《核磁共振H谱》PPT课件

第第3 3章章核磁共振核磁共振氢谱氢谱一、概述二基本原理三、核磁共振氢谱的主要参数四、氢谱在结构解析中的应用授课人：韦国兵授课人：韦国兵2024/5/72024/5/7第第3 3章章核磁共振核磁共振氢谱氢谱一、概述授一、概述授课课人：人：韦韦国兵国兵2023/8/12023/8/11 12 2第第三三章章 核核磁磁共共振振氢氢谱谱本章学本章学习要求：要求：1 1 1 1了解了解了解了解发发生核磁共振的必要条件及其用于有生核磁共振的必要条件及其用于有生核磁共振的必要条件及其用于有生核磁共振的必要条件及其用于有机化合物机化合物机化合物机化合物结结构构构构测测定的基本原理。定的基本原理。定的基本原理。定的基本原理。2 2 2 2了解核的能了解核的能了解核的能了解核的能级级迁与迁与迁与迁与电电子屏蔽效子屏蔽效子屏蔽效子屏蔽效应应的关系以的关系以的关系以的关系以及哪些因素将影响化学位移，能根据化学位移及哪些因素将影响化学位移，能根据化学位移及哪些因素将影响化学位移，能根据化学位移及哪些因素将影响化学位移，能根据化学位移值值初步推初步推初步推初步推测氢测氢或碳核的或碳核的或碳核的或碳核的类类型。型。型。型。3 3 3 3能能能能够识别够识别磁不等同的磁不等同的磁不等同的磁不等同的氢氢或碳核，在或碳核，在或碳核，在或碳核，在1 1 1 1H-NMRH-NMRH-NMRH-NMR谱谱中能根据裂分情况及偶合常数大小中能根据裂分情况及偶合常数大小中能根据裂分情况及偶合常数大小中能根据裂分情况及偶合常数大小结结合化学位合化学位合化学位合化学位移判断低移判断低移判断低移判断低级级偶合中相偶合中相偶合中相偶合中相邻邻基基基基团团的的的的结结构特征，并能初构特征，并能初构特征，并能初构特征，并能初步步步步识别识别高高高高级级偶合系偶合系偶合系偶合系统统。2024/5/72024/5/72 2第三章第三章 核磁共振核磁共振氢谱氢谱本章学本章学习习要求：要求：2023/8/2023/8/2 23 3第第三三章章 核核磁磁共共振振氢氢谱谱 4 4 4 4了解脉冲傅里叶了解脉冲傅里叶了解脉冲傅里叶了解脉冲傅里叶变换变换核磁共振核磁共振核磁共振核磁共振(pulse pulse pulse pulse fourier transform NMRfourier transform NMRfourier transform NMRfourier transform NMR，简简称称称称PFTPFTPFTPFTNMR)NMR)NMR)NMR)测测定方法的原理，掌握常定方法的原理，掌握常定方法的原理，掌握常定方法的原理，掌握常见见13131313C C C CNMRNMRNMRNMR谱谱的的的的类类型及型及型及型及其特征。其特征。其特征。其特征。5 5 5 5了解了解了解了解1 1 1 1H-NMRH-NMRH-NMRH-NMR及及及及13131313C-NMRC-NMRC-NMRC-NMR的的的的测测定条件以及定条件以及定条件以及定条件以及简简化化化化图谱图谱的方法，并能的方法，并能的方法，并能的方法，并能综综合合合合应应用用用用谱图谱图提供的各种提供的各种提供的各种提供的各种信息初步推断化合物的正确信息初步推断化合物的正确信息初步推断化合物的正确信息初步推断化合物的正确结结构。构。构。构。2024/5/72024/5/73 3第三章第三章 核磁共振核磁共振氢谱氢谱44了解脉冲傅里叶了解脉冲傅里叶变换变换核磁共振核磁共振3 3核磁共振波谱法原理：核磁共振波谱法原理：原子核在强磁场中，吸收无线电波而产原子核在强磁场中，吸收无线电波而产生核自旋能级跃迁，导致核磁矩方向改生核自旋能级跃迁，导致核磁矩方向改变而产生感应电流，这种现象称为核磁变而产生感应电流，这种现象称为核磁共振。测定核磁共振时电流的变化信号共振。测定核磁共振时电流的变化信号就可以判断原子核的类型及所处的化学就可以判断原子核的类型及所处的化学环境，从而进行化合物的结构分析。环境，从而进行化合物的结构分析。概述概述2024/5/72024/5/7核磁共振波核磁共振波谱谱法原理：概述法原理：概述2023/8/12023/8/14 4 核磁共振谱核磁共振谱“NMR”NMR”是一种能谱。原子是一种能谱。原子核在磁场中产生能量裂分，形成能级，是核在磁场中产生能量裂分，形成能级，是核磁共振测定的基本依据。确切地说，核磁共振测定的基本依据。确切地说，在在一定频率的电磁波照射下，样品（特定结一定频率的电磁波照射下，样品（特定结构环境）中的原子核实现共振跃迁。扫描构环境）中的原子核实现共振跃迁。扫描并记录发生共振的信号位置、强度和形状，并记录发生共振的信号位置、强度和形状，便得到便得到NMRNMR谱。根据测定的图谱中峰位和峰谱。根据测定的图谱中峰位和峰形，可以判定有机药物分子中氢和碳所在形，可以判定有机药物分子中氢和碳所在基团的结构；根据峰强度，可以判定共振基团的结构；根据峰强度，可以判定共振核的数目核的数目。常用核磁共振仪的磁场强度为常用核磁共振仪的磁场强度为1.41.4特斯拉特斯拉16.316.3特斯拉，照射电磁波为特斯拉，照射电磁波为6060MHzMHz至至700700MHzMHz2024/5/72024/5/7核磁共振核磁共振谱谱“NMR”“NMR”是一种能是一种能谱谱。原子核在磁。