核磁共振谱学

第1章 绪论

1.1 概述

1.2 基本原理

1.3 基本概念

1.3.1 角动量和核磁矩

1.3.2 核磁共振（NMR）谱

1.4 其他小问题和相关论著简介

1.4.1 混合物的NMR测试

1.4.2 积分面积与分解反应

1.4.3 精细裂分

1.4.4 1H13C COSY

1.4.5 毛细管探头

1.4.6 信号发射和自由感应衰减（FID）

1.4.7 15N NMR

1.4.8 相关文献与有关专著简介

1.4.9 几种核的性质

第2章 化学位移

2.1 概述

2.2 屏蔽效应探讨

2.2.1 化学位移的计算

2.2.2 示例

2.2.3 化学位移的产生

2.3 影响屏蔽效应的一些因素

2.3.1 局部抗磁（屏蔽）效应

2.3.2 局部顺磁（去屏蔽）效应

2.3.3 邻位基团

2.3.4 影响化学位移的其他因素

2.4 对化学位移的进一步探讨

2.4.1 质子电荷密度对化学位移的影响

2.4.2 对邻碳原子的电荷密度的影响

2.4.3 相邻原子和化学键的诱导磁矩对化学位移的影响

2.4.4 环共轭π电子体系

2.4.5 环丙烷环上的磁异性

2.4.6 极性基团的电场效应和范德华效应

2.4.7 氢键对化学位移的影响

2.5 相关有机金属化合物的化学位移

2.6 经验取代基常数

2.7 一些重要有机化合物中质子的化学位移

第3章 自旋自旋耦合

3.1 概述

3.2 多重峰的一般规律

3.3 比率J/（ν0δ）的意义

3.4 自旋自旋耦合和分子结构的关系

3.4.1 耦合常数的大小与分子几何构型的关系

3.4.2 耦合常数和分子化学结构的关系

3.5 自旋系统的分类

3.5.1 模式

3.5.2 与一个自旋量子数I=1/2的原子核耦合（AX系统）

3.5.3 AX2、AX3、AXn系统

3.5.4 AMX系统

3.5.5 AB、AB２系统

3.5.6 ABX系统

3.5.7 ABC系统

3.5.8 几个四旋系统和其他系统

3.6 １Ｈ与I=1/2和I>1/2的原子核耦合

3.6.1 １Ｈ与I=1/2的原子核耦合

3.6.2 １Ｈ与I>1/2的原子核耦合

3.7 等价原子核

3.8 强耦合作用

3.9 手性分子的NMR

3.9.1 手性效应

3.9.2 用NMR测定对映体过量（ee %值）的三种方法

3.9.3 化学位移差值图

3.1 0远程耦合

3.1 0.1 概述

3.1 0.2 远程耦合理论

3.1 0.3 位移试剂

3.1 1与杂原子相连的质子的NMR和溶剂效应

3.1 2化学交换

3.1 2.1 对称的构象变换

3.1 2.2 不对称的构象变换

3.1 3有机化合物的自旋自旋耦合常数表

第4章 复杂耦合现象和NOE效应

4.1 磁等价

4.1.1 概述

4.1.2 磁等价性理论

4.2 复杂谱

4.3 自旋晶格弛豫

4.3.1 自旋晶格弛豫

4.3.2 自旋晶格弛豫的来源

4.3.3 诸种弛豫问题

4.4 NOE效应（核间奥氏效应或核极化效应）

4.5 四极弛豫

4.6 NOE效应及其应用

4.6.1 季碳原子

4.6.2 CH和CH2中的碳

4.6.3 NOE值对结构的确定

4.6.4 NOE效应对蛋白质结构的确定

4.6.5 分子动态结构研究

4.7 核磁共振研究中的一些新进展和相关未知物结构解析

4.7.1 核磁共振研究中的一些新进展

4.7.2 相关未知物结构解析

4.8 一些特殊的NMR研究新进展

4.8.1 仲氢诱导极化

4.8.2 旋转异构体的核磁共振研究

4.8.3 应用NMR谱来检测有机反应过程

第5章 13C NMR谱

5.1 概述

5.2 几种去耦方法

5.2.1 质子宽带去耦

5.2.2 偏共振去耦

5.2.3 选择性质子去耦

5.2.4 门控去耦

5.2.5 反转门控去耦

5.3 其他问题

5.3.1 氘代的影响

5.3.2 化学位移等价

5.3.3 13C1H耦合常数值

5.3.4 13C13C耦合常数值

5.3.5 DEPT谱

5.4 13C NMR谱的化学位移

第6章 二维谱

6.1 概述

6.2 相关波谱分析法

6.3 1H1H COSY谱

