分析化學核磁共振波譜法PPT課件

1、 某些原子核在磁場中產(chǎn)生能量裂分，形成能級，當用無線電波范圍內(nèi)的電磁輻射對樣品進行照射，可以使不同結構環(huán)境中的原子核實現(xiàn)共振躍遷，記錄發(fā)生共振躍遷時信號的位置和強度就得到核磁共振波譜。第1頁/共110頁第2頁/共110頁第3頁/共110頁常用核磁共振譜:測定氫核的核磁共振氫譜簡稱氫譜(1H NMR)。測定碳-13核的核磁共振碳譜簡稱碳譜(13C NMR)。 其中最常用的是氫譜，從氫譜中可以通過信號的位置判別不同類型的氫原子；也可通過信號的裂分及偶合常數(shù)來判別氫所處的化學環(huán)境；還可通過信號強度(峰面積或積分曲線)了解各組氫間的相對比例。 在碳譜中可以將弛豫時間用于結構歸屬的指定、構象的測定以及觀

2、察體系的運動狀況。 核磁共振還可以測定質(zhì)子在空間的相對距離。第4頁/共110頁核磁共振與紅外光譜比較，可獲得更多的分子結構信息(如羥基)。原則上凡是自旋量子數(shù) I 不為零的原子核都可測得核磁共振信號。迄今為止，可用于測定結構的有1H,13C,31P,15N,17O,29Si,27Al,19F等。核磁共振是有機化學結構分析中最有用的一個工具。廣泛應用在化學學科、生命學科及醫(yī)學學科。第5頁/共110頁發(fā)展歷史19241924年：Pauli 預言了NMR 的基本理論，即有些核同時具有自旋和磁量子數(shù)，這些核在磁場中會發(fā)生分裂；19461946年：Harvard 大學的Purcel和Stanford大學

3、的Bloch各自首次發(fā)現(xiàn)并證實NMR現(xiàn)象，并于19521952年分享了Nobel獎；19531953年：Varian開始商用儀器開發(fā)，同年制作了第一臺高分辨NMR儀；19561956年：Knight發(fā)現(xiàn)元素所處的化學環(huán)境對NMR信號有影響，而這一影響與物質(zhì)分子結構有關。 19701970年：Fourier(pilsed)-NMR 開始市場化。第6頁/共110頁NMR與IR、UV-VIS區(qū)別第7頁/共110頁1HNMR的表示形式 第8頁/共110頁第9頁/共110頁第一節(jié) 核磁共振波譜法的基本原理一. 原子核能級的分裂及其描述1. 原子核之量子力學模型帶電原子核自旋 自旋磁場 磁矩 (沿自旋軸方

4、向)磁矩 的大小與磁場方向的角動量 P 有關：P其中 為磁旋比每種核有其固定 值（如，H核為2.68108T-1s-1)。第10頁/共110頁 其中h為Planck常數(shù) (6.624 10-27erg.sec)；m為磁量子數(shù)，其大小由自旋量子數(shù) I 決定，m 共有2I+1個取值，即角動量 P 有 2I+1 個取向， 或者說有 2I+1 個核磁矩。2hPm(, -1, -2,.- )2hmmI III其中第11頁/共110頁 對氫核來說，I =1/2，其m值只能是+1/2和-1/2，即表示它在外加磁場中，自旋軸只能有兩種取向：與外磁場方向相同，m = +1/2，磁能級能量較低；與外磁場方向相反，

5、 m = -1/2，磁能級能量較高。 第12頁/共110頁第13頁/共110頁 當氫核吸收了射頻能量，核磁矩的取向逆轉，即從低能級躍遷到高能級。 質(zhì)子的高能級與低能級之間的能量差為： 由此可見，外磁場H0越強，能級分裂E越大，躍遷時產(chǎn)生的吸收信號越明顯，儀器分辨率越高。0022hEHH 第14頁/共110頁 實驗證明，核自旋量子數(shù)（I）與核的質(zhì)量數(shù)、質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)有關，如下表。各種核的自旋量子數(shù)及核磁性第15頁/共110頁討論:1 I =0 的原子核 16O， 12 C， 32 S等 ，無自旋，沒有磁矩，不產(chǎn)生共振吸收。2 I =1 或 I 0的原子核 I =1 ： 2H，14N I =3/2

