2009年7月27日 星期一

有機化學的基礎90核磁共振光譜





1.       原子的原子核自旋的物理特性,是造成二種能階(高能量、低能量)的主要原因,操控自旋的技術,就是「核磁共振光譜 magnetic resonance(NMR) spectroscopy」。(注意:這裡提到的「核」,跟核輻射無關)


2.       樣品的原子核,因為加入電磁輻射,而在二種能階狀態,快速來回反彈的情形,稱為共振in resonance


3.       「共振」發生的時候,化學家可透過二種方式偵測:原子核因為我們提供的電磁訊號而跳向高能階的時候,測量有多少電磁訊號能量被原子核吸收;或者等到原子核回到低能階的時候,再仔細了解原子核放射出多少能量。


4.       今日,大部分的「核磁共振光譜分析NMR spectrometers」,都是藉由偵測原子核放射的能量多寡來進行測量。


5.       刺激原子核自旋狀態改變,到底需要多少頻率能量,這與外在磁場的強度有直接關係。外在磁場強度愈強,順磁性自旋與逆磁性自旋的差距就愈大,用來刺激原子核改變的信號能量就愈強。


6.       商用的核磁共振光譜,配備很強的磁鐵,這是利用超導電線superconducting wires製造出來的磁場。在這種很強的磁場下,需要用無電線波類的電磁能量來誘使原子核跳躍能階。


7.       核磁共振光譜儀的分類,依據所使用的頻率而定,也就是,看這個儀器是用什麼頻率,來使有磁性的原子核改變它的旋轉狀態。


8.       商業設備製造廠,目前做出來的最高階機器,可提供750兆赫MHz的頻率(每秒一百萬周波)。一般常用的設備,發射的訊號是100300兆赫MHz


注:網友無言回應,Bruker前幾天才剛賣出一部1000 MHzNMR900 MHzNMR已經問市好幾年了。


9.       兆赫,聽起來數字很大,但是這些頻率實際上只有一點點能量:100兆赫MHz大約只有1×10 -5次方 千卡/莫耳(kcal /mole),這就是無線電頻率的能量,只有像磁鐵那樣的原子核,被放到特定的磁場中的時候,才有辦法吸收。


10.   「氫」與「碳」的原子核,是有機化學家最感興趣的議題。自然界最豐富的同位素是氫 1H,它的旋轉量子數是1/2,碳13(13C)的情況也是一樣。


11.   雖然一般樣本中的碳,只有1.1%的碳13同位素,必須用很敏感的設備才能觀察到碳13原子核的旋轉狀態有什麼改變,但是因為碳13核磁共振光譜,能提供豐富的資訊作為判斷分子結構的參考,因此,用精密的儀器來測量仍舊非常值得。(翻譯改寫自Mary Anne Fox, James K. Whitesell的《Organic Chemistry)


徐弘毅:


1.    任何一種科學技術的突破,都需要長時間學習、思考,經歷無數錯誤與困難,不斷重新站起來,繼續奮鬥下去。面對精密的高科技技術,我們不僅要學會怎麼利用那門技術解決自己的現實問題(賺錢、找出病因),還應該學習、思考大師開墾的歷程。


2.    一個人如果沒有老子的修養,不可能超越前輩大師的境界,因為創造力是來自於人對道德思想的貫通與實踐。


3.    老子《道德經》認為,一個人身懷絕技,就不會有太大的憂慮;真正的專家,他會有很自信,他不會為生活而憂慮,他也不會重視外在的財產、名譽、地位;


4.    有真才實學的人,他不會在意別人的批評、攻擊或奉承;真正學有專精的人,他對一般沒有學問的人所說的善惡,不會在意。但是,對於一般人所共同畏懼的事情,他也不會去忽略,甚至會更謹慎去面對。絕學無憂,唯之與阿,相去幾何?善之與惡,相去若何?人之所畏,不可不畏。


5.    大師總是在想:這個領域荒涼,沒有人注意,我來開墾,鍛鍊自己,也讓這裡充滿文化吧!世上的人庸庸碌碌追求吃喝玩樂,但是有智慧的人喜歡安靜地做自己的事,享受獨自沉思的悠閒,讓自己的內心像嬰兒一樣充滿潛力、好奇心。


6.    一般人覺得整天玩也玩不夠,而有修養的人,不喜歡聲色娛樂,對感官刺激那方面顯得遲鈍。大師會說:我很愚昧、不太懂那些事。大師看起來總是傻傻的。荒兮其未央哉!眾人熙熙,如享太牢,如春登臺。我獨泊兮其未兆,如嬰兒之未孩。儡儡兮若無所歸!眾人皆有餘,而我獨若遺。我愚人之心也哉,沌沌兮!


