ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
23
раствора в тонкую (диаметром 5 мм) цилиндрическую ампулу длиной ~150
мм. Ампула заполняется на 20-30 мм, для чего требуется около 0,4 мл рас-
твора. Концентрация этого раствора обычно составляет 5-20%, то есть для
приготовления пробы требуется 5-10 мг вещества.
Применяемый растворитель в идеальном случае не должен содер-
жать собственных протонов (ССl
4
и дейтерированные растворители: D
2
O,
CDCl
3
, C
6
D
6
, CD
3
SOCD
3
и др.). Ампула с образцом помещается в мощное
постоянное магнитное поле , которое обеспечивают сверхпроводящие со-
леноиды. Приборы с магнитом 51 кГс (килогаусс) обычно называют спек-
трометрами на 220 МГц, а с магнитом 71 кГс – спектрометрами на 300
МГц. Сверхпроводимость достигается погружением электромагнитов в
жидкий гелий при 4 К . К однородности магнитного поля предъявляются
очень высокие требования, так как ею в основном определяется качество
получаемых спектров . Ампула в приборе вращается, чтобы исключить
возможность проявления неоднородности образца.
В перпендикулярном направлении к основному прикладывается
вращающееся магнитное поле . Поглощение энергии регистрируется спе -
циальным датчиком, преобразующим радиочастотный сигнал в электриче-
ский импульс. Время регистрации спектра составляет около 1 мин. Спектр
представляет собой зависимость интенсивности поглощения энергии от
величины δ, отражающей изменение частоты вращающегося поля. Обычно
спектр выглядит как набор узких резонансных сигналов , соответствующих
отдельным типам протонов. Для определения интенсивности (точнее,
площади) сигналов приборы снабжены устройством для записи интеграль-
ной кривой, преобразующей площади пиков в линейные отрезки . Легко
измеряемое соотношение длин этих отрезков даёт соотношение числа про-
тонов, которым соответствуют отдельные сигналы. Например, в спектре
ПМР уксусной кислоты (рис.22) соотношение длин отрезков , соответст -
вующих площади сигналов при δ 2,0 и 11,5 м.д., составляет 3:1, что указы-
вает на число атомов водорода в уксусной кислоте (три эквивалентных
протона метильной группы и один протон карбоксильной группы , сильно
различающиеся по химическому сдвигу ).
Таким образом, спектр ПМР позволяет определить количество раз-
личающихся типов протонов и число протонов каждого данного типа .
На частоту резонанса конкретного ядра влияет не только электрон-
ное окружение , но и соседние магнитные ядра. Если спин соседнего маг-
нитного ядра направлен вдоль поля постоянного магнита, то он усиливает
поле Н
0
в месте расположения первого ядра, если – против , то ослабляет
его на ту же величину. Влияние на магнитное экранирование протона спи -
на другого неэквивалентного протона, расположенного при соседнем угле -
родном атоме, называется спин-спиновым взаимодействием. Это явление
приводит к усложнению спектра.
Если протон при соседнем углеродном атоме отсутствует (например,
в группировках –ОСН
3
, -СОСН
3
), спин-спиновое взаимодействие не про-
является; в спектре возникает одиночный сигнал или синглет, как это по -
23 раст в ора в т онкую (диаме т ром 5 мм) ц илиндрич е скую ампулу длиной ~150 мм. Ампула заполняе т сяна 20-30 мм, дляч е го т ре буе т сяоколо 0,4 мл рас- т в ора. К онц е нт рац ияэт ого раст в ора обыч но сост ав ляе т 5-20%, т о е ст ь для пригот ов ле нияпробы т ре буе т ся5-10 мгв е ще ст в а. Приме няе мый раст в орит е ль в иде альном случ ае не долж е н соде р- ж ат ь собст в е нных прот онов (С С l4 и де йт е риров анные раст в орит е ли: D2O, CDCl3, C6D6, CD3SOCD3 и др.). Ампула с образц ом поме щае т ся в мощное пост оянное магнит ное поле , кот орое обе спе ч ив аю т св е рхпров одящие со- ле ноиды. Приборы с магнит ом 51 кГ с (килогаусс) обыч но назыв аю т спе к- т роме т рами на 220 М Г ц , а с магнит ом 71 кГ с – спе ктроме т рами на 300 М Г ц . С в е рхпров одимост ь дост игае т ся погруж е ние м эле ктромагнит ов в ж идкий ге лий при 4 К . К однородност и магнит ного поля пре дъ яв ляю т ся оч е нь в ысокие т ре бов ания, т аккаке ю в основ ном опре де ляе т ся кач е ст в о получ ае мых спе ктров . Ампула в приборе в ращае т ся, ч т обы исклю ч ит ь в озмож ност ь прояв ле нияне однородност и образц а. В пе рпе ндикулярном направ ле нии к основ ному прикладыв ае т ся в ращаю ще е ся магнит ное поле . Поглоще ние эне ргии ре гист рируе т ся спе - ц иальным дат ч иком, пре образую щим радиоч аст от ный сигнал в эле ктрич е - ский импульс. В ре мяре гист рац ии спе ктра сост ав ляе т около 1 мин. С пе ктр пре дст ав ляе т собой зав исимост ь инт е нсив ност и поглоще ния эне ргии от в е лич ины δ, от раж аю ще й изме не ние ч аст от ы в ращаю ще госяполя. О быч но спе ктр в ыглядит какнабор узких ре зонансных сигналов , соот в е т ст в ую щих от де льным т ипам прот онов . Д ля опре де ле ния инт е нсив ност и (т оч не е , площади) сигналов приборы снабж е ны уст ройст в ом длязаписи инт е граль- ной крив ой, пре образую ще й площади пиков в лине йные от ре зки. Л е гко изме ряе мое соот нош е ние длин эт их от ре зков даё т соот нош е ние ч исла про- т онов , кот орым соот в е т ст в ую т от де льные сигналы. Наприме р, в спе ктре ПМ Р уксусной кислот ы (рис.22) соот нош е ние длин от ре зков , соот в е т ст - в ую щих площади сигналов при δ 2,0 и 11,5 м.д., сост ав ляе т 3:1, ч т о указы- в ае т на ч исло ат омов в одорода в уксусной кислот е (т ри экв ив але нт ных прот она ме т ильной группы и один прот он карбоксильной группы, сильно различ аю щие сяпо химич е скому сдв игу). Таким образом, спе ктр ПМ Р позв оляе т опре де лит ь колич е ст в о раз- лич аю щихсят ипов прот онов и ч исло прот онов каж дого данного т ипа. На ч аст от у ре зонанса конкре т ного ядра в лияе т не т олько эле ктрон- ное окруж е ние , но и сосе дние магнит ные ядра. Е сли спин сосе дне го маг- нит ного ядра направ ле н в доль поля пост оянного магнит а, т о он усилив ае т поле Н0 в ме ст е располож е ния пе рв ого ядра, е сли – прот ив , т о ослабляе т е го на т у ж е в е лич ину. В лияние на магнит ное экраниров ание прот она спи- на другого не эквив але нт ного прот она, располож е нного при сосе дне м угле - родном ат оме , назыв ае т ся спин-спинов ым в заимоде йст в ие м. Э т о яв ле ние прив одит куслож не нию спе ктра. Е сли прот он при сосе дне м угле родном ат оме от сут ст в уе т (наприме р, в группиров ках –О С Н3, -С О С Н3), спин-спинов ое в заимоде йст в ие не про- яв ляе т ся; в спе ктре в озникае т одиноч ный сигнал или сингле т , какэт о по-
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 21
- 22
- 23
- 24
- 25
- …
- следующая ›
- последняя »