第8章 核磁共振光谱.ppt

（四）吸收峰的强度（与质子数目成正比）intension of the absorb peak 在核磁共振中，吸收峰的强度往往是通过吸收峰的面积衡量，乙醇的H’NMR谱图中有三组吸收峰，它表示乙醇分子中有三种不同氢原子，其峰面积之比就等于氢原子数目之比（1∶2∶3),所以根据峰面积比就可以知道不同质子的数目比，峰面积是用计算机积分仪来测量的，在谱图上用连续阶梯式积分曲线表示出来。积分曲线是从低场画到高场，每一阶梯的高度与峰面积成正比，积分曲线的总高度与化合物中的质子总数成正比。 在测定结构时，若知道化合物的分子式或它的质子总数，通过换算 也就知道了各组峰所代表的氢原子数目，如下图： 在上图中，虚线表示积分曲线，其积分高度分别为6，12.4，17.8，积分曲线的总高度为36.2。左边的峰表示6*6/36.2=1个氢，右边的峰表示：17.8*6/36.2=3个氢。中间峰表示为12.4*6/36.2=2个氢。 （五）自旋偶合与自旋裂分(spin-spin coupling and spin-spin splitting)： 1 、等性质子与不等性质子： 在高分辨率的核磁共振谱图中，吸收峰通常不是单峰，而是一组多重峰，这种信号裂分是受邻近不等性质子自旋的影响而发生的裂分现象，称为自旋偶合裂分（spin-spin-splitting) 所谓等性质子是指分子中具有相同化学环境的质子，它们的化学位移值相同，不同化学环境的质子成为不等性质子，它们的化学位移值不同。 ①乙醇分子中（CH3CH2OH),甲基上的三个质子为等性质子，亚甲基（-CH2-)上的两个质子也为等性质子，-CH3和—CH2-之间或者它们和-OH质子是不等性质子，所以乙醇分子中谱图上出现了三种不同（等性）质子吸收峰。 说明： ②在核磁共振中，质子信号的裂分是由邻近不等性质子自旋影响 产生的，那么如何判断两个氢是否是不等性质子呢？这可以利用氢原子被取代后的产物是否相同或者是否为对映体来识别：若取代物相同或对映异构体说明是等性质子，反之既不相同也不是对映异构体就是不等性质子。 异丁烯 （两种等性质 子） α-溴丙烯（三种不等性质子） 将异丁烯分子中双键上两个氢分别用取代基Z取代后，得到同一 化合物，则Ha,Hb 为等性质子。 ≡ 同一物质无顺反异构 而α-溴丙烯中的双键上两个氢原子分别被取代后得到两个不同的化合物，所以它们两个为不等性质子。 ≠ 有顺反异构不是同一物质 Ha,Hb为不等性质子，Ha受Hb的自旋影响裂分为两重峰，同样Hb也受Ha自旋影响裂分为两重峰。现在以Ha裂分为例进行讨论： Hb自旋的磁矩有两种取向，其相应的感应诱导磁场（H’)分别为α场和β场， α场与外磁场方向相同， β场和外磁场方向相反这两种诱导磁场使邻近Ha核在两种外磁场中发生共振，如下图： 2、两个相邻质子的自旋偶合(spin-spin coupling of two contiguous protons) 简单的两个相邻氢原子的偶合，以3，3-二甲基-1，1，2-三溴丁烷的HNMR谱图为例讨论: β 场 α 场 Hb的β态诱导感应磁场与外磁场相反，Hb的α态诱导感应磁场与外磁场相同 Hb自旋诱导磁场影响Ha共振磁场变化 同一分子中，Ha,Hb的感应磁场方向只有一种趋向，要么是α场，要么是β场，根据Boltaman分布规律，大量分子中有半数分子的Hb自旋态为α态，另外半数为β态，它们所产生的诱导感应磁场如上图，在左图中，Ha真正感受的磁场强度是H外和Β场的综合强度，即外磁场H外’的强度扣除β场强度后等于H固时，Ha就发生共振。这样在大量分子中，有半数Ha将受到Hb的β场影响，在H外1处发生共振；另半数Ha受到Hb的α场影响，在H外2处发生共振。 H外1处在高场， H外2处在低场，这样原本一个吸收信号的Ha就变成了两个峰高相等的吸收信号。 Ha的核磁共振图谱信号是大量分子中的Ha信号聚积的结果，邻位有一个不等性质子，Ha裂分成两个相等强度信号，这反 映出有半数分子中的Ha在低场H外2共振，另外半数在高场H外1共振，见书137页图8-16： 而对于统一分子结论的Ha核磁共振化学位移为H外1和H外2 的中心 位置，同样Hb受Ha的影响也被裂分成两个强度相等的二重峰，这种因为自旋偶合裂分的现象称为自旋-自旋偶合（spin-spin coupling),两个裂分峰之间的距离称为偶合常数（coupling constant)用J表示，单位为Hz,不等性质子偶合时，裂分的偶合常数相等，即Jab=Jba 3、邻位上多个质子偶合裂分及n+1规律(spin-spin splitting of the con