核磁共振谱学——在有机化学中的应用（第四版）

本书深入系统地论述了NMR谱学的几乎全部内容，作者主要参阅了近几年来国内外的诸多文献，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。本书还对蛋白、核酸生物大分子的核磁共振研究进展作了详细的介绍。本书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。 该书第四版对第三版的第三版的相关内容作了补充。增补了发表在国外顶级刊物上的一些重要的最新内容和NMR新谱图等。

第1章绪论

1.1概述1

1.2基本原理1

1.3基本概念3

1.3.1角动量和核磁矩3

1.3.2核磁共振(NMR)谱5

1.4其他小问题和相关论著简介7

1.4.1混合物的NMR测试7

1.4.2积分面积与分解反应7

1.4.3精细裂分9

1.4.41H-13C COSY10

1.4.5毛细管探头10

1.4.6信号发射和自由感应衰减(FID)11

1.4.715N NMR12

1.4.8相关文献与有关专著简介12

1.4.9几种核的性质14

第2章化学位移

2.1概述15

2.2屏蔽效应探讨18

2.2.1化学位移的计算19

2.2.2示例20

2.2.3化学位移的产生23

2.3影响屏蔽效应的一些因素24

2.3.1局部抗磁(屏蔽)效应24

2.3.2局部顺磁(去屏蔽)效应25

2.3.3邻位基团26

2.3.4影响化学位移的其他因素29

2.4对化学位移的进一步探讨30

2.4.1质子电荷密度对化学位移的影响30

2.4.2对邻碳原子的电荷密度的影响31

2.4.3相邻原子和化学键的诱导磁矩对化学位移的影响35

2.4.4环共轭π电子体系38

2.4.5环丙烷环上的磁异性39

2.4.6极性基团的电场效应和范德华效应40

2.4.7氢键对化学位移的影响41

2.5含氮化合物的质子化1H NMR滴定42

2.6相关有机金属化合物的化学位移44

2.7经验取代基常数45

2.8一些重要有机化合物中质子的化学位移47

第3章自旋-自旋耦合

3.1概述57

3.2多重峰的一般规律63

3.3比率J/（ν0δ）的意义65

3.4自旋-自旋耦合和分子结构的关系68

3.4.1耦合常数的大小与分子几何构型的关系68

3.4.2耦合常数和分子化学结构的关系69

3.5自旋系统的分类78

3.5.1模式78

3.5.2与一个自旋量子数I=1/2的原子核耦合（AX系统）78

3.5.3AX2、AX3、AXn系统79

3.5.4AMX系统80

3.5.5AB、AB２系统81

3.5.6ABX系统81

3.5.7ABC系统83

3.5.8几个四旋系统和其他系统84

3.61Ｈ与I=1/2和I>1/2的原子核耦合85

3.6.11Ｈ与I=1/2的原子核耦合85

3.6.21Ｈ与I>1/2的原子核耦合88

3.7等价原子核90

3.8强耦合作用91

3.9手性分子的NMR92

3.9.1手性效应92

3.9.2用NMR测定对映体过量(ee %值)的三种方法101

3.9.3化学位移差值图104

3.9.4一种新发现的手性分子NMR分析试剂105

3.10远程耦合107

3.10.1概述107

3.10.2远程耦合理论107

3.10.3位移试剂112

3.11与杂原子相连的质子的NMR和溶剂效应112

3.12化学交换115

3.12.1对称的构象变换115

3.12.2不对称的构象变换118

3.13有机化合物的自旋-自旋耦合常数表119

第4章复杂耦合现象和NOE效应

4.1磁等价126

4.1.1概述126

4.1.2磁等价性理论127

4.2复杂谱132

4.3自旋晶格弛豫134

4.3.1自旋晶格弛豫134

4.3.2自旋晶格弛豫的来源135

4.3.3诸种弛豫问题135

4.4NOE效应(核间奥氏效应或核极化效应)136

4.5四极弛豫139

4.6NOE效应及其应用141

4.6.1季碳原子141

4.6.2CH和CH2中的碳141

4.6.3NOE值对结构的确定142

4.6.4NOE效应对蛋白质结构的确定143

4.6.5分子动态结构研究144

