什么是化学位移,影响化学位移的因素有哪些 核磁共振波谱中,什么是化学位移

什么是化学位移?

化学位移(chemical shift)即是原子核如质子由于化学环境所引起的核磁共振信号位置的变化。

由于有机分子中各种质子受到不同程度的屏蔽效应,因此在核磁共振谱的不同位置上出现吸收峰。

待测物中加一标准物质(如TMS),分别测定待测物和标准物的吸收频率nx和ns,以下式来表示化学位移d:化学位移(d)=(信号位置-TMS峰的位置)X106/核磁共振所用仪器的频率MHz,用ppm单位表示化学位移与仪器的频率无关。

延伸阅读

为什么电子云密度小化学位移大?

因为化学位移取决于核外电子云密度,因此影响核外电子云密度的各种因素都对化学位移有影响,其中影响最大的因素是电负性和各向异性效应。

1、 电负性

电负性大的原子(或基团)吸电子的能力强,就会降低氢核外围的电子云密度,其屏蔽效应也随之降低,因此共振吸收峰移向低场,化学位移就会变大;若是电负性小的原子则相反;

影响化学位移的因素有哪些?

定义:由于有机分子中各种质子受到不同程度的屏蔽效应,因此在核磁共振谱的不同位置上出现吸收峰.

某一物质吸收峰的位置与标准质子吸收峰位置之间的差异称为该物质的化学位移(chemical shift),常以δ表示。

影响因素

内因:有吸电子基团的向低场移动(因为屏蔽作用减少,弛豫所需的外磁场强度可以不用很高);共轭效应的向低场移动(如苯环上的H向低场移动);还有就是各向异构引起的,比如苯环的上方空间(不是苯环上)的H向高产移动,三键的键方向的向高产移动,双建上方的H向高产移动。这些有机化学的课本上都有,注意分类,别弄混淆。

外因:溶剂,温度(低温的时候有的单峰肯能会列分成双峰,如DMF的)

重要性:

这是用来推测分子结构的重要参数.不同的官能团在相同的频率下对应的有不同的化学位移数,但是化学位移的差别约为百万分之十,精确测量十分困难,现采用相对数值.以四甲基硅(TMS)为标准物质,规定:它的化学位移为零,然后,根据其它吸收峰与零点的相对距离来确定它们的化学位移值.然后根据谱图便可以推测分子结构了.

化学位移大小排序?

以DeltaPPM为单位,COOCH2大于CH3-CO大于乙基中的CH3.它们的化学位移大约为:
4,2,1 左右.它们的化学位移取决于酯羰基的吸电子効应和O-C键上O的电负性的影响.
与O直接相连的CH2因O的电负性使该质子的化学位移向低场,依次是酯羰基的作用,最后是乙基中的CH3.

什么是化学位移和自旋裂分?

带有磁性的原子核在外磁场的作用下发生自旋能级分裂,当吸收外来电磁辐射时,将发生核自旋能级的跃迁,从而产生核磁共振现象。在有机化合物中,处在不同结构和位置上的各种氢核周围的电子云密度不同,导致共振频率有差异,即产生共振吸收峰的位移,称为化学位移。

自旋偶合裂分是在分子中,不仅核外的电子会对质子的共振吸收产生影响,邻近质子之间也会因互相之间的作用影响对方的的核磁共振吸收,引起共振谱线增多。这种相邻原子核之间的相互作用称为自旋偶合。因自旋偶合而引起的谱线增多现象称为自旋裂分。在外磁场H0的作用下,自旋的质子产生一个小的磁矩(磁场强度为H1),通过成键价电子的传递,对邻近的质子产生影响。

化学位移是频率吗?

核磁共振中,化学位移本身是有单位的,其单位是Hz,之所以最终没有单位,是因为我们常说的化学位移指的是化学相对位移. 打个比方,当使用200MHz的NMR时,某个位移值为200Hz,这时就采用相对位移,用200Hz去除以200MHz,得到的是百万分之一,也就是1ppm;之所以这么表示是因为,位移值会随着机器的不同而改变,例如刚才的例子,在400MHz的NMR下,位移值是400Hz,只是相对位移不变,仍然是1ppm;

化学位移有什么用?

化学位移是磁共振成像中很多成像序列的基础。化学位移即同磁性原子核在不同的分子结构里面,在接受同样成像作用下即外加磁场,但原子核接受的磁场强度不一样。

尽管是同磁性原子核,如氢原子,在水里面和在脂肪分子里面的进动频率不一样。利用化学位移的原理,相对做了很多影像成像技术,如脂肪饱和技术和水抑制技术。

利用化学位移的原理还可以做功能成像的MRS,即波谱成像,其实是用化学位移的原理来采集同磁性原子核的不同进动频率的差异来成像。

化学位移的概念及表示方法?

化学位移的单位怎么是ppm的原因是:ppm的意思是百万分之一。而化学位移,其实是一个相对位移。比如当使用200MHz的NMR时,某个位移值为200Hz,这时就采用相对位移,用200Hz去除以200MHz,得到的相对位移是百万分之一,也就是1ppm。化学位移的定义:用核磁共振仪可以记录到有关信号,处在不同化学环境中的氢原子因产生共振时吸收电磁波的频率不同,在谱图上出现的位置也不同,各类氢原子的这种差异被称为化学位移。其计算公式为:

化学位移的正确方法?

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,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)

什么是化学位移?影响化学位移的因素有哪些?

化学位移是NMR(核磁共振波谱)的术语。 表征在不同化学环境下的不同 H-1, C-13, P-31, N-15等元素在波谱上出现的位置。

就外部因素来说, 氘代溶剂对化学位移有一定影响, 如用氘代氯仿和氘代DMSO会导致同一H或C 的化学位移有变化, 但不是很大。

影响化学位移的主要因素是所测元素周围的化学环境。 例如烯烃上的H或C的化学位移比饱和烷烃的H或C的化学位移要大的多, 即在低场出现。

更具体和详细的内容请参考有关的波谱专著。

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