原子核在磁场场中中产产生生5 5NMRNMR概念图概念图HH0 0 自旋核自旋核自旋核自旋核（I0I0）核磁矩核磁矩核磁矩核磁矩 外磁场外磁场外磁场外磁场HH0 0取向数；取向数；取向数；取向数；2 2I+1I+1磁量子数；磁量子数；磁量子数；磁量子数；m=m=1/21/2 进进进进=（/2/2 ）HH0 0修正：修正：修正：修正：进进进进=（/2/2 ）（1-1-）HH0 0能阶裂分和能阶裂分和能阶裂分和能阶裂分和HH0 0有关有关有关有关能阶跃迁能阶跃迁能阶跃迁能阶跃迁m=m=11m=+1/2m=+1/2 m=-1/2m=-1/2NN基基基基/N N激激激激相差相差相差相差1010ppmppm结构分析结构分析结构分析结构分析能量能量能量能量吸收吸收吸收吸收NMRNMRNMRNMR参数：参数：参数：参数：、J J J J、h h h h m=-1/2m=-1/2E=E=2 2 HH0 0HH0 0m=+1/2m=+1/2m=-1/2m=-1/2m=+1/2m=+1/2 E E2 2E E1 1 射频射频射频射频 射频射频射频射频=进进进进共振吸收共振吸收共振吸收共振吸收能阶跃迁能阶跃迁能阶跃迁能阶跃迁化学位移化学位移化学位移化学位移 H H H H积分高度积分高度积分高度积分高度 h h偶核常数偶核常数偶核常数偶核常数J J J J2024/5/72024/5/7NMR NMR概念概念图图H0 H0自旋核外磁自旋核外磁场场H0 H0能能阶阶裂分和裂分和H0 H0有关有关m=-m=-6 6 波谱分析波谱分析 第第3 3章章 核磁共振核磁共振核磁共振核磁共振HH谱谱PPTPPT课课件件7 7核磁共振核磁共振HH谱谱PPTPPT课课件件8 8核磁共振仪示意图解释核磁共振仪示意图解释核磁共振仪示意图解释核磁共振仪示意图解释 照射的无线电波照射的无线电波照射的无线电波照射的无线电波(射频波射频波射频波射频波)是由照射频率发生是由照射频率发生是由照射频率发生是由照射频率发生器产生，通过照射线圈器产生，通过照射线圈器产生，通过照射线圈器产生，通过照射线圈R R R R作用于样品上。样品溶液作用于样品上。样品溶液作用于样品上。样品溶液作用于样品上。样品溶液装在样品管中插入磁场，样品管匀速旋转以保障装在样品管中插入磁场，样品管匀速旋转以保障装在样品管中插入磁场，样品管匀速旋转以保障装在样品管中插入磁场，样品管匀速旋转以保障所受磁场的均匀性。用扫场线圈调节外加磁场强度所受磁场的均匀性。用扫场线圈调节外加磁场强度所受磁场的均匀性。用扫场线圈调节外加磁场强度所受磁场的均匀性。用扫场线圈调节外加磁场强度，若满足某种化学环境的原子核的共振条件时，若满足某种化学环境的原子核的共振条件时，若满足某种化学环境的原子核的共振条件时，若满足某种化学环境的原子核的共振条件时，则该核发生能级跃迁，核磁矩方向改变，在接收则该核发生能级跃迁，核磁矩方向改变，在接收则该核发生能级跃迁，核磁矩方向改变，在接收则该核发生能级跃迁，核磁矩方向改变，在接收线圈线圈线圈线圈D D D D中产生感应电流中产生感应电流中产生感应电流中产生感应电流(不共振时无电流不共振时无电流不共振时无电流不共振时无电流)。感应电。感应电。感应电。感应电流被放大、记录，即得流被放大、记录，即得流被放大、记录，即得流被放大、记录，即得NMRNMRNMRNMR信号。若依次改变磁场信号。若依次改变磁场信号。若依次改变磁场信号。若依次改变磁场强度，满足不同化学环境核的共振条件，则获得核强度，满足不同化学环境核的共振条件，则获得核强度，满足不同化学环境核的共振条件，则获得核强度，满足不同化学环境核的共振条件，则获得核磁共振谱。磁共振谱。磁共振谱。磁共振谱。2024/5/72024/5/7核磁共振核磁共振仪仪示意示意图图解解释释2023/8/12023/8/19 9核磁共振核磁共振氢谱图示示C6 6H5 5CH2 2CH3 3C6 6H5 5CH2 2CH3 32024/5/72024/5/7 核磁共振核磁共振氢谱图氢谱图示示C6H5CH2CH3C6H5CH2CH3C6H5CH2CH3C6H5CH2CH31010核磁共振皮谱与紫外核磁共振皮谱与紫外-可见光谱可见光谱及红外光谱的区别及红外光谱的区别照射频率不同而引起的跃迁类型不同照射频率不同而引起的跃迁类型不同紫外紫外-可见可见 200-700 200-700nm nm 价电子能级跃迁价电子能级跃迁红外红外 2.5-50 2.5-50m m 分子振动分子振动-转动能级跃迁转动能级跃迁核磁共振核磁共振 60 60-300-300m m 原子核自旋能级跃原子核自旋能级跃迁迁测定方法不同测定方法不同紫外、红外紫外、红外 不同波长的透光率不同波长的透光率核磁共振核磁共振 共振时感应电流强度共振时感应电流强度2024/5/72024/5/7核磁共振皮核磁共振皮谱谱与紫外与紫外-可可见见光光谱谱及及红红外光外光谱谱的区的区别别照射照射频频率不同而率不同而1111核磁共振波谱法的发展简史核磁共振波谱法的发展简史19461946年发现核磁共振现象年发现核磁共振现象-是由哈佛大学的是由哈佛大学的PurcellPurcell与斯坦福大学的与斯坦福大学的BlochBloch等人在等人在19461946年发现的，为此，年发现的，为此，于于19521952年获诺贝尔奖。年获诺贝尔奖。19531953年出现了第一台年出现了第一台3030MHzMHz连续波核磁共振波谱仪连续波核磁共振波谱仪19581958年出现了年出现了6060MHzMHz仪器，而使仪器，而使1 1H-NMRH-NMR、19F-NMR19F-NMR及及3131P-NMRP-NMR得到迅速发展。得到迅速发展。6060年代年代PFT-NMRPFT-NMR问世（问世（1313C C、1515N N）6060年代相继出现脉年代相继出现脉冲冲FourierFourier变换变换NMRNMR，(PFT-NMR(PFT-NMR或简称或简称FT-NMR)FT-NMR)技术。技术。使天然丰度很低的使天然丰度很低的,13,13C C及及1515N N等的等的NMRNMR信号直接的测信号直接的测定成为可能。定成为可能。2024/5/72024/5/7核磁共振波核磁共振波谱谱法的法的发发展展简简史史1946 1946年年发现发现核磁共振核磁共振现现象象-是由哈佛是由哈佛1212核磁共振谱的应用极为广泛。可概核磁共振谱的应用极为广泛。可概核磁共振谱的应用极为广泛。可概核磁共振谱的应用极为广泛。