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146

4.7.1核磁共振研究中的一些新进展146

4.7.2相关未知物结构解析155

4.8一些特殊的NMR研究新进展159

4.8.1仲氢诱导极化159

4.8.2旋转异构体的核磁共振研究162

4.8.3应用NMR谱来检测有机反应过程166

第5章13C NMR谱

5.1概述168

5.2几种去耦方法170

5.2.1质子宽带去耦170

5.2.2偏共振去耦170

5.2.3选择性质子去耦171

5.2.4门控去耦171

5.2.5反转门控去耦172

5.3其他问题172

5.3.1氘代的影响172

5.3.2化学位移等价173

5.3.313C-1H耦合常数值174

5.3.413C-13C耦合常数值176

5.3.5DEPT谱176

5.413C NMR谱的化学位移177

第6章二维谱

6.1概述183

6.2相关波谱分析法185

6.31H-1H COSY谱186

6.4双量子过滤的1H-1H COSY谱188

6.4.1化合物小蠹烯醇189

6.4.2石竹烯氧化物190

6.51H-13C COSY异核化学位移相关谱（HETCOR谱）192

6.6质子检出的HETCOR异核多量子相干谱（HMQC谱）196

6.7质子检测的远程1H-13C异核相关谱(HMBC谱)197

6.81H-1H NOESY相关谱201

6.913C-13C相关谱(非常规天然丰度双量子转移实验，INADEQUATE实验）202

6.10全相关谱205

6.11梯场NMR208

6.12关于二维谱HMBC表征的报道方法209

6.13三维NMR谱的发展和展望211

6.14四维NMR简介211

第7章生物大分子NMR简介

7.1蛋白质的NMR分析简介212

7.1.1概述212

7.1.2溶解条件的优化212

7.1.3标记与表达214

7.1.4相关实验215

7.1.5蛋白质相互作用的NMR分析221

参考文献225

7.2核酸的NMR分析简介227

7.2.1概述227

7.2.2样品的制备228

7.2.3用于多核NMR标记的核酸的制备229

7.2.4分析策略——新的灵敏度优化229

7.2.5氢键的NMR检出234

7.2.6J耦合的测定236

7.2.7残余偶极耦合——用于阐明结构236

7.2.8对核酸弛豫作用的研究239

7.2.9NMR在活细胞中的应用242

7.2.10结论243

参考文献243

7.3通过氢键的标量耦合246

7.3.1概述246

7.3.2生物大分子中的氢键标量耦合248

7.3.3与化学位移的关系253

7.3.4几何形态的影响254

7.3.5应用255

7.3.6结论256

参考文献258

7.4生物活性大分子NMR研究新进展260

7.4.113C/1５N标记的蛋白质中H键260

7.4.2蛋白质结构中13C和15N的化学位移261

7.4.3镧系示踪原子对蛋白质结构测定的应用262

7.4.4生物大分子中的亚甲基的弛豫优化263

7.4.5嘌呤和嘧啶碱基中的偶极耦合263

7.4.6细胞因子的NMR分析264

7.4.7魔角旋转固态NMR表征RNA中的氢键264

7.4.8NMR谱在啤酒成分鉴定中的应用265

7.4.9魔角旋转固体NMR(MAS ssNMR)技术的重要进展266

7.4.10固体NMR最新进展268

参考文献268

第8章核磁共振位移试剂和NMR成像及前景

8.1稀土化学位移试剂的理论269

参考文献271

8.2化学位移试剂的应用272

参考文献273

8.3稀土化学位移试剂与NMR成像274

参考文献276

8.4核磁共振成像及前景277

8.4.1核磁共振成像277

8.4.2核磁共振成像发展的广阔前景278

第9章若干NMR谱图

附录Ⅰ19F NMR谱和31P NMR及77Se NMR谱的相关化学位移数据表

附录Ⅱ相关NMR溶剂数据表

附录Ⅲ质谱要点

全书参考文献

后记

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