七、甲基稠环芳烃甲基质子化学位移的计算 40

2—4 化学位移数据表 41

一、各种基团质子的δ值范围（表2—13） 42

二、烷基化合物（RY）的化学位移（表2—14） 43

三、甲基的化学位移（表2—15） 43

四、次甲基的化学位移（表2—16） 44

五、亚甲基的化学位移（表2—17） 46

六、炔类化合物的化学位移（表2—18） 47

七、活泼氢的化学位移（表2—19） 47

八、醚与酯的化学位移（表2—20） 48

习题 48

参考文献 48

第三章 自旋偶合 50

3—1 概述 50

一、自旋偶合 50

二、自旋偶合的发现 50

三、机理 51

四、分裂规则（一级分裂） 51

五、符号 53

3—2 影响偶合常数的因素 54

一、核的旋磁比 54

二、原子序 56

三、相隔化学键的数目（核间距） 57

四、化学键的性质 57

五、化学键电子云分布 58

六、键角 60

七、取代基 62

3—3 偶合常数的计算 74

一、1,2—双取代乙烯偶合常数3JH-H的计算（方法一） 74

二、取代乙烯偶合常数3JH-H的计算（方法二） 76

三、取代苯偶合常数的计算（方法一） 80

四、取代苯偶合常数的计算（方法二） 83

五、二取代萘偶合常数的计算 85

六、二取代吡啶偶合常数的计算 87

3—4 偶合常数表 90

一、一些简单分子（离子）的1J值（表3-46） 90

二、一些简单分子（离子）的2J值（表3-47） 91

三、一些烃类分子的nJH-H值（表3-48） 92

四、一些芳环和杂芳环的JH-H值（表3-49） 93

五、一些杂环化合物的3JH-H值（表3-50） 94

六、一些取代乙烷的3JH-H值（表3-51） 95

七、一些单取代乙烯的JH-H值（表3-52） 96

八、一些化合物的H－F偶合常数（表3-53） 98

九、一些化合物的H－P偶合常数（表3-54） 99

习题 100

参考文献 101

第四章 波谱分析原理·一级谱的分析 103

4—1 波谱分析的内容和目的 103

4—2 自旋体系（波谱类型）的分类 103

一、概述 103

二、分类原则 104

三、举例 104

4—3 NMR谱解析的一般原理 105

一、波函数 106

二、哈密顿算符 107

三、久期方程 107

四、谱线共振频率的计算 108

五、谱线相对强度的计算 108

六、一些备用关系式 108

4—4 AX自旋体系波谱的计算 108

一、AX自旋体系的波函数 108

二、AX自旋体系的哈密顿算符 109

三、本征函数与本征值 109

四、跃迁数目与跃迁能量 110

五、跃迁几率 110

六、AX体系的共振频率和相对强度 111

4—5 一级谱的分析 111

一、一级谱的特征 112

二、一级谱分析实例 113

4—6 AMX型NMR谱的分析 118

一、波谱解析 118

二、分析实例 118

习题 121

参考文献 122

第五章 高级谱的分析 124

5—1 AB型NMR谱的分析 124

一、AB体系的谱线位置（共振频率）和相对强度 124

二、分析应用实例 126

5—2 AB型NMR谱的分析 130

一、AB2型NMR谱的特征和解析方法 130

二、分析应用实例 131

5—3 ABX型NMR诺的分析 133

一、ABX型NMR谱的特征及解析方法 133

二、分析应用实例 135

5—4 AA′XX′型NMR谱的分析 140

一、AA′XX′自旋体系的NMR参数 140

二、AA′XX′型NMR谱特征及解析方法 140

三、分析应用实例 141

习题 144

参考文献 146

第六章 波谱分析方法的简化 147

8—1 提高磁场强度 147

一、提高磁场强度的优点 147

二、NMR谱仪磁体简介 148

6—2 位移试剂 149

6—3 自旋去偶 150

一、去偶原理 150

二、去偶实例 150

6—4 自旋模拟 152

习题 152

参考文献 152

第七章 碳谱 153

7—1 引言 153

7—2 实验方法 153

一、脉冲傅立叶变换 153

二、13C{1H}宽带去偶 154

三、使用低发射功率的质子宽带去偶 156

四、质子偏共振去偶 156

五、选择性质子去偶 158

六、脉冲质子去偶 159

七、极化转移技术 161

八、二维核磁共振 169

7—3 化学位移 178

一、概述 178

二、碳链状态与13C化学位移的关系 180

三、化学位移计算 181

7—4 分析应用实例 196

习题 205

参考文献 206

附录Ⅰ 一些化合物的基团δ值顺序表 209

附录Ⅱ 氢谱分析实例 256

附录Ⅲ 氢谱碳谱综合分析例题 299

附录Ⅳ NMR大事记 310