波普解析第3章NMR12-13精編版PART2-4

1、 第三章第三章 核磁共振譜核磁共振譜 (the Nuclear magnetic spectroscopy , NMR) p110Aims: Aims: 通過本章的學(xué)習(xí)主要掌握v 如何根據(jù)化合物結(jié)構(gòu)推斷1H-NMR信息(化學(xué)位移，積分值，裂分情況和偶合常數(shù))；v根據(jù)核磁共振圖譜推測或鑒別化合物結(jié)構(gòu)； 6 6 譜圖解析譜圖解析圖譜提供的信息圖譜提供的信息p105一張譜圖可以向我們提供關(guān)于有機分子結(jié)構(gòu)的如下信息一張譜圖可以向我們提供關(guān)于有機分子結(jié)構(gòu)的如下信息 1. 由由吸收峰的組數(shù)，吸收峰的組數(shù)，可以判斷有可以判斷有幾種不同類型的幾種不同類型的H核；核； 2. 由由峰的強度峰的強度（峰面積或積分曲

2、線高度），可以判（峰面積或積分曲線高度），可以判斷斷各類各類H的相對數(shù)目；的相對數(shù)目； 3.3.由由峰的裂分?jǐn)?shù)目，峰的裂分?jǐn)?shù)目，可以判斷可以判斷相鄰相鄰H核的數(shù)目；核的數(shù)目； 4. 由由峰的化學(xué)位移峰的化學(xué)位移（值），可以判斷值），可以判斷各類型各類型H所所處的化學(xué)環(huán)境；處的化學(xué)環(huán)境； 5. 由由裂分峰的外形或偶合常數(shù)，裂分峰的外形或偶合常數(shù)，可以判斷可以判斷哪種類型哪種類型H是相鄰的。是相鄰的。 解析步驟解析步驟 1.識別干擾峰及活潑氫峰識別干擾峰及活潑氫峰 2.計算不飽和度計算不飽和度 3.確定譜圖中各峰組對應(yīng)的氫原子的確定譜圖中各峰組對應(yīng)的氫原子的數(shù)目數(shù)目，對氫，對氫 進(jìn)行分配進(jìn)行分配

3、4.對分子對稱性的考慮對分子對稱性的考慮 5.對每個峰組的對每個峰組的 、峰的裂分、峰的裂分、J 都進(jìn)行分析都進(jìn)行分析 6.組合可能的結(jié)構(gòu)式組合可能的結(jié)構(gòu)式 7.對推出的結(jié)構(gòu)進(jìn)行指認(rèn)對推出的結(jié)構(gòu)進(jìn)行指認(rèn)解析實例解析實例. .分子式為分子式為C3H6O的某化合物的核磁共振譜如下，試的某化合物的核磁共振譜如下，試確定其結(jié)構(gòu)。確定其結(jié)構(gòu)。 丙酮丙酮. 某化合物的分子式為某化合物的分子式為C3H7Cl，其其NMR譜圖如下圖所示：譜圖如下圖所示：試推斷該化合物的結(jié)構(gòu)。試推斷該化合物的結(jié)構(gòu)。322 (1) 有三組吸收峰，說明有三種不同類型的有三組吸收峰，說明有三種不同類型的 H 核；核； (2) 該化合物

4、有七個氫，有積分曲線的階高可知該化合物有七個氫，有積分曲線的階高可知a、b、c各組吸收峰的質(zhì)子數(shù)分別為各組吸收峰的質(zhì)子數(shù)分別為3、2、2； (3) 由化學(xué)位移值可知：由化學(xué)位移值可知：Ha 的共振信號在高場區(qū)，的共振信號在高場區(qū)，其屏蔽效應(yīng)最大，該氫核離其屏蔽效應(yīng)最大，該氫核離Cl原子最遠(yuǎn)；而原子最遠(yuǎn)；而 Hc 的屏的屏蔽效應(yīng)最小，該氫核離蔽效應(yīng)最小，該氫核離Cl原子最近。原子最近。 結(jié)論結(jié)論：該化合物的結(jié)構(gòu)應(yīng)為：該化合物的結(jié)構(gòu)應(yīng)為：C CH H3 3C CH H2 2C CH H2 2C Cl la ab bc c由分子式知道是飽和鏈狀化合物由分子式知道是飽和鏈狀化合物4C3H6O2 IR

5、3000cm-1 1700cm-1 NMR 11.3 (單峰單峰 1H) 2.3 (四重峰四重峰 2H) 1.2 (三重峰三重峰 3H) 5C7H8O IR 3300，3010，1500，1600，730，690cm-1 NMR 7.2 (多重峰多重峰 5H) 4.5 (單峰單峰 2H) 3.7 (寬峰寬峰 1H) =1 CH3CH2COOH =4 C6H5-CH2-OH6*. 一個化合物的分子式為一個化合物的分子式為 C10H12O2 , 其其NMR譜圖譜圖如下圖所示，試推斷該化合物的結(jié)構(gòu)。如下圖所示，試推斷該化合物的結(jié)構(gòu)。 解：解：1）已知其分子式為）已知其分子式為C10H12O2。 2）

