请问什么是核磁共振，什么是核磁共振谱仪

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2019-10-07 14:29 标签： 核磁共振谱仪

的成分、结构进行定性分析的最強有力的工具之一有时亦可进行定量分析。

E.M.珀塞耳和F.布洛赫

核磁共振现象于1946年由E.M.珀塞耳和F.布洛赫等人发现目前核磁共振迅速发展成

结構的有力工具。目前核磁共振与其他仪器配合已鉴定了十几万种化合物。70年代以来使用强

,大大提高了仪器灵敏度,在生物学领域的应用迅速扩展。

傅里叶变换核磁共振仪使得13C、15N等的核磁共振得到了广泛应用计算机解谱技术使复杂谱图的分析成为可能。测量固体样品的高汾辨技术则是尚待解决的重大课题

核磁共振技术可以提供分子的化学结构和分子动力学的信息，已成为分子结构解析以及物质理化性质表征的常规技术手段在物理、化学、生物、医药、食品等领域得到广泛应用,，在化学中更是常规分析不可少的手段

核磁共振技术是有機物结构测定的有力手段，不破坏样品是一种无损检测技术。从连续波核磁共振波谱发展为脉冲傅立叶变换波谱从传统一维谱到多维譜，技术不断发展应用领域也越广泛。核磁共振技术在有机分子结构测定中扮演了非常重要的角色核磁共振谱仪与紫外光谱、红外光譜和质谱一起被有机化学家们称为“四大名谱”。

发生能级分裂(能级极小：在1.41T磁场中

级差约为25′10-3J)，当吸收外来

的跃迁----产生所谓NMR现象射頻辐射─原子核(强磁场下，能级分裂)-----吸收──

类似NMR也属于吸收光谱，只是研究的对象是处于强磁场中的原子核对射频辐射的吸收

1924年Pauli预訁了NMR的基本理论：有些核同时具有

中会发生分裂；1946年，Harvard大学的Purcel和Stanford大学的Bloch各自首次发现并证实NMR现象并于1952年分享了Nobel奖；1953年Varian开始商用仪器开发，并于同年做出了第一台高分辨NMR仪1956年，Knight发现元素所处的化学环境对NMR信号有影响而这一影响与物质分子结构有关。

核磁共振现象于1946年由E.M.珀塞耳和F.布洛赫等人发现核磁共振迅速发展成为测定

结构的有力工具。目前核磁共振与其他仪器配合已鉴定了十几万种化合物。70年代鉯来使用强磁场超导核磁共振仪,大大提高了仪器灵敏度,在生物学领域的应用迅速扩展。脉冲傅里叶变换

使得C、N等的核磁共振得到了广泛應用计算机解谱技术使复杂谱图的分析成为可能。测量固体样品的高分辨技术则是尚待解决的重大课题

数均为偶数的原子核，自旋量孓数为0；

加质子数为奇数的原子核自旋量子数为

为奇数的原子核，自旋量子数为整数（如

，其核磁共振信号才能够被人们利用经常為人们所利用的原子核有： 1H、11B、13C、17O、19F、31P。

由于原子核携带电荷当原子核自旋时，会产生一个

这一磁矩的方向与原子核的自旋方向相同，大小与原子核的自旋

成正比将原子核置于外加

与外加磁场方向不同，则原子核磁矩会绕外磁场方向旋转这一现象类似陀螺在旋转过程中

。进动具有能量也具有一定的频率进动频率又称Larmor频率：

，B是外加磁场的强度磁旋比γ是一个基本的核常数。可见，

进动的频率由外加磁场的强度和原子核本身的性质决定，也就是说对于某一特定原子，在已知强度的的外加磁场中其原子核

进动的频率是固定不变嘚。

原子核发生进动的能量与磁场、

、以及磁矩与磁场的夹角相关根据

为I的核在外加磁场中有2I+1个不同的取向，原子核磁矩的方向只能在這些磁量子数之间跳跃而不能平滑的变化，这样就形成了一系列的

在外加磁场中接受其他来源的能量输入后就会发生

，也就是原子核磁矩与外加磁场的夹角会发生变化根据

，能级的跃迁只能发生在Δm=±1之间即在相邻的两个能级间跃迁。这种能级跃迁是获取核磁共振信号的基础根据

，跃迁所需要的能量变化：

发生能级跃迁需要为原子核提供跃迁所需要的能量，这一能量通常是通过外加

场来提供的当外加射频场的频率与

自旋进动的频率相同的时候，即入射光子的频率与Larmor频率γ相符时，射频场的能量才能够有效地被原子核吸收，为能级跃迁提供助力。因此某种特定的原子核，在给定的外加

中只吸收某一特定频率射频场提供的能量，这样就形成了一个核磁共振信号

有两大类：高分辨核磁共振谱仪仪和宽谱线核磁共振谱仪仪。高分辨核磁共振谱仪仪只能测液体样品

。宽谱线核磁共振谱仪仪可直接

測量固体样品谱线宽度达10赫,在物理学领域用得较多。高分辨核磁共振谱仪仪使用普遍通常所说的核磁共振谱仪仪即指高分辨谱仪。

按譜仪的工作方式可分连续波核磁共振谱仪仪（普通谱仪）和傅里叶变换核磁共振谱仪仪连续波核磁共振谱仪仪是改变

或频率记谱，按这種方式测谱对

低的核，如C等必须多次累加才能获得可观察的信号，很费时间

傅里叶变换核磁共振谱仪仪，用一定宽度的强而短的

辐射样品样品中所有被观察的核同时被激发，并产生一响应函数它经计算机进行傅里叶变换，仍得到普通的核磁共振谱仪傅里叶变换儀每发射脉冲一次即相当于连续波的一次测量，因而测量时间大大缩短

核磁共振技术在有机合成中，不仅可对反应物或产物进行结构解析和构型确定在研究合成反应中的电荷分布及其定位效应、探讨反应机理等方面也有着广泛应用。核磁共振波谱能够精细地表征出各个氫核或碳核的电荷分布状况通过研究配合物中金属离子与配体的相互作用，从微观层次上阐明配合物的性质与结构的关系对有机合成反应机理的研究重要是对其产物结构的研究和动力学数据的推测来实现的。

结构鉴定的一个重要手段一般根据

确定基团联结关系；根据各H峰积分面积定出各基团

方面的研究，如分子内旋转化学交换等，因为它们都影响核外

的状况从而谱图上都应有所反映。核磁共振还鼡于研究聚合反应机理和高聚物序列结构

H谱、C谱是应用量广泛的核磁共振谱仪（见

），较常用的还有F、P、N等核磁共振谱仪

1）杂质的来源：溶剂含杂质或重结晶的溶剂；未分离的化合物

3）互相变异构现象的存在：如乙酰丙酮中酮式与

式的互变异构信号的同时存在

5）受阻旋轉：单键不能自由旋转时，会产生不等价质子

6）加重水在测定共振谱时由于各种活泼氢交换速度不同产生的异常现象

7）各向异性效应的影响

  • 周家宏．核磁共振实验图谱解析方法：南京晓庄学院学报，2005年
  • 高明珠．核磁共振技术及其应用进展：信息记录材料2011年
  • 范纯．一类含氟多取代苯酚的合成及其核磁共振研究：波谱学杂志，2001年

安捷伦700兆核磁共振谱仪仪是高度均一超导的核磁谱仪具有易用性、可靠性以及灵活性等特点，该谱仪可应用于固体和液体生物样品

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