Bài giảng Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (TS. Đỗ Quyên ĐH Dược Hà Nội)

PHỔ CỘNG HƯỞNG TỪ HẠT NHÂN Đỗ Quyên – Bộ mơn Dược liệu & Phòng Quản lý Khoa học NỘI DUNG Khái niệm Một số thông số Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR) Bài tập KHÁI NIỆM CƠ BẢN Tính chất từ hạt nhân Tính chất hạt nhân từ từ trường Hấp thụ lượng Cơ chế cộng hưởng Tính chất từ hạt nhân • Nguyên tử cấu tạo từ hạt nhân nguyên tử lớp vỏ electron Tính chất từ hạt nhân (tiếp) • Hạt nhân ngun tử ln quay quanh trục sinh momen động lượng hay gọi momen spin hạt nhân P • Khi hạt nhân nguyên tử quay quanh trục điện tích hạt nhân chuyển động vòng tròn quanh trục làm xuất dòng điện Tính chất từ hạt nhân (tiếp) • Do xuất từ trường kèm theo, trở thành nam châm vĩnh cửu • Tính từ hạt nhân biểu thị định lượng qua momen lưỡng cực từ μ Tính chất từ hạt nhân (tiếp) • Thực nghiệm tất hạt nhân có tính từ Một số hạt nhân khơng có tính từ 12C, 16O, 32S … hạt nhân có từ tính 13C, 14N, 15N, 19F, 31P … Tính chất hạt nhân từ từ trường ngồi • Nếu đặt hạt nhân từ vào từ trường nam châm, sinh lực làm lệch hướng từ hạt nhân • Hướng lệch momen từ hạt nhân hướng với đường sức từ trường (giống kim nam châm hướng với từ trường trái đất) • Nếu làm lệch kim nam châm góc ɵ, thả kim nam châm tự chuyển động trở lại vị trí cân ban đầu Sự hấp thụ lượng Tương tác – Hằng số tương tác – Độ bội Dự đốn số tín hiệu  Phân biệt phân tử đối xứng/ không đối xứng Ex p-xylène 2,30 ppm 7,10 ppm libre rotation Ha=Hb Hc=Hd Ha=Hc Hb=Hd plans de symétre  protons tương đương hóa học ex Chỉ cho tín hiệu Br H3C C H H3C H C Br H3C Cl Trục đối xứng Đối xứng quanh trục quay H H C CN H Trục đối xứng N N Cân cấu hình O H H N N C  protons tương đương từ trường C H Quay tự Cl khoảng cách không gian Chỉ cho tín hiệu Ex prop-1-ène Hb Hc khác so với Ha mặt không gian - Hb vị trí cis so với Ha - Hc vị trí trans so với Ha Tương đương hóa học khơng tương đương từ trường tín hiệu Tương tác Tương tác trực tiếp tương tác qua liên kết - Cơ : Có tương tác spin-spin -> tương tác qua liên kết Ex Hb Ha C C « Nguyên tắc n + » protons không tương đương hóa học Độ bội : n + Dựa vào số proton hàng xóm (bên cạnh) (n), xác định proton, đặc trưng độ bội tương ứng với số proton (số pic) (n 1H voisins ayant un déplacement chimique différent) Formule générale pour tous les noyaux : 2nI+1 I : nombre de spin protons sur le spectre… Hb Ha C C signal de Ha en l’absence de Hb Proton khơng tương đương hóa học dédoublement du pic par Hb en un doublet a Ha signal de Ha en l’absence de Hb Représentation sous forme de diagramme Jab B0 orientations magnétiques de Hb -Jab : số tương tác (Hz) Ha - doublet : độ bội Ha protons Ha signal de Ha en l’absence de Hb dédoublement des pics par Hb Jab B0 Jab en un triplet (1:2:1) orientations magnétiques de Hb par rapport au champ B0 300 MHz tín hiệu -> doublet tín hiệu -> triplet Hb tương đương hóa học 10 orientations magnétiques de Hb par rapport au champ B0 dédoublement des pics par Hb en un quadruplet (1:3:3:1) c a b  Nomenclature des couplages (2) - Tương tác hạt nhân: loại hạt nhân(1H, 1H) - Tương tác dị hạt nhân : khác hạt nhân (1H, 13C) - nJ N: số liên kết - nJ H,H tương tác hạt nhân  Nomenclature des couplages (3) Tương tác đồng hạt nhân H  Tương tác géminal 2J -C  Tương tác vicinal 3J H-C-C-H  Tương tác liên kết xa H nJ n>4 Cf tables… Độ bội Tam giác Pascal Diagramme de représentation… Intensité relative des pics III.C Intégration (surface des raies) – đường cong tích phân Cho biết số proton Nombre d’insaturations nombre d’insaturations = (2NC - NX + NN – NH + 2)/2 NC = nombre de carbones NX = nombre d’halogènes NN = nombre d’azotes NH = nombre d’hydrogènes NH2 H Cl O Nombre d’insaturations ? ... số Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR) Bài tập KHÁI NIỆM CƠ BẢN Tính chất từ hạt nhân Tính chất hạt nhân từ từ trường Hấp thụ lượng Cơ chế cộng hưởng Tính chất từ hạt nhân • Nguyên tử cấu tạo từ hạt. .. 31P … Tính chất hạt nhân từ từ trường ngồi • Nếu đặt hạt nhân từ vào từ trường nam châm, sinh lực làm lệch hướng từ hạt nhân • Hướng lệch momen từ hạt nhân hướng với đường sức từ trường (giống... lượng qua momen lưỡng cực từ μ 1 Tính chất từ hạt nhân (tiếp) • Thực nghiệm khơng phải tất hạt nhân có tính từ Một số hạt nhân khơng có tính từ 12C, 16O, 32S … hạt nhân có từ tính 13C, 14N, 15N,