7.    大師,他會注意還沒有人開墾的領域,他會注意沒有人走過的路,他也會讓自己一直處在「開墾新世界」的生活狀態,讓自己的精神、心志保持開闊有開拓性、冒險性,並且經常覺得自己知識不足。


8.    雖然大師的生活不拘小節,但是思考嚴密周延、謙虛好學。世上的人庸庸碌碌追求吃喝玩樂,但是大師喜歡安靜地做自己的事,享受獨處的悠閒,讓自己好比嬰兒,充滿潛力、好奇心。大師喜好一個人安靜地喝茶、讀經典,大師沒有特別的欲望與物質需求,他對不追求感官的刺激。


9.    一般人都覺得整天玩也玩不夠,而有修養的大師,不喜歡聲色娛樂,對感官刺激那方面顯得遲鈍。一般人尋求光彩耀眼,要有高知名度與光環,真正有大智慧的人不喜好這種虛浮的表現。一般人對於財力精明計算,有大智慧的人則對利益,顯得不太關心。俗人昭昭,我獨昏昏。俗人察察,我獨悶悶。


10.    一個人怎麼樣可以具備絕世的學問呢?他整天忙著思考、練習、實驗、求學,沒有時間應酬、玩樂;一般人急著表現才智,其實他們應該要謹言慎行追求學問沒有偏好博學多聞,並且讓自己具備專業素養特別在意基本紮根的工作。眾人皆有以,而我獨頑且鄙。我獨異於人,而貴食母。


11.    一個正在成長的人,他一定要立大志,持之以恆,自我要求,一生都一直處在學習的狀態、忍耐學習過程的挫折;如果一個人平常生活太縱慾,他不可能嚴格自我要求,容易情緒失控,根本不可能有耐心把事情做好。


12.    台灣在國際社會要有未來,就是要不斷地研發專利,讓台灣具備許多全世界都追不上的專利,那些專利可以左右世界的局勢與發展,這樣台灣在國際社會的地位就確定了。


13.    台灣要成為世界研發創新的重鎮,最重要就是社會持續追求公平正義,保持自由競爭,增加教育投資,嚴格要求每個大學教授一定要具備五育均衡的能力,政府官員與立法委員都要有寫國際級教科書的能力。


14.    拜金主義、刺激消費、崇拜獨裁者、補習業(包括職業訓練、語言訓練、社區大學等)不發達,都是一個國家失去競爭力的象徵。


15.    沒有真材實學的人,面對自由競爭的社會一定會感覺到恐慌,一定需要找人發洩,這成為台灣現代化最大的隱憂。一個人如果不能終身學習、活到老學到老,他就會一直存在著被社會淘汰的強烈壓力,失去生活的鬥志。


16.   新聞媒體的報導內容與比例,誤導社會大眾以為,總統這個職位,是很有學問的人做的,有媒體真的比較馬英九的智慧與翁啟惠的智慧有多大的差距嗎?


17.   在英國,不會有人認為首相或英國女王的學問比莎士比亞或培根還高;在法國,沒有人會認為總統的學問比雨果或伏爾泰還高;在德國,沒有人會認為他們的總統比康德或哈柏瑪斯還要有學問。


18.   台灣有哪一個媒體認真地檢討,台灣最有學問的是哪些人?從報導的比例也可以知道,台灣的媒體一點都不在乎終身學習,大家似乎都認為求學不過是為了換取金錢的一個過程。


19.   台灣人當中,寫國際學術論文數量最多的前五十名是哪些人?其中有那些人在立法院或新內閣名單當中?沒有學問的人,思考一定粗糙,判斷力容易失焦,心思完全被物質所誘惑,這樣的人充斥在立法院、行政院以及司法院當中。


 

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