核磁共振2课件.pptVIP

提供三类重要结构信息： — 化学位移 (chemical shift) — 偶合常数 (coupling constant) — 积分曲线 (integration line) 帮助了解分子中质子的类型、连接方式以及数目 一、核磁共振与化学位移 nuclear magnetic resonance and chemical shift 化学位移： chemical shift 有机分子中每个原子核所处的化学环境不同（即核外电子云密度不同），在外加磁场中产生的抗磁的感应磁场大小不同，因此，不同核发生共振所需的外加磁场强度或者射电频率也就不同。 质子（或其他原子核）在不同频率产生共振吸收峰的现象称为质子（或其他原子核）的化学位移。 2. 化学位移的表示方法 例： ① 用一台60 MHZ的 NMR仪器，测得某质子共振时所需射频场的频率比TMS的高120HZ， ② 用一台100MHZ的 NMR仪器，进行上述同样测试就有 ② 磁各向异性 电负性： Csp Csp2 Csp3 屏蔽作用: C≡C-H C=C-H C-C-H 推测化学位移δ: C≡C-H C=C-H C-C-H 实测化学位移δ: 2 ~ 3 4.5 ~ 6.0 0.9 ~ 1.5 （Ph-H, 6~8.5） Why? 芳环 叁键 羰基 双键 单键 和?键碳原子相连的H，其所受屏蔽作用小于烷基碳原子相连的H原子。 ?值顺序： 芳环的上下方为屏蔽区，其它地方为去屏蔽区 羰基平面上下各有一个锥形的屏蔽区，其它方向（尤其是平面内）为去屏蔽区。 氢键可以降低质子周围的电子云密度，削弱氢键质子的屏蔽,使共振吸收移向低场。 分子内氢键受环境影响较小，所以与样品浓度、温度变化不大； 分子间氢键受环境影响较大，当样品浓度、温度发生变化时，氢键质子的化学位移会发生变化 用惰性溶剂稀释时，δ↓ -OH：0.5～5；-CONH2：5～8；-COOH：10～13 酸性H(与O、N、S相连的H)，存在H交换反应： ROHa+R’OHb===ROHb+R’OHa δab = Naδa + Nbδb (Na, Nb: H的摩尔数) 饱和碳原子上的质子的 δ 值：叔碳 仲碳 伯碳 与H相连的碳上有电负性大的原子或吸电子基团（N, O, X, NO2, CO等）， δ值变大。电负性越大，吸电子能力越强， δ值越大。 δ值：芳氢 烯氢 烷氢 有机化合物中各种质子的化学位移值 常见的活泼氢，如-OH、-NH-、-SH、-COOH等基团的质子，在溶剂中交换很快，并受测定条件如浓度、温度、溶剂的影响，δ值不固定在某一数值上，而在一个较宽的范围内变化。 活泼氢的峰形有一定特征，一般而言: —酰胺、羧酸类缔合峰为宽峰 —醇、酚类的峰形较钝 —氨基，巯基的峰形较尖 —用重水交换法可以鉴别出活泼氢的吸收峰 （加入重水后活泼氢的吸收峰消失）。 自旋偶合（spin coupling) — 核自旋产生的核磁距间的相互干扰。 自旋裂分 (spin splitting) —由于相邻两个(组)磁性核之间的自旋偶合引起的共振峰分裂现象。 偶合常数（coupling constant) — 裂分信号中两峰间的距离 (用J 表示, 单位 Hz)。 自旋偶合与峰的裂分表明不等价质子间的相邻关系 1 自旋偶合 2 峰的裂分 3 产生分裂的原因： ① 临近C 上的H 的磁距改变了被偶合的氢核的屏蔽效应 ② 偶合作用是通过成键电子传递的 峰裂分数 4 相邻干扰核的自旋及其对峰裂分的影响 （n+1规律及(a+b)n分布） 峰裂分数 峰的裂分数 = （n1 + 1）×（n2 + 1） — 一组等价质子邻近有两组等价质子（分别为n1 和 n2 个），则该组质子最多被裂分为 （n1 + 1）×（n2 + 1） 重峰。 如： CH3CH2CH 2OH (3+1) ×(2+1) = 12重峰 注: 12重峰是最大可能, 经常会有重叠，从而使谱线数减少。 5 什么样的原子核有自旋分裂作用 ① I=0，无磁性；I≠0，自旋裂分 ② 磁等同氢核之间无分裂，只有磁不等同的氢核才会有分裂现象 磁等同氢核：化学环境、化学位移相同的氢核 ③ 超过3个以上单键时，分裂不明显 磁等同 两核（或基团）磁等同条件 磁不等同核 化学