6.4 双量子过滤的1H1H COSY谱

6.4.1 化合物小蠹烯醇

6.4.2 石竹烯氧化物

6.5 1H13C COSY异核化学位移相关谱（HETCOR谱）

6.6 质子检出的HETCOR异核多量子相干谱（HMQC谱）

6.7 质子检测的远程1H13C异核相关谱（HMBC谱）

6.8 1H1H NOESY相关谱

6.9 13C13C相关谱（非常规天然丰度双量子转移实验，INADEQUATE实验）

6.1 0全相关谱

6.1 1梯场NMR

6.1 2关于二维谱HMBC表征的报道方法

6.1 3三维NMR谱的发展和展望

第7章 生物大分子NMR简介

7.1 蛋白质的NMR分析简介

7.1.1 概述

7.1.2 溶解条件的优化

7.1.3 标记与表达

7.1.4 相关实验

7.1.5 蛋白质相互作用的NMR分析

全书参考文献

7.2 核酸的NMR分析简介

7.2.1 概述

7.2.2 样品的制备

7.2.3 用于多核NMR标记的核酸的制备

7.2.4 分析策略——新的灵敏度优化

7.2.5 氢键的NMR检出

7.2.6 J耦合的测定

7.2.7 残余偶极耦合——用于阐明结构

7.2.8 对核酸弛豫作用的研究

7.2.9 NMR在活细胞中的应用

7.2.1 0结论

参考文献

7.3 通过氢键的标量耦合

7.3.1 概述

7.3.2 生物大分子中的氢键标量耦合

7.3.3 与化学位移的关系

7.3.4 几何形态的影响

7.3.5 应用

7.3.6 结论

参考文献

7.4 生物活性大分子NMR研究新进展

7.4.1 13C/１５N标记的蛋白质中H键

7.4.2 蛋白质结构中13C和15N的化学位移

7.4.3 镧系示踪原子对蛋白质结构测定的应用

7.4.4 生物大分子中的亚甲基的弛豫优化

7.4.5 嘌呤和嘧啶碱基中的偶极耦合

7.4.6 细胞因子的NMR分析

7.4.7 魔角旋转固态NMR表征RNA中的氢键

7.4.8 NMR谱在啤酒成分鉴定中的应用

7.4.9 魔角旋转固体NMR（MAS ssNMR）技术的最新重要进展

参考文献

第8章 若干NMR谱图

附录Ⅰ 相关NMR溶剂数据表

附录Ⅱ 质谱要点

全书参考文献

后记

作者简介

《核磁共振谱学：在有机化学中的应用（第三版）》深入系统地论述了NMR谱学的几乎全部内容，作者主要参阅了近几年来国外这方面的诸多文献，对氢谱、碳谱、二维谱、蛋白和核酸的NMR分析等问题作了深入的阐述。在1H NMR中，对氢谱涉及到的自旋-自旋耦合，核间奥氏效应（NOE），分子立体结构和手性中心对相邻质子的作用等作了详细说明。对13C NMR谱的去耦技术和在非去耦条件下的13C-1H耦合、13C-13C耦合等问题作了概述。用一章的篇幅对2D NMR作了专门的论述。《核磁共振谱学：在有机化学中的应用（第三版）》还对蛋白、核酸生物大分子的核磁共振研究进展作了详细的介绍，并给出了大量参考文献。《核磁共振谱学：在有机化学中的应用（第三版）》最后附了大量谱图供大家参考，特别是对许多谱图作了表征。

核磁场共振仪唯一能够帮助我们“看清楚”肉眼看不见的微小的有机分子的精细结构。核磁场共振在有机化合物结构鉴定中起着极其重要的作用。NMR是一门充满趣味的科学，其理论深邃，具有很强的吸引力; 核磁共振的内容博大精深，涉及面广，实用性极强，与有机合成化学和生命科学以及有机新材料等学科的关系极为密切。《核磁共振谱学：在有机化学中的应用（第三版）》把科学理论和有机化合物解谱结合在一起，因而受到欢迎。
　　从学术方面讲，NMR的研究获得过多次最高成就，如美国科学家F. 布洛赫和E. M. 珀塞尔因发现物质核磁共振现象获得1952年诺贝尔物理学奖，瑞士科学家家R. R. 恩斯特因为发展傅里叶变换核磁共振和二维核磁谱技术获1991年诺贝尔化学奖；瑞士科学家K. 维特里希因发展用核磁共振谱测定溶液中生物大分子的三维结构而获2002年诺贝尔化学奖。目前，在化学顶级刊物上不断会阅读到核磁共振研究的新成果。从应用方面讲，NMR是从事有机化学、药物化学、植物化学、生物化学、石油化学、化学工业、材料化学、化学生物学、生命科学等方面的科研人员必须掌握的一种重要的工具。NMR的研究已经深入到蛋白质科学和脑科学的层面，应用核磁共振成像技术（MRI）进行 医疗诊断在各大医院已经非常普遍。