有机结构分析试题.pdf

离子源技术：电子轰击电离（EI）、化学电离（CI）、场电离（FI）和场解吸（）、
快原子轰击（FAB）、基质辅助激光解吸电离（MALDI）、电喷雾电离(ESI)、大
气压化学电离（APCI）。
ESI工作原理：样品溶液从毛细管流出时，在电场及辅助气流的作用下喷成雾状
的带电液滴，液滴中溶剂被蒸发，使液滴直径变小，发生“库伦爆炸”，把液滴
炸碎，此过程不断重复，形成样品离子。

核磁共振基本原理（量子角度和宏观角度）
量子角度：核磁共振主要是
由原子核的自旋运功引起的。
自旋的原子核（I≠0）在自旋
时会产生磁矩μ，在静磁场

B0中核磁矩会产生2I+1个不
同取向（每一个取向由一个磁
量子数m表示）的Larmor进
动，即发生核磁能级分裂
（Zeeman分裂）。在垂直于
B0的平面上加一个强度远小
于的射频交变磁场，当射频交
变磁场的频率与原子核的
Larmor进动频率一致时，核
就会从射频交变磁场中吸收能量，由低能级向高能级跃迁（跃迁满足选律Δm=
±1），产生核磁共振吸收。体系为了恢复平衡，各个核通过各种方式弛豫，在信
号接收系统中可以得到一个“自由感应衰减”（FreeInducedDecay，FID）信号，
通过傅立叶变换将FID信号变换为核磁共振信号。
宏观角度：
(a).无外磁场时，每个核磁矩的方向是任意的，体系处于“混乱”状态。
(b).当有外磁场是，磁矩的方向分成两个取向，并围绕外磁场方向作Larmor进
动。与外磁场同向的磁矩处于低能级，反向的磁矩处于高能级，前者数量略多于

后者。
(c).体系处于平衡时磁矩矢量总和即宏观磁化矢量为M0，M0与磁场同向。
(d).如果在垂直于B0的方向施加一个交变射频场B1，两磁场的共同作用使宏观
磁化矢量不再与B0的方向一致，而是偏离某个方向，导致磁化矢量在x’和y’轴
所组成的平面上的横向分量不再为零，反映在同一进动圆锥上的各磁矩进动不再

均匀分布。同时，处于低能级的核吸收B1的能量跃迁氘高能级。
(e).当射频作用结束，弛豫过程开始。通过横向弛豫使核磁矩在x’、y’平面上趋
于均匀分布，即使得横向磁化矢量为零；通过纵向弛豫，磁化矢量在z’轴方向不
断增长。
(f).体系通过纵向弛豫和横向弛豫回到平衡状态。
为何可使用强磁场使谱图简化
答：偶合常数J值由分子本身结构决定，不随外加磁场磁场强度的改变而改变，
以ppm计的化学位移差Δσ是相对值与外加磁场强度无关，而以赫兹计的Δv（Δ
v=Δσ×仪器频率）却与磁场强度成正比。当增大核磁共振仪的磁场强度时Δv/J
值会增大，谱图逐渐简化为一级谱图。
屏蔽效应共轭大环分子
在外磁场B0中，不同的氢核所感受到的B0是不同的，
氢核外围的电子会产生一个与外磁场相对抗的感生
磁场，它的作用称为电子屏蔽效应。芳环的大π键
电子云，会在芳环平面的上方和下方产生电子屏蔽
效应，而在芳环平面外是去屏蔽区。苯环质子处于
去屏蔽区，其信号出现在低场。如果某分子中有质
子处于苯环的屏蔽去，则其向高场位移。轮烯中，
轮内6个H处在大共轭体系的屏蔽区，峰在高场，
δ值为—2.99，而轮外的12个H处在去屏蔽区，δ值为9.2。

锁场、匀场、为什么要低温进行探头的作用是什么
锁场（Lock）是通过检测氘信号来调整锁场线圈中的电流，产生附加磁场补偿磁
场飘移。
匀场（shimming）指调节磁场中某区间内磁场分布均匀性的操作过程。核磁共
振实验的基本条件之一就是需要一个均匀的外加强磁场，而为了获得均匀的磁场，
就必须进行匀场操作。
低温：核磁共振仪是靠着超导线圈来运作的，在低温下才能达到超导临界点，需
要在极低温的工作环境下才可运作。
探头：即射频发射线圈。作用是发射和接收频率。在检测时需要谐调即改变探头
的发射和接收频率，使功能处于某一频率上。核磁共振探头位于静磁场之中，用
来放置样品管、检测核磁共振信号，是核磁共振谱仪的关键部件。
配制样品为什么要用氘代溶剂？
试剂用氘代替氢是为了避免在氢谱上出现很强的溶剂峰,同时也是为锁场提供了
条件。
500MHZNMR仪测试13CNMR，13CNMR的核磁共振频率是多少？（1H的
磁旋比γ=26.75×107rad·T-1·S-1，13C的磁旋比γ=6.72×107rad·T-1·S-1）
γν.
答：根据ν=B0，得=，=，ν=125.6MHZ，ν77MHZ
πνν.
1H후1Hퟓퟎퟎퟐퟔퟕퟓ
013Cퟐ퐇=
213C후13C13Cퟔퟕퟐ
裂分规则2nI+1，其中n是全同核的数目，I是核自旋量子数

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氘（H）I=1，氢（H=），例如CD2HCOCD3中，CD2H的氢受相邻两个D原子
ퟏ
的耦合影响，分裂成5ퟐ重峰，符合公式2nI+1=2×2×1+1=5重峰。氘代丙酮
(CD3COCD3，的碳峰，其中CD