книги из ГПНТБ / Сысоев, А. Н. Гидродинамика сжимаемой жидкости учеб. пособие
.pdfé
/
1
••• X»
V
"**4
1 |
I -о |
•*
int
I ФАРРАР • Э. БЕККЕР
ИМПУЛЬСНАЯ И
ФУРЬЕ-СПЕКТРОСКОПИЯ
ЯМР
: ïi |
)■ |
/ |
|
PULSE
AND
FOURIER TRANSFORM NMR
INTRODUCTION TO THEORY AND METHODS
THOMAS C. FARRAR
NATIONAL BUREAU OF STANDARDS
WASHINGTON, D. C.
EDWIN D. BECKER
NATIONAL INSTITUTES OF HEALTH
BETHESDA, MARYLAND
ACADEM IC PR E SS
N E W Y O R K A N D LO NDO N . 1971
Т. ФАРРАР Э. БЕККЕР
ИМПУЛЬСНАЯ
и
ФУРЬЕ-СПЕКТРОСКОПИЯ ЯМР
Перевод с английского В. А. КВАСОВА Под редакцией
доктора фпз.-мат. паук Э. И. ФЕДИНА
ИЗДАТЕЛЬСТВО «МИГ> МОСКВА 1973
УДК 543.422.23
fO C . ЛУБ-ЛИЧНА*
НАУЦН0--Т5.>(' 'ИЧЕС1 БИБЛИОТЕКА CGC
г г - г ъ г а ч і
Книга посвящена новому физическому методу исследования — импульсной и фурье-спектроскопии. Это первая в мировой литературе монография в дан ной области, написанная к тому же известными спе циалистами. В ней кратко и четко изложены принци пиальные основы импульсных методов ЯМР, дано ясное представление о их информационных возмож ностях и развитии в ближайшем будущем. Специаль ная глава посвящена аппаратуре и методике измере ний. Приведено несколько примеров применения ме тода для кинетических и других исследований.
Книга предназначена для научных работников — химиков-органкков, фнзнко-хнмиков и физиков.
Редакция литературы по химии
Издательство «Мир», 1973 г.
Ф 0254—088 041(01)—7
П Р Е Д И С Л О В И Е
Эта книга задумана авторами в 1970 г., когда сложи лось мнение, что импульсные методы И'фурье-спектроско- пия сулят революционные перспективы в химической радио спектроскопии. Слово «революционный» может показаться малообоснованным, когда его применяют к таким достаточ но давно известным вещам, как преобразование Фурье или даже импульсные методы ЯМР. Важно подчеркнуть поэ тому, что речь идет о широкой доступности этих красивых и информативных физических методик, о перспективах их массового повседневного применения в химических иссле дованиях.
Уместно напомнить, что специалисты в области радио спектроскопии никогда не противопоставляли импульсные методы стационарным; огромная распространенность «ста ционарных» (неимпульсных) ’ЯМР-спектрометров обуслов лена не преимуществами стационарных методов перед им пульсными, а тем обстоятельством, что промышленности научного приборостроения удалось в свое время разрабо тать и впечатляющим образом усовершенствовать технику стационарной -ЯМР-спектроскопии, доведя ее до уровня массовой применимости в лабораториях, исследующих строение сложных молекул. Импульсные радиоспектро метры в течение последних 10—15 лет выпускались мел кими сериями в СССР, ФРГ и Японии, однако они не вы зывали интереса у исследователей, работающих методом ЯМР высокого разрешения, так как отклик многоспиновой системы на радиочастотный импульс превращается в спектр лишь после трудоемких вычислений.
В 1958 г. Ф. И. Скрипов с сотрудниками [Изв. АН СССР,
сер. физ., XXII, 1141 (1958)1 получили спектр ЯМР-Р31 высокого разрешения для трибутоксифосфина, применив
6 Предисловие
преобразование Фурье к сигналу свободной индукции, накопленному фотоспособом после серии 90°-ных импульсов. На пути реализации очевидных преимуществ фурье-спектро- скопии ЯМР в течение 10 лет лежали «всего лишь» два пре пятствия: во-первых, не было дешевых и компактных ЭВМ для выполнения быстрого преобразования Фурье и, вовторых, необходимо было сочетать-стабильность резонанс ных условий стационарных ЯМР-спектрометров со специ фическими особенностями мощных когерентных импульсных радиочастотных систем. Решающим звеном в преодолении этих препятствий явился-алгоритм быстрого преобразова
ния Фурье, |
предложенный |
Кули и Туки в |
1965 г. [49]; |
он оказался |
пригодным для |
использования |
в мини-ЭВМ, |
бурный рост производства которых происходил как раз во второй половине 60-х годов. В это же время Эрнст [51] рассмотрел теоретические аспекты фурье-спектроскопии ЯМР высокого разрешения, а в ряде лабораторий стали применять когерентные ЯМР-спектрометры для опытов во вращающейся системе координат.
В работах Уо, Мэнсфилда и др.1 было показано, что при воздействии на систему ядерных спинов последовательности нескольких радиочастотных импульсов можно добиться ряда удивительных эффектов («обращение времени» в спи новой системе и т. п.), открывающих перспективы гранди озного роста -информативности ЯМР-спектров твер дых тел.
В 1971 г. появились первые публикации о научных ис следованиях, выполненных на серийных фурье-спектромет- рах ЯМР. Полностью подтвердилось, что новая техника дает возможность регистрировать спектры ЯМР всех маг нитных ядер химических элементов при беспрецедентно малых концентрациях (или за очень короткое время) и измерять, помимо параметров спин-гамильтониана, также и релаксационные характеристики образца.
Таким образом, книга Фаррара и Беккера вышла в свет в тот момент, когда все крупные химические лаборатории начали проявлять живой интерес к появившимся на рынке
1 Mansfield Р., Ware D., Phys. Rev., 168, 318 (1968); Phys. Rev., Ser. В, 1, 2048 (1970). Pines A., Rhim W.-К., Waugh J. S.,
J. Mag. Res., 6, 457 (1972). — Прим. ped.