6、： 11B，35Cl，79Br，81Br I =5/2： 17O，127I 這類原子核的核電荷分布可看作一個橢圓體，電荷分布不均勻，共振吸收復雜，研究應用較少；第16頁/共110頁第17頁/共110頁二、核磁共振現(xiàn)象 自旋量子數(shù) I I=1/2=1/2的原子核（氫核），可當作電荷均勻分布的球體，繞自旋軸轉動時，產(chǎn)生磁場，類似一個小磁鐵。第18頁/共110頁 在外磁場中的核，由于本身自旋而產(chǎn)生磁場，它要與外加磁場相互作用，結果使核除了自旋以外，還同時存在一個以外磁場方向為軸線的回旋運動，這種運動方式猶如急速旋轉的陀螺減速到一定程度，它的旋轉軸與重力場方向有一夾角時，就一邊自旋，一邊圍繞重力場方向

7、作搖頭圓周運動，該運動形式被稱作Larmor進動。 第19頁/共110頁 Larmor進動的能量取決于磁矩在磁場方向的分量及磁場強度。核進動的頻率為：說明： 質(zhì)子的 =2.67519108T-1，核一定時，H0增大，進動頻率增加。在H0一定時，小的核，進動頻率小。 002H 第20頁/共110頁 在給定的磁場強度下，質(zhì)子的進動頻率是一定的。若此時以相同頻率的射頻輻射照射質(zhì)子，即滿足“共振條件”，該質(zhì)子就會有效的吸收射頻的能量，使其磁矩在磁場中的取向逆轉，實現(xiàn)從低能級到高能級的躍遷過程，該過程就是核磁共振吸收過程。第21頁/共110頁核磁共振條件：( (1) 1) 核有自旋( (磁性核) )(2

8、) (2) 外磁場, ,能級裂分; ;(3) (3) 照射頻率與外磁場的H H0 0：002H 第22頁/共110頁討論:共振條件1.對于同一種核，磁旋比 為定值，H0變，射頻頻率 變。2.不同原子核，磁旋比 不同，產(chǎn)生共振的條件不同，需要的磁場強度H0和射頻頻率 不同。3.固定H0 ，改變 (掃頻) ，不同原子核在不同頻率處發(fā)生共振。也可固定 ，改變H0 (掃場)。掃場方式應用較多。 002H 第23頁/共110頁氫核（1H）： 1.409 T 共振頻率 60 MHz 2.305 T 共振頻率 100 MHz磁場強度H0的單位： 1高斯（GS）=10-4 T（特拉斯）第24頁/共110頁第2

9、5頁/共110頁 在19501950年，ProctorProctor等人研究發(fā)現(xiàn)：質(zhì)子的共振頻率與其結構（化學環(huán)境）有關。在高分辨率下，吸收峰產(chǎn)生化學位移和裂分，如圖所示。 由有機化合物的核磁共振圖，可獲得質(zhì)子所處化學環(huán)境的信息，進一步確定化合物結構。第26頁/共110頁 三、自旋弛豫（見書P283） 自旋弛豫:吸收能量的各種微粒子在高能級下不穩(wěn)定以非輻射途徑釋放能量回到低能級的過程,稱為自旋弛豫. 在紫外、紅外光譜中都有弛豫過程,但他們分子絕大多數(shù)都處于基態(tài),弛豫過程不是產(chǎn)生紫外、紅外連續(xù)光譜的必要條件。第27頁/共110頁 而原子核則不然,處于低能級核數(shù)n(+) 與高能級核數(shù)n(-) 的比

10、為:02 H1 21 2001.0000099(27 C 60MHzH1.4092T)EKTKTneen，第28頁/共110頁 即處于低能級的核僅比高能級的核多百萬分之十左右,核磁信號是靠所多出的約百萬分之十的基態(tài)核的凈吸收而產(chǎn)生的.激發(fā)后的核若不能恢復至低能態(tài),則吸收飽和,不能再測出核磁共振信號,因此為能連續(xù)存在核磁共振信號,弛豫是核磁共振現(xiàn)象發(fā)生后得以保持的必要條件. 因此,共振的產(chǎn)生,除了有吸收,還應有弛豫.第29頁/共110頁 自旋-晶格弛豫 自旋弛豫 自旋-自旋弛豫自旋晶格弛豫：處于高能態(tài)的核自旋體系將能量傳遞給周圍環(huán)境（晶格或溶劑），自己回到低能態(tài)的過程，稱為自旋晶格弛豫 (又稱縱

