(一)概述

在合适频率的射频作用下,引起有磁矩的原子核发生核自旋能级跃迁的现象,称为核磁共振(nuclear magnetic resonance,NMR)。根据核磁共振原理,在核磁共振仪上测得的图谱,称为核磁共振波谱(NMRspectrum)。利用核磁共振波谱进行结构鉴定的方法,称为核磁共振波谱法(NMRspectroscopy)。

核磁共振波谱法在有机药物的结构鉴定中,起着举足轻重的作用。其中:

1.质子核磁共振谱(1H-NMR)

1H-NMR谱是目前研究最充分的波谱,已得到许多规律用于分子结构的研究。从常规1HNMR谱中可以得到三方面的结构信息:
==1)==从化学位移可判断分子中存在质子的类型(如:-CH3,-CH2-,CH、=CH、Ar-H、-OH、-CHO、…)及质子的化学环境和磁环境。
==2)==从积分值可以确定每种基团中质子的相对数目。
==3)==从偶合裂分情况可判断质子与质子之间的关系。

2.碳核磁共振谱(13C-NMR)

目前常规的13CNMR谱采用全氢去偶脉冲序列而测定的全氢去偶谱,该谱图较氢偶合谱不但被检测灵敏度大大提高,一般情况下每个碳原子对应一个谱峰,谱图相对简化便于解析。

13C-NMR谱与1H-NMR谱相比,最大的优点是化学位移分布范围宽,一般有机化合物化学位移范围可达0-200ppm,相对不太复杂的不对称分子,常可检测到每个碳原子的吸收峰(包括季碳),从而得到丰富的碳骨架信息,对于含碳加较多的有机化合物,具有很好的鉴定意义。

本实验以聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯(PEO20-PPO70-PEO20,P123)嵌段共聚物为例,进行核磁共振1H-NMR谱、13C-NMR谱的测定和解析。
并介绍AVANCE-600MHz超导核磁共振波谱仪的构造及工作原理;DEPT、HHCOSY、NOESY、HMQC、HMBC等核磁共振谱所给出的结构信息及在有机化合物结构鉴定中的应用。

(二)实验目的与要求

==1.==掌握有机化合物的1H-NMR谱测定技术。
==2.==熟悉并掌握及1H-NMR谱的解析方法及在有机化合物结构鉴定中的应用。
==3.==核磁共振谱所给出的结构信息及在有机化合物结构鉴定中的应用。
==4.==了解核磁共振波谱仪的构造及工作原理。

(三)实验方法

【实验原理】
在红外光谱图的基础上,测定未知化合物的核磁共振波谱,并对其进行解析,确定未知物的化学结构。

将样品1溶于氘代氯仿中,以TMS为内标测试其1H-NMR谱图,并进行解析;
将样品2溶于氘代二甲基亚砜,以TMS为内标测试其1H-NMR谱图,并进行解析。

【仪器与试药】
==1.==仪器 Varian-400MHz核磁共振波谱仪
==2.==样品:聚合物1,聚合物2
==3.==溶剂: 氘代氯仿和氘代二甲基亚砜DMSO-d6(含0.1%内标物TMS

【实验步骤】
==1.==介绍A Varian-400MHz核磁共振波谱仪的构造及工作原理
==2.==试样的制备:将约5mg样品1溶解在0.5ml 氘代氯仿溶剂中制成溶液,装于5mm样品管中待测定;将约5mg样品2溶解在0.5ml 氘代二甲基亚砜溶剂中制成溶液,装于5mm样品管中待测定。
==3.==测试步骤:
1H-NMR测试: 放置样品→匀场→建立新文件→设定
1H-NMR谱采样脉冲程序及参数→采样-设定谱图处理参数→处理谱图→绘图
==4.==谱图解析 :
1)聚合物1H-NMR的解析:统计未知聚合物的主要化学位移,结合红外光谱解析结果确定聚合物的结构。

(四)注意事项

==1.==严禁携带铁磁性物质如手表、手机、磁卡、钥匙、金属首饰等进入磁体周围5
高斯区域;带心脏起搏器和金属支架的病人不得进入核磁共振实验室。 ==2.==在更换样品时,得等待听到磁体中有气流声时才可放样,不要操之过急,以免样
品管跌碎在样品腔中损坏检测器(探头)。

(五)思考题

==1.==在1H-NMR中,影响化学位移的因素有哪些?