可概括为测定结构；物理化学括为测定结构；物理化学括为测定结构；物理化学括为测定结构；物理化学 研究，生研究，生研究，生研究，生物活性测定，药理研究以及物质的物活性测定，药理研究以及物质的物活性测定，药理研究以及物质的物活性测定，药理研究以及物质的定性与定量等方面。定性与定量等方面。定性与定量等方面。定性与定量等方面。核磁共振波谱法的应用核磁共振波谱法的应用2024/5/72024/5/7核磁共振核磁共振谱谱的的应应用极用极为为广泛。可概括广泛。可概括为测为测定定结结构；物理化学构；物理化学 研究，研究，13131 1 1 1在有机物结构研究方面在有机物结构研究方面在有机物结构研究方面在有机物结构研究方面 可测定化学结构及立体可测定化学结构及立体可测定化学结构及立体可测定化学结构及立体结构结构结构结构(构型；构象构型；构象构型；构象构型；构象)、研究互变异构现象等，是有机、研究互变异构现象等，是有机、研究互变异构现象等，是有机、研究互变异构现象等，是有机化合物结构测定最重要的手段之一。化合物结构测定最重要的手段之一。化合物结构测定最重要的手段之一。化合物结构测定最重要的手段之一。质子核磁共振谱质子核磁共振谱质子核磁共振谱质子核磁共振谱(proton magnetic resonance proton magnetic resonance proton magnetic resonance proton magnetic resonance spectrumspectrumspectrumspectrum，PMR)PMR)PMR)PMR)或称氢核共振谱简称氢谱或称氢核共振谱简称氢谱或称氢核共振谱简称氢谱或称氢核共振谱简称氢谱(1(1(1(1H-NMR)H-NMR)H-NMR)H-NMR)，主要可给出三方面结构信息，主要可给出三方面结构信息，主要可给出三方面结构信息，主要可给出三方面结构信息，质子类型质子类型质子类型质子类型(一一一一CHCHCHCH3 3 3 3、一一一一CHCHCHCH2 2 2 2一、一一、一一、一一、一CH =CHCH =CHCH =CHCH =CH、CHCHCHCH、Ar-HAr-HAr-HAr-H、-OH-OH-OH-OH、-CHO)-CHO)-CHO)-CHO)及质子的化学环境；及质子的化学环境；及质子的化学环境；及质子的化学环境；氢分布，氢分布，氢分布，氢分布，核间关系。核间关系。核间关系。核间关系。2024/5/72024/5/71 1在有机物在有机物结结构研究方面构研究方面 可可测测定化学定化学结结构及立体构及立体2023/82023/81414缺点：缺点：不能给出不含氢基团，如羰基、氰不能给出不含氢基团，如羰基、氰 基等的核磁共振信号；基等的核磁共振信号；对于含碳较多的有机物对于含碳较多的有机物(如甾体等如甾体等)中化学环境相近似的烷氢，用氢谱中化学环境相近似的烷氢，用氢谱 常常难以鉴别；但氢谱仍然是目前常常难以鉴别；但氢谱仍然是目前 应用最普及的核磁共振谱。应用最普及的核磁共振谱。2024/5/72024/5/7缺点：缺点：2023/8/12023/8/11515碳碳碳碳1313核磁共振谱核磁共振谱核磁共振谱核磁共振谱(1313C-NMRspectrumC-NMRspectrum，1313CNMR)CNMR)，简称碳谱。碳谱弥补了氢谱的不足，简称碳谱。碳谱弥补了氢谱的不足，简称碳谱。碳谱弥补了氢谱的不足，简称碳谱。碳谱弥补了氢谱的不足，可给出丰富的碳骨架信息。特别对于含碳较多的可给出丰富的碳骨架信息。特别对于含碳较多的可给出丰富的碳骨架信息。特别对于含碳较多的可给出丰富的碳骨架信息。特别对于含碳较多的有机物，具有很好的鉴定意义。有机物，具有很好的鉴定意义。有机物，具有很好的鉴定意义。有机物，具有很好的鉴定意义。缺点缺点缺点缺点 峰面积与碳数一般不成比例关系，峰面积与碳数一般不成比例关系，峰面积与碳数一般不成比例关系，峰面积与碳数一般不成比例关系，因而氢谱因而氢谱因而氢谱因而氢谱和碳谱可互为补充。和碳谱可互为补充。和碳谱可互为补充。和碳谱可互为补充。氟与磷核磁共振用于鉴定，研究含氟及含磷化氟与磷核磁共振用于鉴定，研究含氟及含磷化氟与磷核磁共振用于鉴定，研究含氟及含磷化氟与磷核磁共振用于鉴定，研究含氟及含磷化合物，用途远不如氢谱及碳谱广泛。氮合物，用途远不如氢谱及碳谱广泛。氮合物，用途远不如氢谱及碳谱广泛。氮合物，用途远不如氢谱及碳谱广泛。氮1515NMRNMR(1515NNMR)NNMR)用于研究含氮有机物的结构信息，是用于研究含氮有机物的结构信息，是用于研究含氮有机物的结构信息，是用于研究含氮有机物的结构信息，是生命科学研究的有力工具。生命科学研究的有力工具。生命科学研究的有力工具。生命科学研究的有力工具。2024/5/72024/5/7碳碳13 13核磁共振核磁共振谱谱(13C-NMRspectrum(13C-NMRspectrum，1 116162 2物理化学研究方面物理化学研究方面 可以研究氢键、可以研究氢键、分子内旋转及测定反应速率常数等。分子内旋转及测定反应速率常数等。3 3在定量方面在定量方面 可以测定某些药物的含可以测定某些药物的含量及纯度检查。例如，英国药典量及纯度检查。例如，英国药典19881988年年版规定版规定 庆大霉素用庆大霉素用NMRNMR法法 测定测定a a、b b、c c型三者含量比（型三者含量比（8080版英国药典）版英国药典）。由于。由于仪器价格昂贵等因素的影响，它不是常仪器价格昂贵等因素的影响，它不是常用的定量方法，用的定量方法，2024/5/72024/5/72 2物理化学研究方面物理化学研究方面 可以研究可以研究氢键氢键、分子内旋、分子内旋转转及及测测定反定反应应速速17174.4.医疗与药理研究医疗与药理研究 由于核磁共振具有能由于核磁共振具有能深入物体内部，而不破坏样品的特点，因深入物体内部，而不破坏样品的特点，因而对活体动物、活体组织及生物化学药品而对活体动物、活体组织及生物化学药品也有广泛的应用。