11、向弛豫)。自旋自旋弛豫：處于高能態(tài)的核自旋體系將能量傳遞給鄰近低能態(tài)同類磁性核的過程，稱為自旋自旋弛豫(又稱橫向弛豫)第30頁/共110頁 弛豫時間長，相當于停留在激發(fā)態(tài)的平均時間長，核磁共振信號的譜線窄；反之，譜線寬。 在氣體和低黏度液體中的弛豫過程屬縱向弛豫，弛豫效率恰當，譜線窄。對于固體和黏滯液體樣品容易實現(xiàn)自旋-自旋弛豫，T2特別小，譜線寬。 磁場的非均勻性對譜線寬度的影響甚至超過自旋弛豫的影響，因此，要求整個樣品測試其間及整個樣品區(qū)保持磁場強度的變化小于10-9，為此樣品管必須高速旋轉。第31頁/共110頁第二節(jié) 核磁共振波譜儀一、主要組成及用途1永久磁鐵：提供外磁場，要求穩(wěn)定性好，

12、均勻，不均勻性小于六千萬分之一。掃場線圈。2 射頻振蕩器：線圈垂直于外磁場，發(fā)射一定頻率的電磁輻射信號。60MHz或100MHz。3 射頻信號接受器（檢測器）：當質(zhì)子的進動頻率與輻射頻率相匹配時，發(fā)生能級躍遷，吸收能量，在感應線圈中產(chǎn)生毫伏級信號。 4樣品管：外徑5mm的玻璃管,測量過程中旋轉, 磁場作用均勻。第32頁/共110頁第33頁/共110頁二、溶劑和試樣測定氫譜的常用氘代溶劑： D2O、CDCl3、CD3CD2OD 、 CD3OD、CD3COCD3、C6D6 及CD3SOCD3（二甲基亞砜-d6）等。試樣純度 98%，現(xiàn)代NMR技術還可以進行混合物分析。樣品量101mg。第34頁/共

13、110頁標準物：有機溶劑 四甲基硅烷（TMS)重水溶劑 4,4-二甲基-4-硅代戊磺酸鈉(DSS) 這兩種標準物的甲基屏蔽效應都很強，共振出現(xiàn)在高場。一般氫核的共振峰都出現(xiàn)在它們的左側，因而規(guī)定它們的值為。第35頁/共110頁第三節(jié) 化學位移一、屏蔽效應兩類化學環(huán)境 化學環(huán)境：主要指氫核的核外電子云及其鄰近的其他原子對氫核的影響。 第36頁/共110頁 這是由于核處的化學環(huán)境對共振吸收的影響。兩類化學環(huán)境的影響：質(zhì)子周圍基團的性質(zhì)不同，共振頻率不同 各種氫核周圍的電子云密度不同（結構中不同位置）共振頻率有差異，即引起共振吸收峰的位移，即為化學位移。第37頁/共110頁所研究的質(zhì)子受相鄰基團的質(zhì)

14、子的自旋狀態(tài)影響，使其吸收峰裂分的現(xiàn)象稱為自旋-自旋裂分。第38頁/共110頁化學位移及其表示法 一個核置于強場中，其周圍不斷運動的電子就會產(chǎn)生一個方向相反的感應磁場，使核實際受到的磁場強度減弱，這種現(xiàn)象稱屏蔽。第39頁/共110頁此時，核所受到的實際磁場強度： H =（1- ）H0 ：屏蔽常數(shù)。 越大，屏蔽效應越大。它反映了感應磁場抵消外加磁場的程度，一般只有百萬分之一，在屏蔽作用下，核的進動頻率發(fā)生了位移： 因此，電子云對核的屏蔽程度不同， 值不同，使核產(chǎn)生共振所需的射頻頻率也不同。00( 1)2H 第40頁/共110頁在H0一定時，屏蔽常數(shù)大的氫核，進動頻率小，吸收峰出現(xiàn)在核磁共振的低頻

