Протонный магнитный резонанс (ПМР), или ЯМР 1Н . <...> Общие правила для интерпретации спектров 13С . <...> Только ядра со спиновым квантовым числом I, отличным от «0», могут вызывать сигнал ЯМР, или быть активными в ЯМР. <...> В сущности, эксперимент ЯМР состоит в том, чтобы сообщить энергию ядру и перевести его с одного энергетического уровня на другой, более высокий уровень. <...> Наибольшее распространение в исследовании органических веществ имеет спектроскопия протонного магнитного резонанса (ПМР, ЯМР 1Н) и ЯМР на ядрах изотопа 13С (ЯМР 13С). <...> Протонный магнитный резонанс (ПМР), или ЯМР 1Н Для исследования с помощью ЯМР спектроскопии, как правило, вещество растворяют в подходящем растворителе (однако ЯМР-анализ можно проводить и в твердой фазе). <...> Выбор растворителя определяется растворимостью анализируемого вещества и наиболее полным разделением сигналов резонанса вещества и растворителя, если последний содержит ядра, по которым проводится регистрация спектра ЯМР. <...> Однако, поскольку на нижнем энергетическом уровне существует некоторый избыток ядер, в более высокое энергетическое состояние перейдет большее число ядер, и в результате взаимодействия ядер с излучением данной частоты произойдет поглощение электромагнитного излучения. <...> Именно это поглощение и вызывает сигнал ЯМР. <...> Если время релаксации мало (у ядер быстрый перенос энергии), то сигнал ЯМР уширенный. <...> Основными характеристиками спектров ЯМР являются: химический сдвиг, мультиплетность, константа спин – спинового взаимодействия; площадь сигнала резонанса. <...> Химический сдвиг Разность положения сигнала данного протона и положение сигнала стандарта называется химическим сдвигом данного протона. <...> При этом химический сдвиг сигнала ТМС принимают за ноль, и регистрируется в наиболее сильном поле (правая часть спектра). <...> Химические сдвиги не зависят от рабочей частоты спектрометра: δ = Δν·106/ рабочая частота прибора, (Гц) Оказалось, что химические сдвиги протонов <...>
Спектральные_методы_исследования_в_органияеской_химии._Часть_II._ЯМР-спектроскопия,_масс-спектрометрия.pdf
УДК 547.543.51(075.8)
ББК 24.2:24.5я73
К78
Краснокутская Е.А.
К78
Спектральные методы исследования в органической химии:
учебное пособие. Часть II. ЯМР-спектроскопия, масс-спектрометрия
/ Е.А. Краснокутская, В.Д. Филимонов – Томск: Изд-во
Томского политехнического университета, 2013. – 88 с.
ЯМР-спектроскопия и масс-спектрометрия являются одними из наиболее
информативных методов для установления структуры органических
молекул. Кроме того, они находят широкое применение в количественном
анализе органических субстратов. В пособии представлен материал, включающий
краткое рассмотрение теоретических основ методов ЯМРспектроскопии
и масс-спектрометрии, особенностей интерпретации аналитических
результатов. Приведены примеры установления структур органических
молекул с использованием указанных методов.
Предназначено для подготовки магистров и бакалавров направлений
2407100 «Химическая технология», 240100 «Биотехнология».
УДК 547.543.51(075.8)
ББК 24.2:24.5я73
Рецензенты
Доктор химических наук, профессор кафедры химии нефти
и высокомолекулярных соединений и нефтехимии ТГУ
А.Г. Филимошкин
Доктор химических наук, профессор заведующий кафедрой
органической химии ТГПУ
О.Х. Полещук
© ФГБОУ ВПО НИ ТПУ, 2013
© Краснокутская Е.А.,
Филимонов В.Д., 2013
© Оформление. Издательство Томского
политехнического университета, 2013
2
Стр.2
ОГЛАВЛЕНИЕ
Глава 1. СПЕКТРОСКОПИЯ ЯДЕРНОГО
МАГНИТНОГО РЕЗОНАНСА ................................................................ 4
1.1. Явление ядерного магнитного резонанса .......................................... 4
1.2. Протонный магнитный резонанс (ПМР), или ЯМР 1Н ..................... 6
1.2.1. Химический сдвиг ..................................................................................... 8
1.2.2. Спин-спиновое взаимодействие ......................................................... 14
1.2.3. Константа спин-спинового взаимодействия .................................. 19
1.2.4. Интенсивность сигнала ......................................................................... 22
1.2.5. Интерпретация спектров протонного магнитного
резонанса ..................................................................................................... 23
1.2.6. Классификация спиновых систем ...................................................... 26
1.2.7. Подавление спин-спинового взаимодействия
(упрощение сложных спектров) ......................................................... 29
1.2.8. Химический обмен .................................................................................. 31
1.2.9. Конформационный обмен .................................................................... 32
1.3. Спектроскопия ядерного магнитного резонанса ядер 13С.............. 33
1.3.1. Основные особенности спектроскопии на ядрах 13С .................. 33
1.3.2. Общие правила для интерпретации спектров 13С ........................ 36
Глава 2. МАСС-СПЕКТРОМЕТРИЯ ................................................................... 46
2.1. Масс-спектры с ионизацией электронным ударом ......................... 47
2.2. Интерпретация масс-спектров с ионизацией ЭУ ............................ 52
2.2.1. Идентификация пика молекулярного иона .................................... 53
2.2.2. Фрагментация и перегруппировки .................................................... 55
2.2.3. Общая характеристика масс-спектров классов
органических соединений ..................................................................... 60
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ........................................................................................ 87
3
Стр.3