Cпектроскопия ЯМР в органической химии. Часть I. Общая теория ЯМР. Химические сдвиги. Каратаева Ф.Х - 40 стр.

UptoLike

40
экранирования. Из выражения (2-2) следует, что чем больше константа
экранирования, тем меньше резонансная частота. Таким образом,
химически неэквивалентные ядра экранированы в разной степени и
дают в спектре отдельные резонансные сигналы. Для определения
положения интересующего нас сигнала в спектре ЯМР можно в
соответствии с уравнением (2-2) измерить внешнее поле В
0
или
резонансную частоту. Однако оба эти параметра неудобны для
измерения, поскольку спектрометры ЯМР работают при различных
полях B
0
(табл. 1.2), что приводит с учетом уравнения (1-6) к
изменению резонансной частоты. Кроме того, точное измерение этих
величин технически осуществить сложно.
Следовательно, положение резонансного сигнала необходимо
измерять относительно сигнала эталонного соединения, т.е. измерять
не абсолютные частоты, а разность частот Δν или расстояния между
резонансными сигналами интересующих нас ядер
обр
(резонансная
частота ядер образца) и эталонного соединения
ст
(внутреннего
стандарта). В спектроскопии ЯМР
1
H и
13
C в качестве эталонного
соединения используется тетраметилсилан (Me
4
Si или ТМС). Удобство
использования ТМС состоит в том, что все двенадцать протонов в нем
эквиваленты, показывают в спектре единственный узкий сигнал в
самой высокопольной части спектра относительно основного
большинства сигналов протонов органических соединений (рис. 2-3).
Кроме того, ТМС химически инертен, магнитно изотропен, имеет
низкую температуру кипения (26.5
0
С), добавляется в образец в малых
количествах (2-3 капли) и легко удаляется из образца после записи
спектра.
Величина Δν в соответствии с уравнением (1-6) может быть
измерена либо в единицах напряженности магнитного поля B
0
,
либо в
единицах частоты, причем обе системы единиц легко переходят друг в
друга. Но для удобства ввели понятие химического сдвига
(безразмерная величина!). Химическим сдвигом называется смещение
сигнала в зависимости от химического окружения ядра, обусловленное
различием в константах экранирования.
= [(
обр
-
ст
)/
ст
] * 10
6
(2-3)
За единицу химического сдвига принимается одна миллионная доля
напряженности поля или резонансной частоты (м.д.), поэтому в
уравнение в (2-3) вводится фактор 10
6
. В зарубежной литературе этому
сокращению соответствует ppm (parts per million).
экранирования. Из выражения (2-2) следует, что чем больше константа
экранирования, тем меньше резонансная частота. Таким образом,
химически неэквивалентные ядра экранированы в разной степени и
дают в спектре отдельные резонансные сигналы. Для определения
положения интересующего нас сигнала в спектре ЯМР можно в
соответствии с уравнением (2-2) измерить внешнее поле В0 или
резонансную частоту. Однако оба эти параметра неудобны для
измерения, поскольку спектрометры ЯМР работают при различных
полях B0 (табл. 1.2), что приводит с учетом уравнения (1-6) к
изменению резонансной частоты. Кроме того, точное измерение этих
величин технически осуществить сложно.
     Следовательно, положение резонансного сигнала необходимо
измерять относительно сигнала эталонного соединения, т.е. измерять
не абсолютные частоты, а разность частот Δν или расстояния между
резонансными сигналами интересующих нас ядер обр (резонансная
частота ядер образца) и эталонного соединения ст (внутреннего
стандарта). В спектроскопии ЯМР 1H и 13C в качестве эталонного
соединения используется тетраметилсилан (Me4Si или ТМС). Удобство
использования ТМС состоит в том, что все двенадцать протонов в нем
эквиваленты, показывают в спектре единственный узкий сигнал в
самой высокопольной части спектра относительно основного
большинства сигналов протонов органических соединений (рис. 2-3).
Кроме того, ТМС химически инертен, магнитно изотропен, имеет
низкую температуру кипения (26.50С), добавляется в образец в малых
количествах (2-3 капли) и легко удаляется из образца после записи
спектра.
     Величина Δν в соответствии с уравнением (1-6) может быть
измерена либо в единицах напряженности магнитного поля B0, либо в
единицах частоты, причем обе системы единиц легко переходят друг в
друга. Но для удобства ввели понятие химического сдвига 
(безразмерная величина!). Химическим сдвигом называется смещение
сигнала в зависимости от химического окружения ядра, обусловленное
различием в константах экранирования.

                     = [(обр - ст )/ ст ] * 106          (2-3)

За единицу химического сдвига принимается одна миллионная доля
напряженности поля или резонансной частоты (м.д.), поэтому в
уравнение в (2-3) вводится фактор 106. В зарубежной литературе этому
сокращению соответствует ppm (parts per million).


                                 40