15、端(右端)；反之出現(xiàn)在高頻端(左端)。 0一定時，則大的氫核，需在較大的H0下共振，吸收峰出現(xiàn)在高場(右端)；反之出現(xiàn)在低場(左端)。 因而核磁共振譜的右端相當于低頻、高場；左端相當于高頻、低場。第41頁/共110頁 化學位移的表示法： 由于核的共振頻率的化學位移只有百萬分之幾，采用絕對表示法非常不便，因而采用相對表示法，為此選擇一個標準化合物。若固定磁場強度H0 ，掃頻，則：661010isss 第42頁/共110頁若固定照射頻率 0 ，掃場，則：例：見P286 結論：同種物質(zhì)，在磁場強度不同條件下測定的共振頻率不同，但化學位移值不變。610SiSHHH 第43頁/共110頁位移的標準沒有完

16、全裸露的氫核，沒有絕對的標準相對標準：四甲基硅烷Si(CH3)4 （TMS）（內(nèi)標）化學位移常數(shù) TMS=0第44頁/共110頁為什么用TMS作為基準? 12個氫處于完全相同的化學環(huán)境，只產(chǎn)生一個尖峰；屏蔽強烈，位移最大。與有機化合物中的質(zhì)子峰不重迭；化學惰性；易溶于有機溶劑；沸點低，易回收。與裸露的氫核相比，TMS的化學位移最大，但規(guī)定 TMS=0，其他種類氫核的位移為負值，負號不加。第45頁/共110頁常見結構單元化學位移范圍0123456789101112131415化學位移HCCHCOHCOOHH3CO3.7H3CN3.0H3CC2.1OH3CC1.8CH3CC0.9(ppm)第46頁

17、/共110頁二、影響化學位移的因素內(nèi)部因素局部屏蔽效應（見P287表） 局部屏蔽效應指質(zhì)子的屏蔽程度決定于相鄰的原子或基團的電負性。相鄰的原子或基團的電負性大，該質(zhì)子周圍的電子云密度降低，屏蔽程度減?。慈テ帘纬潭仍龃螅?，該質(zhì)子的共振信號移向低場（即 值增大）CH3CH2CH2X 0.93 1.53 3.49 X：OH 1.06 1.81 3.47 X：Cl 通常相隔3個以上碳的影響可不考慮。第47頁/共110頁 若存在共軛效應，導致質(zhì)子周圍電子云密度增加，則移向高場；反之，移向低場。 O H OCH3 H C CH3 C=C C=C H H H H 由于醚的氧原子上的孤電子與雙鍵形成p-的共

18、軛體系，使雙鍵末端次甲基質(zhì)子的電子云密度增加，與乙烯質(zhì)子相比，移向高場。 由于高電負性的羰基，使 共軛體系的電子云密度出現(xiàn)次甲基端低的情況，與乙烯質(zhì)子相比，移向低場。第48頁/共110頁磁各向異性（遠程屏蔽）效應（見P287圖） 磁各向異性效應是由于置于外加磁場中的分子所產(chǎn)生的感應磁場，使分子所在空間出現(xiàn)屏蔽區(qū)和去屏蔽區(qū)，導致不同區(qū)域內(nèi)的質(zhì)子移向高場和低場。第49頁/共110頁第50頁/共110頁第51頁/共110頁第52頁/共110頁乙烯分子中乙烯分子中鍵的形成及鍵的形成及電子云的分布電子云的分布第53頁/共110頁第54頁/共110頁第55頁/共110頁第56頁/共110頁氫鍵影響 氫鍵對

19、質(zhì)子的化學位移影響是非常敏感的。隨濃度降低，氫鍵減弱，羥基峰向高場位移。 與其它雜原子相連的活潑氫都有類似的性質(zhì)，因氫鍵形成與溫度、濃度及溶劑極性有關，使這類質(zhì)子呈現(xiàn)變動的化學位移，出現(xiàn)在一個很寬的范圍。當分子結構允許形成分子內(nèi)氫鍵時，值增大。例如：羥基氫在極稀溶液中不形成氫鍵時， 為1.0;在濃溶液中形成氫鍵， 為45;乙醇的CCl4溶液，0.5%(w/v) 10% (w/v) 第57頁/共110頁第58頁/共110頁第59頁/共110頁第60頁/共110頁第四節(jié) 偶合常數(shù)一、自旋偶合和自旋分裂自旋分裂的產(chǎn)生 每一個質(zhì)子都可視作一個自旋的小磁體，在外加磁場中，由它自旋產(chǎn)生的小磁場，只有兩種可