如酶活性、生物膜的分也有广泛的应用。如酶活性、生物膜的分子结构、癌组织与正常组织的鉴别、药物子结构、癌组织与正常组织的鉴别、药物与受体间的作用机制等。近年来，国内外与受体间的作用机制等。近年来，国内外不少大医院已配备核磁共振成像仪，用于不少大医院已配备核磁共振成像仪，用于人体疾病的诊断。人体疾病的诊断。2024/5/72024/5/74.4.医医疗疗与与药药理研究理研究 由于核磁共振具有能深入物体内部，而不破由于核磁共振具有能深入物体内部，而不破1818第一节第一节基础原理基础原理核磁共振的基本原理核磁共振的基本原理产生核磁共振的必要产生核磁共振的必要条件条件核的能级跃迁核的能级跃迁仪器的结构仪器的结构2024/5/72024/5/7第一第一节节基基础础原理原理2023/8/12023/8/11919一、核磁共振的基本原理核磁共振的自旋与自旋角动量、核磁炬及磁旋比磁性原子核在外加磁场中的行为特性2024/5/72024/5/7一、核磁共振的基本原理核磁共振的自旋与自旋角一、核磁共振的基本原理核磁共振的自旋与自旋角动动量、核磁炬及磁量、核磁炬及磁20201.1核磁共振的自旋与自旋角动量、核磁共振的自旋与自旋角动量、核磁炬及磁旋比核磁炬及磁旋比核磁共振波谱法原理：核磁共振波谱法原理：原子核在强磁场中，吸收无线电波而产原子核在强磁场中，吸收无线电波而产生核自旋能级跃迁，导致核磁矩方向改生核自旋能级跃迁，导致核磁矩方向改变而产生感应电流，这种现象称为核磁变而产生感应电流，这种现象称为核磁共振。测定核磁共振时电流的变化信号共振。测定核磁共振时电流的变化信号就可以判断原子核的类型及所处的化学就可以判断原子核的类型及所处的化学环境，从而进行化合物的结构分析。环境，从而进行化合物的结构分析。2024/5/72024/5/71.11.1核磁共振的自旋与自旋角核磁共振的自旋与自旋角动动量、核磁炬及磁旋比量、核磁炬及磁旋比核磁共振核磁共振212122221.1.核磁共振的核磁共振的基本原理：基本原理：核的自旋与核磁矩核的自旋与核磁矩核的自旋与核磁矩核的自旋与核磁矩 第一节第一节基础原理基础原理（核磁距核磁距）=（磁旋比）（磁旋比）P P（自旋角（自旋角动动量）量）2024/5/72024/5/7221.221.核磁共振的基本原理：核的自旋与核磁矩核磁共振的基本原理：核的自旋与核磁矩 第一第一节节基基22222024/5/72024/5/72023/8/12023/8/123232424第一节第一节基础原理基础原理核能自旋，从运动学概念因而具有核能自旋，从运动学概念因而具有自旋角动自旋角动量量(spin angular momentum)spin angular momentum)。由于核是带电粒由于核是带电粒子，从电学概念故自旋同时将产生子，从电学概念故自旋同时将产生核磁矩核磁矩(magnetic momentmagnetic moment，)。核磁矩与角动量都是矢。核磁矩与角动量都是矢量。量。核的自旋角动量核的自旋角动量(P)P)是量子化是量子化的，可以用核的，可以用核的自旋量子数的自旋量子数(spin quantum numbers)spin quantum numbers)或简称自或简称自旋旋I I来表示。来表示。核磁矩也是量子化核磁矩也是量子化的，用的，用 表示。表示。2024/5/72024/5/72424第一第一节节基基础础原理核能自旋，从运原理核能自旋，从运动动学概念因而具有自旋角学概念因而具有自旋角24242525是否所有原子核都产生磁矩？是否所有原子核都产生磁矩？P P自旋角动量；自旋角动量；自旋角动量；自旋角动量；h h h h 普郎克常数；普郎克常数；普郎克常数；普郎克常数；I I I I 自旋量子数自旋量子数自旋量子数自旋量子数 核磁矩；核磁矩；核磁矩；核磁矩；磁旋比磁旋比磁旋比磁旋比结论结论：I I I I0 0 0 0的原子核是没有自旋角的原子核是没有自旋角的原子核是没有自旋角的原子核是没有自旋角动动量的量的量的量的,也就不也就不也就不也就不具有磁性，因此只有具有磁性，因此只有具有磁性，因此只有具有磁性，因此只有I I I I0 0 0 0的核才成的核才成的核才成的核才成为为核磁共振研究核磁共振研究核磁共振研究核磁共振研究的的的的对对象。象。象。象。2024/5/72024/5/72525是否所有原子核都是否所有原子核都产产生磁矩？生磁矩？P P自旋角自旋角动动量；量；hh普郎克常数；普郎克常数；25252626第第三三章章 核核磁磁共共振振氢氢谱谱2024/5/72024/5/72626第三章第三章 核磁共振核磁共振氢谱氢谱2023/8/12023/8/126262727现阶段具有研究意义的原子I=1/2（1H、13C、19F、31P、15N）具有均匀的球形电荷分布，核磁共振的谱线加窄，有利于检测。其中1H、13C为有机化合物中常见元素，故为常见核磁共振谱。I1（11B、79Br、33S、2H、14N）具有非球形电荷分布，有电四极矩，核磁共振的谱线加宽，不利于检测。2024/5/72024/5/72727现阶现阶段具有研究意段具有研究意义义的原子的原子I=1/2I=1/2（1H 1H、13C13C、191927272828第第三三章章 核核磁磁共共振振氢氢谱谱第一节、基础原理第一节、基础原理二）磁性原子核在外加磁场中的行为特性二）磁性原子核在外加磁场中的行为特性原子核在强磁场中，吸收无线电波而产原子核在强磁场中，吸收无线电波而产生核自旋能级跃迁，导致核磁矩方向改变而产生核自旋能级跃迁，导致核磁矩方向改变而产生感应电流，这种现象称为核磁共振。测定核生感应电流，这种现象称为核磁共振。测定核磁共振时电流的变化信号就可以判断原子核的磁共振时电流的变化信号就可以判断原子核的类型及所处的化学环境，从而进行化合物的结类型及所处的化学环境，从而进行化合物的结构分析。构分析。