첫째, 간단한 역사의 개발 첫 번째 단계 : 1945 년에서 1951 년까지, 핵 자기 공명의 발명 및 이론적 및 실험적 기초 : 블로흐 (스탠포드 대학, 물 양성자 신호에서 관찰) 및 퍼셀 (하버드 대학교, 파라핀 양성자 신호에서 관찰) 노벨 보너스를 얻었다. 두 번째 단계 : 개발 기간 동안 1951 ~ 1960 년, 화학자와 생물 학자의 역할이 인정되어 많은 중요한 문제를 해결했다. 1953 년 최초의 30MHz 핵 자기 공명 분광기에 등장했다. 1958 년, 초기에는 60MHz, 100MHz 계기의 출현. 1950 년대 중반에는 1H-NMR, 19F-NMR 및 31P-NMR이 개발되었습니다. 세 번째 단계 : 60-70 년, NMR 기술 도약 기간. 펄스 푸리에 변환 기술은 감도와 해상도를 향상시키기 위해 일상적으로 13C 핵을 측정 할 수 있습니다. 이중 주파수 및 다중 주파수 공진 기술, 4 단계 : 1970 년대 후반 이론 및 기술 개발 성숙 1,200, 300, 500 MHz 및 600 MHz의 초전도 NMR 분광계, 2, 응용 프로그램에서 다양한 펄스 시리즈의 응용, 중요한 만든 개발, 3, 2D-NMR 등장, 4, 멀티 코어 연구, 모든 자기 코어에 적용 할 수 있습니다, 5, 거기에 "핵 자기 공명 영상 기술"및 기타 새로운 지점 분야. 두 번째, 주요 목적 : 1. 결정 및 구조 확인, 때로는 구성, conformation2 결정할 수 있습니다. 화합물 순도 검사, 신나의 감도, 종이 크로마토 그래피 고점도 3. 혼합 신호는 주 신호와 같이 중첩되지 않고 분리되지 않고 혼합물의 비율을 결정할 수 있습니다. 양성자 교환, 단일 결합의 회전, 고리의 변형 및 추정의 속도에서의 다른 화학적 변화 1. 핵의 스핀 모든 원소의 동위 원소, 핵의 약 절반이 스핀 모션을 가진다. 이러한 스핀 핵은 핵 자기 공명의 대상입니다. 스핀 양자 (Spin Quantum) : 정수, 반 정수 또는 0 일 수있는 핵의 스핀 모션을 나타내는 양자 수의 수. 유기 화합물 구성 요소에서 C, H, O, N이 가장 중요한 요소입니다. 동위 원소에서, 12C, 16O는 비자 성체이므로 핵 자기 공명을 겪지 않습니다. NMR의 연구는 주로 양자에 대한 것이었다. 13C의 존재 량은 작고, 단지 12C의 1.1 %이며, 신호 감도는 1/64의 양성자에 불과합니다. 따라서 1H의 1/6000의 전체 민감도를 결정하기가 더 어렵습니다. 그러나 지난 30 년 동안 핵 자기 공명 기기가 크게 개선되어 짧은 시간에 13C 스펙트럼으로 측정 할 수 있으며 더 많은 정보를 제공함으로써 NMR의 주요 수단이되었습니다. 1H, 19F, 구형의 크고 강한 자기, 그리고 핵 요금 분포의 31P 천연 풍부, 가장 쉽게 결정할 수 있습니다 .2. 핵 자기 공명 현상 ① 세차 운동 (precession) : 일정한 자기 모멘트가있는 스핀 외부 자기장 H0의 작용하에이 코어는 운동 운동에 대한 각도를 형성 할 것이다. 세차 운동 속도는 H0 (외부 자기장 세기)에 비례한다 .② 외부 자기장 방향에서 핵을 스핀합니다 : 외부 자기장이없고, 스핀 자기 방향은 혼돈입니다. 자기 코어는 (2I + 1) 방향으로 외부 자기장 H0에있다. 외부 자기장에서 자기 코어의 스핀은 중력장에서 자이로 스코프의 선회 (회 전, 스윙)와 유사 할 수 있습니다 .③ 핵 자기 공명의 조건 자기 공명 자기장은 자기 핵, 외부 자기장 및 RF 자기장. RF 자기장의 주파수는 스핀 핵의 세차 운동 주파수와 같으며 저주파 상태에서 고 에너지 상태로 공명이 발생한다 .4 핵 자기 공명 현상 : 외부 자기장 H0의 수직 방향에서, 선회 핵에는 회전 자계 (H1)가인가된다. H1의 회전 주파수가 핵의 회전 선행 주파수와 같으면, 선행 핵은 H1로부터 에너지를 흡수 할 수 있고 저에너지 상태에서 고 에너지 상태로 전환 할 수있다. 