20、能性：與外磁場方向一致或相反，這兩種可能性出現(xiàn)的概率基本上是相等的。 H0 H0 H0 AACCCBBCJ J第61頁/共110頁第62頁/共110頁偶合常數(shù)：兩峰之間的距離。（簡單體系）注意：偶合常數(shù)反映兩核之間作用的大小， 與外加磁場強弱無關。偶合常數(shù)是自旋偶合的量度，它在兩組相互干擾核之間必然相等，偶合常數(shù)是識別相鄰磁核之間關系的依據(jù) 若核磁共振圖譜中的兩峰之間的值隨H0改變而改變，則可判斷它們是由兩個化學位移不同的核給出的信號；若不隨H0改變，則是由自旋-自旋偶合裂分造成的。第63頁/共110頁偶合常數(shù)與分子結構的關系偶合常數(shù)與分子結構之間的關系存在以下規(guī)律：偕偶：同碳質(zhì)子之間的偶合造

21、成的峰的裂分現(xiàn)象。一般觀察不到，故CH4、CH3CH3等物質(zhì)的波譜圖只有一個單峰。 要測得同碳質(zhì)子偶合常數(shù)2JHH，需利用同位素取代等特殊的方法獲得。第64頁/共110頁鄰偶：是相鄰碳原子上的氫核間的偶合。它的偶合常數(shù)（3JHH）在結構鑒定中十分有用。J反烯 J順烯J炔J鏈烷碳原子上的取代基的電負性增加，偶合常數(shù)減小。如CH3CH3和CH3CH2Cl的3JHH分別為和。第65頁/共110頁Ha和Hb所在平面的夾角為零或180時，3JHH值最大；接近90時， 3JHH值趨于零。 第66頁/共110頁遠程偶合： 相隔四個或四個以上鍵的質(zhì)子偶合。遠程偶合很弱，一般觀察不到，若中間插入鍵，或在一些具有

22、特殊空間結構的分子中，才能觀察到偶合常數(shù)是核磁共振譜的重要參數(shù)之一可用它研究核間關系、構型、構象及取代位置等。 第67頁/共110頁二、化學等價與磁等價化學等價： 同一分子中化學位移相等的質(zhì)子稱化學等價?；瘜W等價的質(zhì)子具有相同的化學環(huán)境。 例如：CH4分子中，4個1H核，它們的化學環(huán)境是完全相同的，化學位移相同，它們是化學等價的。第68頁/共110頁磁等價： 如果有一組質(zhì)子是化學等價質(zhì)子，當它與組外的任意磁核偶合時，其偶合常數(shù)相等，這組質(zhì)子稱為磁等價質(zhì)子。 例如：CH3CH2X，甲基上的三個質(zhì)子屬化學等價質(zhì)子，它們與亞甲基質(zhì)子偶合時，其3JHH都相等，因此甲基的三個質(zhì)子屬磁等價質(zhì)子；同理，亞甲

23、基上的二個質(zhì)子也是磁等價質(zhì)子。第69頁/共110頁磁等價的特點：組內(nèi)核化學位移相等。與組外核偶合的偶合常數(shù)相等。在無組外核干擾時，組內(nèi)核雖有偶合，但不產(chǎn)生裂分。兩者關系： 化學等價質(zhì)子不一定是磁等價，而磁等價質(zhì)子一定屬于化學等價。例：見書P295、296第70頁/共110頁三、一級圖譜的偶合裂分規(guī)律一級圖譜需滿足的條件：兩組質(zhì)子之間的化學位移之差與相應質(zhì)子間的偶合常數(shù)之比應大于10，即/J10。產(chǎn)生自旋偶合的核必須屬磁等價。由譜圖可直接讀出化學位移值及偶合常數(shù)。第71頁/共110頁自旋系統(tǒng)命名自旋-自旋偶合系統(tǒng)的命名以不同組的英文字母來表示。英文字母分成三組： A,B,C;M,N,O, ;X,

