ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Идентификация органических соединений методом ядерного магнитного резонанса из "Практикум по органическому синтезу Издание 5" Если ядро, обладающее магнитным моментом, поместить во внешнее магнитное поле Но, магнитный момент ядра располагается в поле, занимая дискретный ряд ориентаций. Для ядер с / = /г возможны два ориентационных момента — по направлению внешнего поля Но или против него. Ориентация по направлению поля соответствует более низкому энергетическому уровню, а против более высокому энергетическому уровню ядра во внешнем магнитном поле (рис. 93). [c.298] Переходы атомных ядер между соседними энергетическими уровнями (изменение ориентации магнитного момента) можно вызвать, если на ядро дополнительно воздействовать переменным высокочастотным магнитным полем напряженностью Н, направленным перпендикулярно постоянному магнитному полю Но. При совпадении энергии наложенного переменного магнитного поля с энергией перехода между соседними энергетическими уровнями (АЕ) происходит резонансное поглощение кванта высокочастотной энергии и переход атома с одного энергетического уровня на другой. Это явление — ядерный магнитный резонанс. [c.298] Для анализа методом ЯМР используются в основном вещества в жидком состоянии. Для получения спектра (рис. 94) ампулу с веществом 1 помещают в поле электромагнита 4. Высокочастотное поле Нх накладывается на образец с помощью катушки возбуждения 2, ось намотки которой перпендикулярна силовым линиям магнитного поля Но. Для наблюдения сигнала резонанса при постоянном Но медленно изменяют частоту поля Нь При резонансе переориентация магнитных моментов вызывает появление наведенного (индуцированного) напряжения на катушке 3. Это напряжение усиливается и регистрируется. [c.299] Эффект экранирования различен для ядер, находящихся в различных электронных окружениях. Резонанс для таких ядер будет наблюдаться при несколько различных частотах. [c.299] Для повыщения информативности ЯМР-анализа нужны приборы, обеспечивающие возможность работы с более мощными магнитами. В настоящее время наиболее распространены приборы, в которых напряженность магнитного поля соответствует резонансной частоте протонов 60 и 100 мГц, однако уже есть приборы, в которых для создания Яо использовано явление сверхпроводимости, позволяющие наблюдать спектры протонов на частоте 200 МГц. [c.300] ЯМР-спектр показывает число ядер в молекуле, различающихся по химическому окружению, а также примерное число ядер, находящихся в каждом из этих положений, так как ин-тенсивость поглощения энергии при резонансе пропорциональна числу участвующих в поглощении ядер. [c.300] Например, ЯМР-спектр этанола СНз—СН2—ОН должен иметь три сигнала, соответствующие трем типам протонов. При этом площади сигналов групп СНз, СНг и ОН должны соотноситься, как 3 2 1 (рис. 95, а). Однако реальный спектр этанола имеет более сложный вид (рис. 95,6). Усложнение спектров ЯМР обусловлено взаимодействием неэквивалентных (имеющих различное электронное окружение) протонов друг с другом. Взаимодействуют обычно только атомы соседних, близко расположенных групп. Такое взаимодействие приводит к расщеплению сигнала протонов данного типа и образованию сложного мультиплетного сигнала. В спектре этанола (рис. 95,6) сумма площадей сигналов группы СНз относится к сумме площадей сигналов группы СНа и к площади сигнала ОН-группы, как 3 2 1. [c.300] Таким образом, информация ЯМР-спектров обусловлена наличием таких явлений, как химический сдвиг и спин-спиновое взаимодействие, связанных со строением молекул. Высокая разрешающая способность и чувствительность ЯМР-спектров к тончайшим изменениям структуры позволяют определять как химическое строение, так и конфигурацию и конформацию молекул и проводить идентификацию сложных соединений. ЯМР-спектро-скопия дает возможность проводить абсолютные количественные определения без предварительной калибровки. Все современные приборы ЯМР снабжены интеграторами, поэтому можно измерить интенсивность любого сигнала, даже сложного муль-типлета. [c.300] Вернуться к основной статье