2024/5/72024/5/72828第三章第三章 核磁共振核磁共振氢谱氢谱第一第一节节、基、基础础原理二）磁性原子核在外加原理二）磁性原子核在外加2828n n根据磁核的自旋量子数根据磁核的自旋量子数I I，可以把磁核分可以把磁核分成两大类。一类是成两大类。一类是I I1/21/2的磁核；而另一的磁核；而另一类则是类则是I I1/21/2的磁核。然而目前只有的磁核。然而目前只有I I1/21/2的一些磁核的共振信号有实际用途，的一些磁核的共振信号有实际用途，其中最常见的有其中最常见的有1 1H H、1919F F、1313C C、3131P P、1515N N等磁等磁核。一般条件下，只有核。一般条件下，只有1 1H H和和1919F F的的NMRNMR信号容信号容易得到，因为它们的自然丰度和灵敏度都易得到，因为它们的自然丰度和灵敏度都很高，而且很高，而且1 1H H又是有机药物的重要元素之又是有机药物的重要元素之一。一。2024/5/72024/5/7根据磁核的自旋量子数根据磁核的自旋量子数I I，可以把磁核分成两大，可以把磁核分成两大类类。一。一类类是是I I1/1/29293030第第三三章章 核核磁磁共共振振氢氢谱谱核磁共振核磁共振氢谱图示示C6 6H5 5CH2 2CH3 3C6 6H5 5CH2 2CH3 32024/5/72024/5/73030第三章第三章 核磁共振核磁共振氢谱氢谱 核磁共振核磁共振氢谱图氢谱图示示C6H5CH2CC6H5CH2C30301、核的自旋取向、自旋取向数、能级状态、核的自旋取向、自旋取向数、能级状态磁量子数磁量子数m=I，I-1，I-2，-I+1，-Im=+1/2m=+1/2m=m=1/21/2 z zm=+1m=+1m=m=1 1 z zm=0m=0I=I=1I=I=1核磁矩排列取向数：核磁矩排列取向数：2I+1个个2024/5/72024/5/71 1、核的自旋取向、自旋取向数、能、核的自旋取向、自旋取向数、能级级状状态态磁量子数磁量子数m=I m=I，I-1 I-131313232第第三三章章 核核磁磁共共振振氢氢谱谱核磁矩在外磁核磁矩在外磁核磁矩在外磁核磁矩在外磁场场空空空空间间的取向不是任意的，是量的取向不是任意的，是量的取向不是任意的，是量的取向不是任意的，是量子化的。子化的。子化的。子化的。这这种种种种现现象称象称象称象称为为空空空空间间量子化。不同取向量子化。不同取向量子化。不同取向量子化。不同取向的核磁矩在磁的核磁矩在磁的核磁矩在磁的核磁矩在磁场场方向方向方向方向z z z z轴轴上的分量取决于角上的分量取决于角上的分量取决于角上的分量取决于角动动量量量量在在在在z z z z轴轴上的分量上的分量上的分量上的分量(Pz,Pz=h.m/2Pz,Pz=h.m/2Pz,Pz=h.m/2Pz,Pz=h.m/2 )，即与当磁量即与当磁量即与当磁量即与当磁量子数子数子数子数m m m m 有不同的取有不同的取有不同的取有不同的取值时值时，角，角，角，角动动量在量在量在量在z z z z轴轴上的分量上的分量上的分量上的分量PzPzPzPz有不同的取有不同的取有不同的取有不同的取值值，致使核磁矩有不同的空，致使核磁矩有不同的空，致使核磁矩有不同的空，致使核磁矩有不同的空间间排排排排列列列列2024/5/72024/5/73232第三章第三章 核磁共振核磁共振氢谱氢谱核磁矩在外磁核磁矩在外磁场场空空间间的取向不是任意的，的取向不是任意的，32323333第第三三章章 核核磁磁共共振振氢氢谱谱物理意物理意义：当磁量子数：当磁量子数m m 有不同的有不同的取取值时，核磁矩有不同的空，核磁矩有不同的空间排列，排列，各种空各种空间排列的核磁矩大小不同，排列的核磁矩大小不同，其能量也不相同。其能量也不相同。核磁距：核磁距：2024/5/72024/5/73333第三章第三章 核磁共振核磁共振氢谱氢谱物理意物理意义义：当磁量子数：当磁量子数mm有不同的取有不同的取值值33333434第第三三章章 核核磁磁共共振振氢氢谱谱能级分裂能级分裂高磁高磁场强度度仪器中的器中的EE较大，可大，可获得比低得比低磁磁场强度度仪器更清晰的器更清晰的核磁共振核磁共振谱。m=m=1/21/2m=1/2m=1/2EEHH0 0=0=0E E00HH0 02024/5/72024/5/73434第三章第三章 核磁共振核磁共振氢谱氢谱能能级级分裂高磁分裂高磁场场强强度度仪仪器中的器中的E E较较大，大，3434E1 1=H00E2 2=+H0 0E=E2 2-E1=1=2 H0 0上式表明；核上式表明；核上式表明；核上式表明；核(1H(1H及及及及1313C)C)由低能级向高能级跃迁时由低能级向高能级跃迁时由低能级向高能级跃迁时由低能级向高能级跃迁时需要的能量需要的能量需要的能量需要的能量(E)与外加磁场强度与外加磁场强度与外加磁场强度与外加磁场强度(HH0 0)及核磁矩及核磁矩及核磁矩及核磁矩()成正比。显然，随着成正比。显然，随着成正比。显然，随着成正比。显然，随着HH0 0增大，发生核跃迁时需要的增大，发生核跃迁时需要的增大，发生核跃迁时需要的增大，发生核跃迁时需要的能量也相应增大；反之，则相应减小。能量也相应增大；反之，则相应减小。能量也相应增大；反之，则相应减小。能量也相应增大；反之，则相应减小。2024/5/72024/5/7E1=E1=H0H035353636第第三三章章 核核磁磁共共振振氢氢谱谱2、核在能级间的定向分布及核跃迁、核在能级间的定向分布及核跃迁通常在热力学平衡条件下，自旋核在两个能级通常在热力学平衡条件下，自旋核在两个能级间的定向分布数目遵从间的定向分布数目遵从BoltzmannBoltzmann分配定律，即低能分配定律，即低能态核的数目比高能态的数目稍多一些（仅百万分之态核的数目比高能态的数目稍多一些（仅百万分之几）。几）。