24、Y,Z。對于一級圖譜，化學位移不同的核用不同組的字母代表，同一化學位移值的磁等價的核數(shù)目則以注腳形式出現(xiàn)。如CH3CH2CH2Cl,則可命名為：A3M2X2系統(tǒng)。對于化學等價而磁不等價的核則以“”的字母代替，如CH2=CF2,則命名為AABB系統(tǒng)。第72頁/共110頁一級圖譜解析規(guī)律 一級圖譜的自旋偶合分裂規(guī)律如下，但它只適合于I為1/2的磁核。一個(或一組磁等價)質(zhì)子與一組n個磁等價質(zhì)子偶合，該質(zhì)子的信號發(fā)生（n+1）重裂分。n+1律例如:CH3CH2Cl第73頁/共110頁一個(或一組磁等價)質(zhì)子A與兩組質(zhì)子(Mn, Xm)偶合，且JAM=JAX（即Mn, Xm類似磁等價質(zhì)子），共振信號裂

25、分為（ n + m + 1）重峰。例：CH3CH2CH3中亞甲基質(zhì)子與兩組甲基質(zhì)子的偶合結果裂分為七重峰。第74頁/共110頁一個(或一組磁等價)質(zhì)子A與兩組質(zhì)子(Mn, Xm)偶合，且JAMJAX，則共振信號裂分為( n + 1 )( m + 1)重峰。例：CH3CH2CH2NO2的中間亞甲基被甲基和與硝基相連的亞甲基上的質(zhì)子裂分成十二重峰。裂分的強度比符合二項式(a+b)n展開后各項系數(shù)之比。一組多重峰的中點，就是該質(zhì)子的化學位移值。第75頁/共110頁磁等價質(zhì)子之間觀察不到自旋偶合裂分。例：ClCH2CH2Cl中四個質(zhì)子屬磁等價，所以共振信號為單峰。當10 /J 6時，為近似一級圖譜，各

26、峰強度不呈對稱分布，對相互偶合的兩組峰，外側峰強度小于內(nèi)側峰。第76頁/共110頁信號強度 核磁共振譜信號峰的強度（即信號的峰面積）也是提供結果信息的重要參數(shù)。特別在氫譜中，在一般實驗條件下，信號峰的強度與產(chǎn)生該信號的質(zhì)子數(shù)目成正比，而與質(zhì)子所處的化學環(huán)境無關。 氫譜上每個信號峰強度之比應等于相應的質(zhì)子數(shù)之比。 現(xiàn)代儀器測得的氫譜，可用積分面積或積分線高度反映出信號強度。第77頁/共110頁 下圖為乙醇的氫譜： 3H 2H 1H TMS CH3CH2OH的氫譜圖 乙醇的甲基、亞甲基和羥基三種氫原子比例為3：2：1，峰組上方的曲線為積分曲線。相鄰兩個水平階梯之間的高度代表下方對應峰的面積，故可直

27、接量出。第78頁/共110頁核磁共振波譜法應用 核磁共振波譜法主要用來進行有機化合物和生化分子結構分析，也可以進行定量分析。一、解析化合物結構的一般步驟1、獲取試樣的各種信息和基本數(shù)據(jù)。 如：來源、純度。其他儀器分析方法的譜圖等。2、對所得NMR譜圖進行初步觀察。 如：基線是否平穩(wěn)，TMS峰是否正常峰形是否對稱，是否有溶劑峰、雜質(zhì)峰等。第79頁/共110頁3、根據(jù)被測物化學式計算不飽和度。 4、列出峰分裂數(shù)、每組峰的化學位移值及每組峰 的積分曲線高度。計算各峰所代表的氫核數(shù)。5、根據(jù)每組峰的化學位移值，在表中查出可能的基團。第80頁/共110頁6、根據(jù)峰分裂數(shù)判斷基團所處的化學環(huán)境7、綜合上述

