第十二章核磁共振和质谱核磁共振（NMR）和质谱（MS）都是近年来普遍使用的仪器分析技术，对有机化学工作者是很好的结构测定工具。特别是核磁共振，它具有操作方便、分析快速、能准确测定有机分子的骨架结构等优点。随着高场仪器、多核谱仪、大容量快速计算机的出现和使用，核磁共振仪器提高到了一个新的水平也使其测试技术，像二维（2D)傅立叶变换核磁共振、固体高分辨核磁共振、核磁共振成像等技术得到发展。核磁共振是有机化学应用最普遍的且是最好的结构分析方法，利用它可测定IH、13C、15N、31P、19F等你所感兴趣的各种核的谱图。但由于篇幅所限本书只涉及最常见的4和13C核磁谱图
第十二章核磁共振和质谱 核磁共振(NMR)和质谱(MS)都是近年来普遍使用 的仪器分析技术，对有机化学工作者是很好的结构 测定工具。特别是核磁共振，它具有操作方便、分 析快速、能准确测定有机分子的骨架结构等优点。 随着高场仪器、多核谱仪、大容量快速计算机的出 现和使用，核磁共振仪器提高到了一个新的水平， 也使其测试技术，像二维(2D)傅立叶变换核磁共振、 固体高分辨核磁共振、核磁共振成像等技术得到发 展。核磁共振是有机化学应用最普遍的且是最好的 结构分析方法，利用它可测定1H、 13C、 15N、 31P、 19F 等你所感兴趣的各种核的谱图。但由于篇幅所限 本书只涉及最常见的4和13C核磁谱图
质谱只需微量样品就可提供相对分子质量、分子式和分子结构的信息。再配合其他仪器测试方法如NMR、IR、UV等，能准确测定结构。质谱和色谱联用，质谱和电子计算机联用更增加了质谱的测试范围和能力，使它成为结构分析领域不可缺少的工具
质谱只需微量样品就可提供相对分子质量、分 子式和分子结构的信息。再配合其他仪器测试方法， 如NMR、IR、UV等，能准确测定结构。质谱和色谱联 用，质谱和电子计算机联用更增加了质谱的测试范 围和能力，使它成为结构分析领域不可缺少的工具
12.1核磁共振基本原理带电荷的质点自旋会产生磁场，磁场具有方向性，可用磁矩表示（图12-1）。原子核作为带电荷的质点，它的自旋可以产生磁矩。但并非所有原子核自旋都具有磁矩，实验证明，只有那些原子序数或质量数为奇数的原子核自旋才具有磁矩，如1H，13C15N，170，19F，29Si，31P等。组成有机化合物的主要元素是氢和碳，现以氢核为例说明核磁共振的基本原理。氢核（质子）带正电荷，自旋会产生磁矩（图12-1八在没有外磁场时，自旋磁矩取向是混乱的（图12-2（a）），但在外磁场Ho中，它的取向分为两种：一种与外磁场平行，另一种则与外磁场方向相反(图12-2(b))
12. 1 核磁共振基本原理 带电荷的质点自旋会产生磁场，磁场具有方向 性，可用磁矩表示（图12-1)。原子核作为带电荷的 质点，它的自旋可以产生磁矩。但并非所有原子核 自旋都具有磁矩，实验证明，只有那些原子序数或 质量数为奇数的原子核自旋才具有磁矩，如1 H， 13C， 15N， 170， 19F， 29Si， 31P等。组成有机化合物的主要 元素是氢和碳，现以氢核为例说明核磁共振的基本 原理。氢核(质子)带正电荷，自旋会产生磁矩（图 12-1八在没有外磁场时，自旋磁矩取向是混乱的 （图12-2(a))，但在外磁场H0中，它的取向分为两 种:一种与外磁场平行，另一种则与外磁场方向相反 （图12-2(b))
419QQH.（b）存在外磁场(a）没有外磁场图12-2自旋磁矩的取向图12-1质子自旋产生磁矩
这两种不同取向的自旋具有不同的能量。与外磁场相同取向的自旋能量较低，另一种能量较高。这两种取向的能量差△E可用式（12-1）表示：h·TH(12-1)4E:2TT式中h为普郎克（Planck）常数；r为磁旋比（magnetogyric ratio），对于特定原子核，r为一常数（如质子r为2.6750）；H为外加磁场强度。从式（12-1）可知，两种取向的能差与外加磁场有关，外磁场越强它们的能差越大。图12-3清楚地表示外加磁场强度与两种自旋的能差的关系。当外磁场强度为H时，能差为△E1.H2时能差为^E2，因H2>H1，所以^E2>△E1
这两种不同取向的自旋具有不同的能量。与外磁 场相同取向的自旋能量较低，另一种能量较高。这两 种取向的能量差△E可用式（12-1)表示： 式中h为普郎克（Planck)常数；r为磁旋比 （magnetogyric ratio)，对于特定原子核，r为一常 数(如质子r为2. 675 0)；H为外加磁场强度。从式 （12-1 )可知，两种取向的能差与外加磁场有关，外 磁场越强它们的能差越大。图12-3清楚地表示外加磁 场强度与两种自旋的能差的关系。当外磁场强度为H1 时，能差为△E1,H2时能差为△E2，因H2＞H1，所以△E2 ＞△E1