氢氢核的核的核的核的n n+/n/n-=1.0000099=1.0000099在一定条件下，低能态的核能吸收外部能量从在一定条件下，低能态的核能吸收外部能量从低能态跃迁到高能态，并给出相应的吸收信号。低能态跃迁到高能态，并给出相应的吸收信号。2024/5/72024/5/73636第三章第三章 核磁共振核磁共振氢谱氢谱2 2、核在能、核在能级间级间的定向分布及核的定向分布及核跃跃迁通常迁通常36363737第第三三章章 核核磁磁共共振振氢氢谱谱3、饱和和弛豫、饱和和弛豫低能态的核吸收能量自低能态跃迁到高能态，能低能态的核吸收能量自低能态跃迁到高能态，能量将不再吸收。与此相应，作为核磁共振的信号量将不再吸收。与此相应，作为核磁共振的信号也将逐渐减退，直至完全消失。此种状态称作也将逐渐减退，直至完全消失。此种状态称作“饱和饱和饱和饱和”状态。状态。在核磁共振条件下，在低能态的核通过吸收能量在核磁共振条件下，在低能态的核通过吸收能量向高能态跃迁的同时，高能态的核也通过以非辐向高能态跃迁的同时，高能态的核也通过以非辐射的方式将能量释放到周围环境中由高能态回到射的方式将能量释放到周围环境中由高能态回到低能态，从而保持低能态，从而保持BoltzmanBoltzman分布的热平衡状态。这分布的热平衡状态。这种通过无辐射的释放能量途径核由高能态回到低种通过无辐射的释放能量途径核由高能态回到低能态的过程称作能态的过程称作“弛豫弛豫弛豫弛豫”。2024/5/72024/5/73737第三章第三章 核磁共振核磁共振氢谱氢谱3 3、饱饱和和弛豫低能和和弛豫低能态态的核吸收能量自低的核吸收能量自低3737弛豫过程弛豫过程弛豫过程：激发核通过非辐途径损失能激发核通过非辐途径损失能量而恢复至基态的过程。弛豫是维持连量而恢复至基态的过程。弛豫是维持连续共振信号的必要条件续共振信号的必要条件饱和：若无弛豫过程，高、低能级的粒饱和：若无弛豫过程，高、低能级的粒子数很快就能相等，将不再有核磁共振子数很快就能相等，将不再有核磁共振信号，该现象为饱和。信号，该现象为饱和。2024/5/72024/5/7弛豫弛豫过过程弛豫程弛豫过过程：激程：激发发核通核通过过非非辐辐途径途径损损失能量而恢复至基失能量而恢复至基态态的的过过38382024/5/72024/5/72023/8/12023/8/13939弛豫过程与饱和所有的吸收光谱、波谱具有共性。当电磁波量所有的吸收光谱、波谱具有共性。当电磁波量子能量与样品分子量能级差相等，样品吸收电子能量与样品分子量能级差相等，样品吸收电磁波量子，从低能级跃迁到高能级。同样在此磁波量子，从低能级跃迁到高能级。同样在此频率的电磁波作用下，样品分子也能从高能级频率的电磁波作用下，样品分子也能从高能级回到低能级，放出该频率的电磁波量子。量过回到低能级，放出该频率的电磁波量子。量过程是相反的。因波尔慈曼分布，低能级粒子多程是相反的。因波尔慈曼分布，低能级粒子多于高能级粒子，二发生量过程的几率是相同的，于高能级粒子，二发生量过程的几率是相同的，因此课观察到净吸收。但要观察到电磁波量子因此课观察到净吸收。但要观察到电磁波量子的吸收，必须低能级粒子多于高能级粒子（能的吸收，必须低能级粒子多于高能级粒子（能级上的粒子数又称布居数）级上的粒子数又称布居数）2024/5/72024/5/7弛豫弛豫过过程与程与饱饱和所有的吸收光和所有的吸收光谱谱、波、波谱谱具有共性。当具有共性。当电电磁波量子能量磁波量子能量4040弛豫过程高能级粒子可以通过自发辐射回到低能级，但自发辐射的几率与量能级间的能量差成正比自发辐射的几率与量能级间的能量差成正比。一般的吸收光谱，自发辐射能维持光谱的连续产生，保持低能级粒子多于高能级粒子，低能级粒子多于高能级粒子，但在核磁共振中，E非常小，自发辐射的几率实际为0.因此若要能在一定时间内持续检测到核磁共振信号，必须有某种过程使原子核能回到低能级，以保持低能级粒子数略大于高能级粒子数。该过程就是弛豫过程该过程就是弛豫过程。2024/5/72024/5/7弛豫弛豫过过程高能程高能级级粒子可以通粒子可以通过过自自发辐发辐射回到低能射回到低能级级，但自，但自发辐发辐射的几射的几41414 4、原子核的进动、原子核的进动自旋核形成的核磁矩可以看成是个小磁针，自旋核形成的核磁矩可以看成是个小磁针，当置于外加磁场中时，将被迫对外加磁场当置于外加磁场中时，将被迫对外加磁场自动取向、如果核磁矩与该外加磁场指向自动取向、如果核磁矩与该外加磁场指向成一夹角成一夹角()时，则在外加磁场的影响下，时，则在外加磁场的影响下，核磁矩将围绕外加磁场进行拉莫尔进动核磁矩将围绕外加磁场进行拉莫尔进动(或称拉莫尔回旋，或称拉莫尔回旋，Larmor precession)Larmor precession)，这恰与一个自旋的陀螺在与地球重力场这恰与一个自旋的陀螺在与地球重力场的重力线倾斜时作进动的情况相似，如图的重力线倾斜时作进动的情况相似，如图 所示。所示。2024/5/72024/5/74 4、原子核的、原子核的进动进动2023/8/12023/8/142424343第第三三章章 核核磁磁共共振振氢氢谱谱进动与进动频率进动与进动频率自旋轴自旋轴自旋轴自旋轴回旋轴回旋轴回旋轴回旋轴HH0 0外磁外磁场H H0 0越越强，进动频率越大。率越大。