28、信息，給出化合物結構。8、結合UV、IR、MS等結果檢查推導的結構式是否正確。9、查閱有關文獻和標準譜圖（如Sadlter標準譜圖集）予以驗證。第81頁/共110頁第五節(jié) 核磁共振氫譜的解析一、譜圖中化合物的結構信息（1 1）峰的數(shù)目：標志分子中磁不等性質(zhì)子的種類，多少種；（2 2）峰的強度( (面積) )：每類質(zhì)子的數(shù)目( (相對) )，多少個；（3 3）峰的位移( )：每類質(zhì)子所處的化學環(huán)境，化合物中位置；（4 4）峰的裂分數(shù)：相鄰碳原子上質(zhì)子數(shù)；（5 5）偶合常數(shù)(J)：確定化合物構型。不足之處：僅能確定質(zhì)子（氫譜）第82頁/共110頁二、譜圖解析1. 譜圖解析（1）6個質(zhì)子處于完全相同

29、的化學環(huán)境，單峰。沒有直接與吸電子基團（或元素）相連，在高場出現(xiàn)。第83頁/共110頁譜圖解析（ 2 ）質(zhì)子a a與質(zhì)子b b所處的化學環(huán)境不同，兩個單峰。單峰：沒有相鄰碳原子（或相鄰碳原子無質(zhì)子）質(zhì)子b b直接與吸電子元素相連，產(chǎn)生去屏蔽效應，峰在低場（相對與質(zhì)子a a ）出現(xiàn)。質(zhì)子a a也受其影響，峰也向低場位移。第84頁/共110頁譜圖解析（ 3 ）裂分與位移第85頁/共110頁譜圖解析（ 4 ）苯環(huán)上的質(zhì)子在低場出現(xiàn)。為什么？為什么1H比6H的化學位移大？第86頁/共110頁 對比第87頁/共110頁2. 譜圖解析與結構確定(1)化合物 C10H12O28 7 6 5 4 3 2 1

30、05223第88頁/共110頁譜圖解析與結構確定(1)U=1+10+1/2(-12)=5 和三重峰和三重峰 OCH2CH2相互偶合峰 單峰三個氫，CH3峰 O 結構中有氧原子，可能具有：C CH3芳環(huán)上氫，單峰烷基單取代正確結構CH2CH2OCOCH3abc第89頁/共110頁譜圖解析與結構確定(2) C7H16O3，推斷其結構169第90頁/共110頁結構確定(2) C7H16O3， u=1+7+1/2(-16)=0和 1.37 四重峰和三重峰CH2CH3相互偶合峰 含有OCH2結構結構中有三個氧原子，可能具有(OCH2)3C7H16O3-C6H16O2=CH上氫吸收峰，低場與電負性基團相連

31、正確結構：HCOOOCH2CH3CH2CH3CH2CH3第91頁/共110頁譜圖解析與結構確定(3)化合物 C10H12O2，推斷結構5H2H2H3H第92頁/共110頁結構確定(3)化合物 C10H12O2，U=1+10+1/2(-12)=5和 1.2CH2CH3相互偶合峰芳環(huán)上氫，單峰烷基單取代 5.21CH2上氫，低場與電負性基團相連COCH2O CH2CH3CH2OCOCH2CH3ababAB哪個正確? ?正確：B B為什么? ?第93頁/共110頁譜圖解析與結構確定(4)化合物 C8H8O2，推斷其結構109876543第94頁/共110頁結構確定(4)化合物 C8H8O2，U=1+

32、8+1/2(-8)=5 7-8芳環(huán)上氫，四個峰對位取代 9.87醛基上氫，低場3峰，低場與電負性與電負性基團相連CH3O正確結構： CHH3COOCHO第95頁/共110頁三、聯(lián)合譜圖解析 （1）C6H12O1700cm-1, C=O, 醛, ,酮3000 cm-1, -C-H 飽和烴兩種質(zhì)子 1 1：3 3或3 3：9 9-CH3 ：-C(CH3)9無裂分，無相鄰質(zhì)子第96頁/共110頁譜圖解析 （2）C8H14O41700cm-1, C=0, 醛,酮，排除羧酸，醇，酚3000 cm-1, -C-H 飽和烴，無芳環(huán) 1三種質(zhì)子 4：4：裂分，有相鄰質(zhì)子； =1.3(6H) 兩個 CH3 裂分為3,相鄰C有2H; CH3-CH2-4. =2.5(4H) ,單峰, CO-CH2CH2-CO-5. =4.1(4H) 低場(吸電子), 兩個 -O-CH2-第97頁/共110頁結構鑒定 對比較簡單的化合物，可以根據(jù)化學位移值來鑒別質(zhì)子類型，從而得出化合物的結構