核磁共振譜學：在有機化學中的應用(第三版)（簡體書）

本書深入系統地論述了NMR譜學的幾乎全部內容，作者主要參閱了近幾年來國外這方面的諸多文獻，對氫譜、碳譜、二維譜、蛋白和核酸的NMR分析等問題作了深入的闡述。在1H NMR中，對氫譜涉及到的自旋-自旋耦合，核間奧氏效應(NOE)，分子立體結構和手性中心對相鄰質子的作用等作了詳細說明。對13C NMR譜的去耦技術和在非去耦條件下的13C-1H耦合、13C-13C耦合等問題作了概述。用一章的篇幅對2D NMR作了專門的論述。本書還對蛋白、核酸生物大分子的核磁共振研究進展作了詳細的介紹，並給出了大量參考文獻。本書最后附了大量譜圖供大家參考，特別是對許多譜圖作了表征。

王乃興，中國科學院理化技術研究所，擔任國際本專業雜志常任審稿人，研究員、博士生導師，1993年入中國科學院化學研究所做博士后，1995年完成博士后研究留所並晉升副研究員。1996年赴美國從事博士后研究，在美國Rice大學(1998年全美排名第13)獲Robert A. Welch 博士后獎學金和Extraordinary Ability Individuals (O-1-VISA)等。2000年回國入選中科院“百人計劃”。目前，已經全合成了含四個手性中心的復雜的生物醫學活性分子，用新方法合成了手性抗高血壓的β受體阻滯劑和一些復雜功能分子，在美國Org. lett.和J. Phys. Chem.等核心國際科學刊物發表了多篇論文。到目前，已在國外和國內科技刊物上發表論文150余篇，專著三部，申請發明專利12項，獲授權專利9項，擔任國際本專業雜志常任審稿人。目前主要從事手性化合物和復雜分子的合成及方法學研究。擔任中國科學院研究生院博士生導師，已培養畢業的博士生多名。部分在國外深造，部分在國內製藥公司任高級研究人員或在國內高校工作，其中四人在讀期間獲得所長獎學金或其他獎項，有多人在美國做博士后研究，博士生唐石2008年7月獲中國科學院一項冠名獎。

核磁場共振儀唯 一能夠幫助我們“看清楚”肉眼看不見的微小的有機分子的精細結構。核磁場共振在有機化合物結構鑒定中起著極其重要的作用。NMR是一門充滿趣味的科學，其理論深邃，具有很強的吸引力；核磁共振的內容博大精深，涉及面廣，實用性極強，與有機合成化學和生命科學以及有機新材料等學科的關系極為密切。這本書把科學理論和有機化合物解譜結合在一起，因而受到歡迎。 從學術方面講，NMR的研究獲得過多次 成就，如美國科學家F.布洛赫和E.M.珀塞爾因發現物質核磁共振現象獲得1952年諾貝爾物理學獎，瑞士科學家家R.R.恩斯特因為發展傅里葉變換核磁共振和二維核磁譜技術獲1991年諾貝爾化學獎；瑞士科學家K.維特里希因發展用核磁共振譜測定溶液中生物大分子的三維結構而獲2002年諾貝爾化學獎。目前，在化學 刊物上不斷會閱讀到核磁共振研究的新成果。從應用方面講，NMR是從事有機化學、藥物化學、植物化學、生物化學、石油化學、化學工業、材料化學、化學生物學、生命科學等方面的科研人員必須掌握的一種重要的工具。NMR的研究已經深入到蛋白質科學和腦科學的層面，應用核磁共振成像技術(MRI)進行醫療診斷在各大醫院已經非常普遍。

第1章緒論1
1.1概述1
1.2基本原理1
1.3基本概念3
1.3.1角動量和核磁矩3
1.3.2核磁共振(NMR)譜5
1.4其他小問題和相關論著簡介6
1.4.1混合物的NMR測試6
1.4.2積分面積與分解反應8
1.4.3精細裂分8
1.4.41H13C COSY9
1.4.5毛細管探頭10
1.4.6信號發射和自由感應衰減(FID)10
1.4.715N NMR11
1.4.8相關文獻與有關專著簡介11
1.4.9幾種核的性質13

第2章化學位移14
2.1概述14
2.2屏蔽效應探討17
2.2.1化學位移的計算18
2.2.2示例19
2.2.3化學位移的產生21
2.3影響屏蔽效應的一些因素22
2.3.1局部抗磁(屏蔽)效應22
2.3.2局部順磁(去屏蔽)效應23
2.3.3鄰位基團24
2.3.4影響化學位移的其他因素27
2.4對化學位移的進一步探討28
2.4.1質子電荷密度對化學位移的影響28
2.4.2對鄰碳原子的電荷密度的影響28
2.4.3相鄰原子和化學鍵的誘導磁矩對化學位移的影響32
2.4.4環共軛π電子體系35
2.4.5環丙烷環上的磁異性36
2.4.6極性基團的電場效應和范德華效應37
2.4.7氫鍵對化學位移的影響37
2.5相關有機金屬化合物的化學位移39
2.6經驗取代基常數40
2.7一些重要有機化合物中質子的化學位移41