1H：r=2.67519108/TS13C：r=6.72615107/TS2024/5/72024/5/74343第三章第三章 核磁共振核磁共振氢谱进动氢谱进动与与进动频进动频率自旋率自旋轴轴回旋回旋轴轴H0 H0外磁外磁场场43432024/5/72024/5/72023/8/12023/8/144444545第第三三章章 核核磁磁共共振振氢氢谱谱2024/5/72024/5/74545第三章第三章 核磁共振核磁共振氢谱氢谱2023/8/12023/8/145454646第第三三章章 核核磁磁共共振振氢氢谱谱二、产生核磁共振的必要条件二、产生核磁共振的必要条件照射频率等于核进动频率照射频率等于核进动频率跃迁只能迁只能发生在两个相生在两个相邻能能级间2024/5/72024/5/74646第三章第三章 核磁共振核磁共振氢谱氢谱二、二、产产生核磁共振的必要条件照射生核磁共振的必要条件照射频频率等率等46462024/5/72024/5/72023/8/12023/8/147474848第第三三章章 核核磁磁共共振振氢氢谱谱因因因因 与与与与h h h h均均均均为为常数，故常数，故常数，故常数，故实现实现NMRNMRNMRNMR有下列两种方法：有下列两种方法：有下列两种方法：有下列两种方法：(1)(1)(1)(1)固定外加磁固定外加磁固定外加磁固定外加磁场强场强度度度度H H H H0 0 0 0 ，逐逐逐逐渐渐改改改改变变照射体系用的照射体系用的照射体系用的照射体系用的电电磁磁磁磁辐辐射射射射频频率率率率()，简简称称称称扫频扫频(frequency sweep)frequency sweep)frequency sweep)frequency sweep)；(2)(2)(2)(2)固定照射固定照射固定照射固定照射频频率率率率 ，逐，逐，逐，逐渐渐改改改改变变磁磁磁磁场强场强度，度，度，度，简简称称称称扫场扫场(field sweep)field sweep)field sweep)field sweep)。通常，在通常，在通常，在通常，在实验实验条件下多采用条件下多采用条件下多采用条件下多采用(2)(2)(2)(2)法。法。法。法。2024/5/72024/5/74848第三章第三章 核磁共振核磁共振氢谱氢谱因因与与h h均均为为常数，故常数，故实现实现NMR NMR有下列有下列48484949第第三三章章 核核磁磁共共振振氢氢谱谱对不同种不同种类的核来的核来说，因核磁矩各异，故即，因核磁矩各异，故即使置于同一使置于同一强度的外加磁度的外加磁场中，中，发生共振生共振时需要的需要的照射照射频率也不同。率也不同。核磁矩核磁矩 1H2.79 13C0.70H0=2.35T1H核共振需要的射频为核共振需要的射频为100MHz，而而13C核共振则只需要核共振则只需要约约25MHz。因此，同一射频只能观测到一种核的信号，同理，若固因此，同一射频只能观测到一种核的信号，同理，若固定射频，则不同原子核的共振峰信号将会出现在不同强定射频，则不同原子核的共振峰信号将会出现在不同强度的磁场区域。两种信号均不存在相互混杂问题。度的磁场区域。两种信号均不存在相互混杂问题。2024/5/72024/5/74949第三章第三章 核磁共振核磁共振氢谱对氢谱对不同种不同种类类的核来的核来说说，因核磁矩各异，故，因核磁矩各异，故49495050第第三三章章 核核磁磁共共振振氢氢谱谱2024/5/72024/5/75050第三章第三章 核磁共振核磁共振氢谱氢谱2023/8/12023/8/150505151第第三三章章 核核磁磁共共振振氢氢谱谱三、核的能三、核的能级跃迁迁 由共振由共振由共振由共振频频率相等引出率相等引出率相等引出率相等引出结论结论：有机化合物中的同：有机化合物中的同：有机化合物中的同：有机化合物中的同一一一一类类磁性核种磁性核种磁性核种磁性核种(如如如如1 1 1 1H H H H核核核核)：不：不：不：不问问其所其所其所其所处处化学化学化学化学环环境如何，境如何，境如何，境如何，只要只要只要只要电电磁磁磁磁辐辐射的照射射的照射射的照射射的照射频频率相同，共振吸收蜂就均将率相同，共振吸收蜂就均将率相同，共振吸收蜂就均将率相同，共振吸收蜂就均将出出出出现现在同一在同一在同一在同一强强度的磁度的磁度的磁度的磁场场中。如果中。如果中。如果中。如果这样这样，那么，那么，那么，那么NMRNMRNMRNMR对对有机化学家来有机化学家来有机化学家来有机化学家来说说就毫无用就毫无用就毫无用就毫无用处处了。幸好，事了。幸好，事了。幸好，事了。幸好，事实实不是不是不是不是这这样样。2024/5/72024/5/75151第三章第三章 核磁共振核磁共振氢谱氢谱三、核的能三、核的能级跃级跃迁迁2023/8/12023/8/15151电子对核的磁屏蔽效应电子对核的磁屏蔽效应10 9.0 8.0 7.0 6.0 5.0 4.0 3.0 2.0 1.0 010 9.0 8.0 7.0 6.0 5.0 4.0 3.0 2.0 1.0 010 9.0 8.0 7.0 6.0 5.0 4.0 3.0 2.0 1.0 010 9.0 8.0 7.0 6.0 5.0 4.0 3.0 2.0 1.0 0ppm()ppm()ppm()ppm()高高高高频频低低低低频频H H H H0 0 0 0=1.4092T=1.4092T=1.4092T=1.4092TC C C C6 6 6 6H H H H5 5 5 560000438Hz60000438Hz60000438Hz60000438HzCHCHCHCH2 2 2 260000216Hz60000216Hz60000216Hz60000216HzCHCHCHCH3 3 3 360000126Hz60000126Hz60000126Hz60000126HzTMSTMSTMSTMS60MHz60MHz60MHz60MHz低低低低场场高高高高场场苯丙苯丙苯丙苯丙酮酮的核磁共振的核磁共振的核磁共振的核磁共振谱谱2024/5/72024/5/7电电子子对对核的磁屏蔽效核的磁屏蔽效应应109.08.07.109.08.07.52525353第第三三章章 核核磁磁共共振振氢氢谱谱屏蔽效应屏蔽效应(shieldingeffect)核外电子在与外加磁场垂直的平面上绕核核外电子在与外加磁场垂直的平面上绕核旋转同时将产生一个与外加磁场相对抗的旋转同时将产生一个与外加磁场相对抗的第二磁场。结果对氢核来说，等于增加了第二磁场。结果对氢核来说，等于增加了一个免受外加磁场影响的防御措施。这种一个免受外加磁场影响的防御措施。