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まず、簡単な歴史の発展最初の段階:1945年から1951年、核磁気共鳴の発明と期間の理論的および実験的基礎を築く:ブロック(スタンフォード大学、水プロトン信号で観察)およびパーセル(ハーバード大学、パラフィンプロトン信号で観察された)ノーベルボーナスを取得しました。第2段階:多くの重要な問題を解決するために、化学者や生物学者が認めた、開発期間の1951年から1960年までの役割。 1953年は最初の30MHz核磁気共鳴分光計に登場しました。 1958年と60MHz、100MHzの楽器の出現の初期。 1950年代半ばに1H-NMR、19F-NMR、31P-NMRが開発されました。第3段階:60〜70年、NMR技術の飛躍期。感度と分解能を向上させるためのパルスフーリエ変換技術は、13C核を日常的に測定できます。デュアル周波数およびマルチ周波数共振技術;第4段階:1970年代後半の理論と技術開発が成熟しました.1,200、300、500 MHz、600 MHz超伝導NMR分光計; 2、アプリケーションでのさまざまなパルスシリーズのアプリケーションが重要になります開発; 3、2D-NMRが登場; 4、マルチコア研究、すべての磁気コアに適用可能; 5、「核磁気共鳴イメージング技術」と他の新しい分岐分野が存在する。第2に、主な目的:1。構造の決定と確認。時には構成とコンフォメーションを決定できる2。化合物純度検査、シンナーの感度、高感度ペーパークロマトグラフィー3。主信号などの混合分析は、分離せずにオーバーラップせず、混合物の割合を決定できます。プロトン交換、単結合の回転、環の変換、および推定速度のその他の化学変化1。核のスピンすべての元素の同位体のうち、核の約半分にはスピン運動があります。これらのスピン核は核磁気共鳴の対象です。スピン量子:核のスピン運動を表す量子数の数で、整数、半整数、ゼロのいずれかになります。有機化合物の構成要素では、C、H、O、Nが最も重要な要素です。その同位体では、12C、16Oは非磁性であり、したがって核磁気共鳴を受けません。 1Hの天然存在量が大きく、磁性が強く、決定が容易であるため、NMR研究は主に陽子を対象としていました。 13Cの存在量は少なく、12C 1.1%のみで、信号感度は1/64を得るための陽子にすぎません。したがって、全体の感度は1Hの1/6000にすぎず、決定するのがより困難です。しかし、過去30年間で、核磁気共鳴装置は大幅に改善され、13Cスペクトルで短時間に測定でき、より多くの情報を提供できるようになり、NMRの主な手段になりました。 1H、19F、31P球形の大きくて強い磁気および核電荷分布の自然存在量、最も決定が容易2。核磁気共鳴現象①歳差運動:特定の磁気モーメントでスピンする外部磁場H0の作用下で、このコアは運動学的運動の角度を形成します。歳差運動速度は、H0(外部磁場強度)に比例します。②外部磁場配向での核スピン:外部磁場がない場合、スピン磁気配向はカオス的です。磁気コアは、(2I + 1)方向の外部磁場H0にあります。外部磁場での磁気コアのスピンは、重力場でのジャイロスコープの歳差運動(回内、スイング)に類似している可能性があります。③核磁気共鳴の条件磁気共鳴磁場には、磁気核、外部磁場が必要ですそしてRF磁場。 RF磁場の周波数は、スピン核の歳差運動の周波数に等しく、共鳴は低エネルギー状態から高エネルギー状態に発生します。④核磁気共鳴現象:外部磁場H0の垂直方向回転磁場H1が歳差運動核に適用されます。 H1の回転周波数が核の回転歳差周波数に等しい場合、歳差運動核はH1からエネルギーを吸収し、低エネルギー状態から高エネルギー状態に遷移することができます。核磁気共鳴。飽和と緩和低エネルギー核は、高エネルギー核よりもわずか0.001%高いだけです。したがって、低エネルギー状態のコアは常に高エネルギー核よりも多くなります。これは、そのような少しの余剰があり、電磁波の吸収を観察できるためです。電磁波の核の連続吸収、元の低エネルギー状態が徐々に減少し、吸収信号の強度が弱まり、最終的に完全に消える場合、この現象は飽和と呼ばれます。飽和が発生すると、2つのスピン状態のコアの数はまったく同じになります。外部磁場では、低エネルギー原子核は一般に高エネルギー状態よりも核であり、電磁波エネルギーを吸収してコアの高エネルギー状態に移行し、さまざまなエネルギー機構によって放出されます。元の低エネルギー状態に戻る、緩和と呼ばれるこのプロセス4。シールド効果–化学シフト①共鳴の理想的な状態孤立した裸の原子核の場合、ΔE=(h /2π)γ・H;特定のH0の下では、原子核にはΔEΔE= Eの外側が1つしかない=hν吸収の唯一の周波数νのみH0 = 2.3500 T、100 MHzの1H吸収周波数、25.2 MHzの13C吸収周波数②実際のコア:シールド現象電子外部の核(分離されていない、露出されていない) 、静電相互作用、分子間力想像:H0 = 2.3500 Tでは、シールドの外部電子により、核の位置では、実際の磁場は2.3500よりわずかに小さく、共振周波数は100 MHzよりわずかに高くなりますか? 1Hは0〜10、13Cは0〜250水素核は外部に電子を持ち、磁場の磁力線をはじく。原子核の場合、周囲の電子はシールド(シールド)効果です。コアの周りの電子雲の密度が大きいほど、シールド効果が大きくなり、それに対応して磁場強度が増加して共鳴します。原子核の周りの電子雲密度は、結合したグループの影響を受けるため、異なる化学環境の原子核は、異なるシールド効果の影響を受け、核磁気共鳴信号も異なる場所に現れます。③60 MHzまたは100MHzの楽器、有機化合物のプロトンの電磁波周波数は約1000Hzまたは1700Hzです。構造を決定する際に、正しい共振周波数を決定する必要があり、通常は相対周波数を決定するための標準として適切な化合物を使用して、数Hzの精度が必要になることがよくあります。標準化合物の共鳴周波数とプロトンの共鳴周波数の差をケミカルシフトといいます。 H NMR分光情報信号の数:分子内に存在するプロトンの種類の数信号の位置:各プロトンの電子環境、化学シフト信号の強度:各プロトンの数または数スプリットの状況:数異なるプロトンが存在する一般的なタイプの有機化合物の化学シフト①誘導効果②共役効果π電子の変位によるプロトン遮蔽により共役効果が弱いまたは増強されます③異方性効果π電子に対するHの化学シフトを説明することは困難です、および電気陰性度を説明することは困難です④Hキー効果ROH、0.5〜5のRNH2、4〜7のArOH、変化の範囲、多くの要因の影響。温度、溶媒、濃度変化による水素結合、水素結合に関連する構造と変化を理解できます。⑤溶媒効果ベンゼンはDMFと複合体を形成します。ベンゼン環の電子雲は、DMFのプラス側を引き付け、マイナス側を拒否します。 αメチルはシールド領域にあり、共鳴は高磁場に移動します。 βメチルがマスキング領域にあり、共鳴吸収が低磁場に移動し、その結果、2つの吸収ピーク位置が入れ替わる。
出典:Meeyou Carbide

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