핵 자기 공명. 포화 및 이완 낮은 에너지 핵은 고 에너지 핵보다 겨우 0.001 % 높습니다. 따라서 저에너지 상태의 핵은 항상 고 에너지 핵보다 더 많은데, 왜냐하면 그러한 잉여가 너무 적기 때문에 전자기파의 흡수를 관찰 할 수 있기 때문입니다. 전자기파의 핵 연속 흡수의 경우, 원래의 저에너지 상태는 점차적으로 감소하고, 흡수 신호의 강도는 약해지고 궁극적으로 완전히 사라지게되며, 이러한 현상을 포화라고합니다. 포화가 발생하면 두 스핀 상태의 코어 수가 완전히 동일합니다. 외부 자기장에서, 저에너지 핵은 일반적으로 고 에너지 상태보다 핵이되고, 전자파 에너지를 흡수하고 코어의 고 에너지 상태로 이동하여 다양한 에너지 메커니즘에 의해 방출되며, 원래의 저에너지 상태로 돌아가는이 과정은 relaxation.4라고 불립니다. 쉴드 효과 - 케미컬 시프트 ① 이상적인 공진 상태 ΔE = (h / 2π) γ · H : 어떤 H0 하에서는 핵은 오직 하나의 ΔEΔE = E 바깥 = hνOn 만 흡수의 주파수 υH0 = 2.3500 T, 1 H 흡수 주파수 100 MHz, 13 C 흡수 주파수 25.2 MHz ② 실제 코어 : 차폐 현상 전자 (분리되지 않은, 노출되지 않음) 외부 핵 : 화합물에서 원자 결합 (역할)은 화학 결합, 수소 결합 , 정전기 상호 작용, 분자간 힘 Imagine : H0 = 2.3500 T에서, 핵 위치에서 쉴드의 외부 전자로 인해, 실제 자기장은 2.3500보다 약간 작음. 100 MHz보다 약간 높은 TResonance 주파수 얼마입니까? 1H는 0 ~ 10, 13C는 0 ~ 250입니다. 수소 핵은 외부에 전자를 가지며 자기장의 자기장을 반발합니다. 핵의 경우, 주변의 전자는 차폐 (차폐) 효과를냅니다. 코어 주변의 전자 구름의 밀도가 클수록 차폐 효과가 커지고 그에 따라 자기장 세기가 증가하여 공진 효과가 커집니다. 핵 주변의 전자 구름 밀도는 연결된 그룹의 영향을 받기 때문에 다른 화학 환경의 핵은 다른 차폐 효과로 고통을 겪습니다. 핵 자기 공명 신호도 다른 위치에 나타납니다 .③ 계기가 60MHz 또는 100MHz 기기에서 유기 화합물 양자의 전자파 주파수는 약 1000Hz 또는 1700Hz입니다. 구조를 결정할 때, 올바른 공진 주파수를 결정할 필요성은 일반적으로 상대적 주파수를 결정하기위한 표준으로서 적절한 화합물을 사용하여 수 Hz 정확도를 필요로합니다. 표준 화합물의 공진 주파수와 양성자의 공진 주파수의 차이를 화학적 시프트라고합니다. H NMR 분광학 정보 신호의 수 : 분자에 존재하는 양성자의 몇 가지 유형 : 신호의 위치 : 각 양성자의 전자 환경, 화학적 시프트 신호의 강도 : 각 양성자의 수 또는 수 분할 상황 : 몇 개 다른 양성자 존재 유기 화합물의 일반적인 유형의 화학적 이동 ① 유도 효과 ② 공액 효과 공액 효과는 π 전자의 이방성 효과로 인한 양성자 차폐에 의해 약하거나 강화된다. ③ 이방성 효과 π 전자에 대한 H의 화학적 이동을 설명하는 것은 어렵다 , 전기 음성도를 설명하는 것은 어렵다. 4. 주요 핵심 효과 ROH, RNH2는 0.5-5, ArOH는 4-7, 변화 범위, 많은 요인의 영향; 온도, 용매, 농도에 따른 수소 결합이 크게 변하면 수소 결합과 관련된 구조와 변화를 이해할 수 있습니다. 용매 효과 벤젠은 DMF와 복합체를 형성합니다. 벤젠 고리의 전자 구름은 DMF의 긍정적 측면을 끌어 당기고 부정적인 측면을 거부합니다. α 메틸은 차폐 영역에 있고, 공진은 고계로 이동한다. β-methyl이 마스킹 영역에있을 때, 공진 흡수가 낮은 장으로 이동하고 결과적으로 2 개의 흡수 피크 위치가 교체된다.
출처 : Meeyou Carbide