6、計算不飽和度：）計算不飽和度：5。 可能有苯環(huán)存在，從圖譜上也可以看到可能有苯環(huán)存在，從圖譜上也可以看到 7.25ppm 處有芳?xì)湫盘?。此外，還應(yīng)有一個雙鍵或環(huán)。處有芳?xì)湫盘?。此外，還應(yīng)有一個雙鍵或環(huán)。 3）根據(jù)積分曲線算出各峰的相對質(zhì)子數(shù)。）根據(jù)積分曲線算出各峰的相對質(zhì)子數(shù)。 積分曲線總高度積分曲線總高度26991559（格）（格） 據(jù)分子式有據(jù)分子式有12個氫，故每個氫平均約個氫，故每個氫平均約 5（格）。按（格）。按 每組峰積分曲線高度分配如下：每組峰積分曲線高度分配如下： a=26/55個質(zhì)子，個質(zhì)子，b2個質(zhì)子，個質(zhì)子，c2個質(zhì)子，個質(zhì)子， d3個質(zhì)子個質(zhì)子 4）從）從3）中可知，各

7、峰知子數(shù)之和正好與分子式中氫）中可知，各峰知子數(shù)之和正好與分子式中氫 原子數(shù)目符合，所以分子無對稱性。原子數(shù)目符合，所以分子無對稱性。 5）解析特征性較強的峰：）解析特征性較強的峰： a 峰為單峰，是苯環(huán)單取代信號，可能是苯環(huán)與峰為單峰，是苯環(huán)單取代信號，可能是苯環(huán)與 烷基碳相連。因為：烷基碳相連。因為：.化學(xué)位移在芳?xì)浞秶畠?nèi)，化學(xué)位移在芳?xì)浞秶畠?nèi)， 7.27.5 ppm；.不飽和度為不飽和度為5，說明有芳環(huán)存在，說明有芳環(huán)存在 的可能性；的可能性；.有有5個質(zhì)子；個質(zhì)子；單峰說明與苯環(huán)相連的單峰說明與苯環(huán)相連的 基團是非吸電子或非推電子的，即與烷基碳相連才顯基團是非吸電子或非推電子的，即

8、與烷基碳相連才顯 示為一個單峰。示為一個單峰。d 峰是單峰，推斷為甲基信號；很可能是峰是單峰，推斷為甲基信號；很可能是CH3CO。 因為：因為：.單峰，并有單峰，并有3個質(zhì)子；個質(zhì)子；.化學(xué)位化學(xué)位移在移在 2.02.6Ppm范圍內(nèi)；范圍內(nèi)；.分子式含氧，不會分子式含氧，不會是是 CH3O基，因為其基，因為其 3.03.8 ppm 之間。之間。6）解析低場信號：無大于）解析低場信號：無大于8 ppm 的信號。的信號。 7）重水交換無變化，證明氧原子上無質(zhì)子相連，）重水交換無變化，證明氧原子上無質(zhì)子相連，即不存即不存 在在 OH 型質(zhì)子。型質(zhì)子。 8）已解析出有）已解析出有 C6H5和和CH3C

9、O，還剩下，還剩下 C2H4O的的 歸屬未找到。從歸屬未找到。從 b組峰和組峰和 c 組峰的峰形看，組峰的峰形看，兩個亞甲基兩個亞甲基 應(yīng)相連，即應(yīng)相連，即 CH2CH2。一端與苯。一端與苯相連，一端與氧相連。相連，一端與氧相連。 9）寫出結(jié)構(gòu)單元，）寫出結(jié)構(gòu)單元， 并合理組合為：并合理組合為：10）指認(rèn)：）指認(rèn)： 不同化學(xué)環(huán)境的質(zhì)子數(shù)或質(zhì)子組數(shù)等不同化學(xué)環(huán)境的質(zhì)子數(shù)或質(zhì)子組數(shù)等于共于共 振峰個數(shù)或組數(shù)；圖上有振峰個數(shù)或組數(shù)；圖上有4組共振峰，結(jié)構(gòu)中也組共振峰，結(jié)構(gòu)中也有有4個個 質(zhì)子組；質(zhì)子組；各類質(zhì)子數(shù)之比應(yīng)等于相應(yīng)的積分各類質(zhì)子數(shù)之比應(yīng)等于相應(yīng)的積分曲線高曲線高 度比：度比：a : b

10、: c : d=26：9：9：155：2：2：3； 質(zhì)子之間偶合裂分服從（質(zhì)子之間偶合裂分服從（n+1）規(guī)律；）規(guī)律；由化學(xué)由化學(xué)位位 移來考察四類質(zhì)子均在其常見化學(xué)位移范圍內(nèi)。移來考察四類質(zhì)子均在其常見化學(xué)位移范圍內(nèi)。7*. 一個化合物的分子式為一個化合物的分子式為 C10H12O , 其其NMR譜圖譜圖 如下圖所示，試推斷該化合物的結(jié)構(gòu)。如下圖所示，試推斷該化合物的結(jié)構(gòu)。 解：分子式解：分子式C10H12O，5，化合物可能含有苯基，化合物可能含有苯基， C=C 或或C=O雙鍵；雙鍵； 1H NMR 譜無明顯干擾峰；由低場至高場，積分簡比為譜無明顯干擾峰；由低場至高場，積分簡比為4：2：3：3，其數(shù)字之和與分子式中氫原子數(shù)目一致，故積分比，其數(shù)字之和與分子式中氫原子數(shù)目一致，故積分比等于質(zhì)子數(shù)目之比。等于質(zhì)子數(shù)目之比。 6.57.5 的多重峰對稱性強，可知含有的多重峰對稱性強，可知含有 XC6H5Y （對位（對位或鄰位取代）結(jié)構(gòu)；其中或鄰位取代）結(jié)構(gòu)；其中2H的的7ppm，表明苯環(huán)與推電子基，表明苯環(huán)與推電子基（OR）相連。）相連。3.75ppm(s,3H)為為CH3O的特征峰；