新維創(chuàng)生物核磁NMR剖析之-如何比較化合物的化學(xué)位移大???
化學(xué)位移是描述磁性核共振頻率的相對(duì)值,越大表明共振頻率也就越大。盡管如此,這個(gè)對(duì)于剛學(xué)磁共振波譜分析的同學(xué)還是非常不友好,主要原因就是它有悖于我們的日常習(xí)慣,一般從左往右,數(shù)值是越來(lái)越大,比如數(shù)字0-10,現(xiàn)在突然來(lái)了個(gè)10-0 ppm,那到底10大還是0大,為什么逆著來(lái)?估計(jì)很多初學(xué)者知其然不知其所以然。
化學(xué)位移的提出主要是為了滿足同一種磁性核化學(xué)位移在不同規(guī)格的磁共振波譜儀器下的統(tǒng)一,而把TMS中的氫質(zhì)子化學(xué)位移定為0。最早我們采用的是連續(xù)波磁共振波譜儀,分為掃場(chǎng)和掃頻兩種模式,掃場(chǎng)是固定射頻脈沖發(fā)射頻率,變化磁場(chǎng)大小,只有外磁場(chǎng)大小滿足v=γB0(v是固定的),該類氫質(zhì)子才可以達(dá)到共振,從左往右,場(chǎng)強(qiáng)依次增強(qiáng),這是符合我們?nèi)粘A?xí)慣的,同樣一個(gè)分子,受電子屏蔽作用越大的核,達(dá)到那個(gè)共振頻率,所需要的場(chǎng)強(qiáng)也就越大(一部分外磁場(chǎng)需要抵消電子屏蔽作用),那就是在最右邊,比如TMS,碳上連接的氫質(zhì)子受到非常強(qiáng)的屏蔽作用(環(huán)流作用產(chǎn)生的逆磁場(chǎng)),由此,我們把最左邊稱為低場(chǎng),最右邊稱為高場(chǎng)。
同理可知,掃頻是保持外磁場(chǎng)B0不變,不斷改變射頻脈沖頻率,讓發(fā)射的頻率等于本身的共振頻率,才可以共振。同樣也是由不同種氫質(zhì)子的化學(xué)環(huán)境不一樣,屏蔽效應(yīng)強(qiáng)的因?yàn)榈窒袅艘徊糠滞獯艌?chǎng)強(qiáng)度,所以受到的有效外磁場(chǎng)強(qiáng)度是小于B0,由此是處于低共振頻率,反之則處于高頻,這時(shí)候從左往右,那就是高頻→低頻,此時(shí)上面講得與低場(chǎng)→高場(chǎng),那就完全相反了。
而化學(xué)位移不是按場(chǎng)強(qiáng)大小來(lái)算的,而是按共振頻率來(lái)計(jì)算的,比如在500MHz中的4.7ppm位置,那就是4.7×500Hz,是頻率單位,這就是為什么從左到右是高頻→低頻了,4.7 ppm→ 0 ppm,就是4.7×500Hz → 0 Hz.
再回到此題,就簡(jiǎn)單了,比較哪個(gè)化學(xué)位移大,你就看哪個(gè)共振頻率大,哪個(gè)共振頻率大你就看哪個(gè)去屏蔽效應(yīng)更大(這里是比較電子云密度),再往下就是比較旁邊電負(fù)性大小了,是不是就比較簡(jiǎn)單了。當(dāng)然有時(shí)候電子密度大的時(shí)候,也不一樣屏蔽作用強(qiáng),比如苯環(huán),這里需要考慮電子環(huán)流作用產(chǎn)生的磁各向異性,考慮電負(fù)性只是一個(gè)常見(jiàn)的因素。