这种作用叫做电子的屏蔽效应作用叫做电子的屏蔽效应(shieldingeffect)。2024/5/72024/5/75353第三章第三章 核磁共振核磁共振氢谱氢谱屏蔽效屏蔽效应应(shieldingeff(shieldingeff53535454第第三三章章 核核磁磁共共振振氢氢谱谱HH0 0电子环流方向电子环流方向电子环流方向电子环流方向感应磁场方向感应磁场方向感应磁场方向感应磁场方向外磁场磁力线方向外磁场磁力线方向外磁场磁力线方向外磁场磁力线方向2024/5/72024/5/75454第三章第三章 核磁共振核磁共振氢谱氢谱H0 H0电电子子环环流方向感流方向感应应磁磁场场方向外磁方向外磁场场磁磁5454屏蔽效应屏蔽效应屏蔽效应屏蔽效应核外电子在与外加磁场垂直的平面上绕核旋转同时将产生一核外电子在与外加磁场垂直的平面上绕核旋转同时将产生一核外电子在与外加磁场垂直的平面上绕核旋转同时将产生一核外电子在与外加磁场垂直的平面上绕核旋转同时将产生一个与外加磁场相对抗的第二磁场。结果对氢核来说，等于增个与外加磁场相对抗的第二磁场。结果对氢核来说，等于增个与外加磁场相对抗的第二磁场。结果对氢核来说，等于增个与外加磁场相对抗的第二磁场。结果对氢核来说，等于增加了一个免受外加磁场影响的防御措施。这种作用叫做电子加了一个免受外加磁场影响的防御措施。这种作用叫做电子加了一个免受外加磁场影响的防御措施。这种作用叫做电子加了一个免受外加磁场影响的防御措施。这种作用叫做电子的屏蔽效应。的屏蔽效应。的屏蔽效应。的屏蔽效应。以氢核为例，实受磁场强度：以氢核为例，实受磁场强度：以氢核为例，实受磁场强度：以氢核为例，实受磁场强度：H HN N=H=H0 0(1-(1-)为屏蔽常数，表示电子屏蔽效应的大为屏蔽常数，表示电子屏蔽效应的大为屏蔽常数，表示电子屏蔽效应的大为屏蔽常数，表示电子屏蔽效应的大小。其数值取决于核外电子云密度小。其数值取决于核外电子云密度小。其数值取决于核外电子云密度小。其数值取决于核外电子云密度2024/5/72024/5/7屏蔽效屏蔽效应应核外核外电电子在与外加磁子在与外加磁场场垂直的平面上垂直的平面上绕绕核旋核旋转转同同时时将将产产生一生一55555656第第三三章章 核核磁磁共共振振氢氢谱谱修改后的修改后的LamorLamor方程：方程：式中：式中：式中：式中：HoHoHoHo代表外加磁代表外加磁代表外加磁代表外加磁场强场强度；度；度；度；HoHoHoHo代表代表代表代表电电子子子子对对核的核的核的核的屏蔽效屏蔽效屏蔽效屏蔽效应应；H H H HN N N N代表核的代表核的代表核的代表核的实实受磁受磁受磁受磁场场；-屏蔽常数屏蔽常数屏蔽常数屏蔽常数(shieldingconstant)shieldingconstant)shieldingconstant)shieldingconstant)。表示表示表示表示电电子屏蔽效子屏蔽效子屏蔽效子屏蔽效应应的大小。其数的大小。其数的大小。其数的大小。其数值值取决于核外的取决于核外的取决于核外的取决于核外的电电子密度，而后者又取决于其所子密度，而后者又取决于其所子密度，而后者又取决于其所子密度，而后者又取决于其所处处的化学的化学的化学的化学环环境，如境，如境，如境，如相相相相邻邻基基基基团团(原子或原子原子或原子原子或原子原子或原子团团)的的的的亲电亲电能力或供能力或供能力或供能力或供电电能力等能力等能力等能力等2024/5/72024/5/75656第三章第三章 核磁共振核磁共振氢谱氢谱修改后的修改后的LamorLamor方程：方程：式中：式中：Ho Ho56565757第第三三章章 核核磁磁共共振振氢氢谱谱屏蔽效应的影响屏蔽效应的影响例如在例如在CH3CH2Cl分子中，因分子中，因Cl的吸电效应影的吸电效应影响，响，CH2上的电子密度将较上的电子密度将较CH3为低，故电子为低，故电子屏蔽作用减弱，其氢核的实受磁场将较屏蔽作用减弱，其氢核的实受磁场将较CH3为为高，共振峰将出现在低场，而高，共振峰将出现在低场，而CH3上的氢核共上的氢核共振峰则出现在高场，两者可以区别如图振峰则出现在高场，两者可以区别如图3-7所示所示2024/5/72024/5/75757第三章第三章 核磁共振核磁共振氢谱氢谱屏蔽效屏蔽效应应的影响例如在的影响例如在CH3CH2ClCH3CH2Cl57575858第第三三章章 核核磁磁共共振振氢氢谱谱2024/5/72024/5/75858第三章第三章 核磁共振核磁共振氢谱氢谱2023/8/12023/8/158585959第第三三章章 核核磁磁共共振振氢氢谱谱显显然，核的能然，核的能然，核的能然，核的能级跃级跃迁因有无迁因有无迁因有无迁因有无电电子屏蔽作用以及子屏蔽作用以及子屏蔽作用以及子屏蔽作用以及这这种种种种屏蔽作用的屏蔽作用的屏蔽作用的屏蔽作用的强强弱而不同。如弱而不同。如弱而不同。如弱而不同。如图图3 3 3 3-8-8-8-8所示，所示，所示，所示，I I I I1 1 1 12 2 2 2的的的的核在外加磁核在外加磁核在外加磁核在外加磁场场影响下，有屏蔽效影响下，有屏蔽效影响下，有屏蔽效影响下，有屏蔽效应时应时核的两个能核的两个能核的两个能核的两个能级级间间的能的能的能的能级级差差差差 E=2E=2E=2E=2 H H H HN N N N=2 2 2 2 H H H H0 0 0 0(1-(1-(1-(1-)屏蔽效屏蔽效屏蔽效屏蔽效应应越越越越强强，核，核，核，核跃跃迁能越小，反之，迁能越小，反之，迁能越小，反之，迁能越小，反之，则则核核核核跃跃迁能迁能迁能迁能越大。当越大。当越大。当越大。当 =0=0=0=0，即无即无即无即无电电子屏蔽效子屏蔽效子屏蔽效子屏蔽效应时应时，E=2E=2E=2E=2 H H H H0 0 0 0 因因因因发发生生生生NMRNMRNMRNMR时时，核，核，核，核跃跃迁能迁能迁能迁能(E E E E)照射用照射用照射用照射