第3章自旋自旋耦合51
3.1概述51
3.2多重峰的一般規律56
3.3比率J/（ν0δ）的意義58
3.4自旋自旋耦合和分子結構的關系61
3.4.1耦合常數的大小與分子幾何構型的關系61
3.4.2耦合常數和分子化學結構的關系62
3.5自旋系統的分類70
3.5.1模式70
3.5.2與一個自旋量子數I=1/2的原子核耦合（AX系統）70
3.5.3AX2、AX3、AXn系統71
3.5.4AMX系統72
3.5.5AB、AB２系統73
3.5.6ABX系統73
3.5.7ABC系統75
3.5.8幾個四旋系統和其他系統76
3.6１Ｈ與I=1/2和I＞1/2的原子核耦合77
3.6.1１Ｈ與I=1/2的原子核耦合77
3.6.2１Ｈ與I＞1/2的原子核耦合80
3.7等價原子核81
3.8強耦合作用82
3.9手性分子的NMR83
3.9.1手性效應83
3.9.2用NMR測定對映體過量(ee %值)的三種方法91
3.9.3化學位移差值圖94
3.10遠程耦合95
3.10.1概述95
3.10.2遠程耦合理論95
3.10.3位移試劑100
3.11與雜原子相連的質子的NMR和溶劑效應100
3.12化學交換103
3.12.1對稱的構象變換103
3.12.2不對稱的構象變換105
3.13有機化合物的自旋自旋耦合常數表107

第4章復雜耦合現象和NOE效應113
4.1磁等價113
4.1.1概述113
4.1.2磁等價性理論113
4.2復雜譜118
4.3自旋晶格弛豫120
4.3.1自旋晶格弛豫120
4.3.2自旋晶格弛豫的來源120
4.3.3諸種弛豫問題121
4.4NOE效應(核間奧氏效應或核極化效應)122
4.5四極弛豫125
4.6NOE效應及其應用126
4.6.1季碳原子126
4.6.2CH和CH2中的碳127
4.6.3NOE值對結構的確定127
4.6.4NOE效應對蛋白質結構的確定128
4.6.5分子動態結構研究129
4.7核磁共振研究中的一些新進展和相關未知物結構解析131
4.7.1核磁共振研究中的一些新進展131
4.7.2相關未知物結構解析139
4.8一些特殊的NMR研究新進展143
4.8.1仲氫誘導極化143
4.8.2旋轉異構體的核磁共振研究145
4.8.3應用NMR譜來檢測有機反應過程148

第5章13C NMR譜150
5.1概述150
5.2幾種去耦方法151
5.2.1質子寬帶去耦151
5.2.2偏共振去耦152
5.2.3選擇性質子去耦152
5.2.4門控去耦153
5.2.5反轉門控去耦153
5.3其他問題153
5.3.1氘代的影響153
5.3.2化學位移等價154
5.3.313C1H耦合常數值155
5.3.413C13C耦合常數值157
5.3.5DEPT譜157
5.413C NMR譜的化學位移158

第6章二維譜164
6.1概述164
6.2相關波譜分析法166
6.31H1H COSY譜167
6.4雙量子過濾的1H1H COSY譜168
6.4.1化合物小蠹烯醇169
6.4.2石竹烯氧化物170
6.51H13C COSY異核化學位移相關譜（HETCOR譜）172
6.6質子檢出的HETCOR異核多量子相干譜（HMQC譜）175
6.7質子檢測的遠程1H13C異核相關譜(HMBC譜)176
6.81H1H NOESY相關譜180
6.913C13C相關譜(非常規天然豐度雙量子轉移實驗，INADEQUATE實驗）181
6.10全相關譜183
6.11梯場NMR186
6.12關于二維譜HMBC表征的報道方法187
6.13三維NMR譜的發展和展望189

第7章生物大分子NMR簡介190
7.1蛋白質的NMR分析簡介190
7.1.1概述190
7.1.2溶解條件的優化190
7.1.3標記與表達191
7.1.4相關實驗192
7.1.5蛋白質相互作用的NMR分析197
全書參考文獻200
7.2核酸的NMR分析簡介203
7.2.1概述203
7.2.2樣品的制備203
7.2.3用于多核NMR標記的核酸的制備204
7.2.4分析策略——新的靈敏度優化205
7.2.5氫鍵的NMR檢出209
7.2.6J耦合的測定210
7.2.7殘余偶極耦合——用于闡明結構210
7.2.8對核酸弛豫作用的研究212
7.2.9NMR在活細胞中的應用215
7.2.10結論216
參考文獻216
7.3通過氫鍵的標量耦合218
7.3.1概述218
7.3.2生物大分子中的氫鍵標量耦合220
7.3.3與化學位移的關系224
7.3.4幾何形態的影響225
7.3.5應用225
7.3.6結論228
參考文獻228
7.4生物活性大分子NMR研究新進展230
7.4.113C/１５N標記的蛋白質中H鍵230
7.4.2蛋白質結構中13C和15N的化學位移231
7.4.3鑭系示蹤原子對蛋白質結構測定的應用232
7.4.4生物大分子中的亞甲基的弛豫優化233
7.4.5嘌呤和嘧啶堿基中的偶極耦合233
7.4.6細胞因子的NMR分析234
7.4.7魔角旋轉固態NMR表征RNA中的氫鍵234
7.4.8NMR譜在啤酒成分鑒定中的應用235
7.4.9魔角旋轉固體NMR(MAS ssNMR)技術的最新重要進展236
參考文獻237

第8章若干NMR譜圖238

附錄Ⅰ相關NMR溶劑數據表315

附錄Ⅱ質譜要點316

全書參考文獻317

后記319

作者簡介321