第十三章 核磁共振波谱法精要.ppt

氢谱与碳谱的对比 碳谱去偶作用对比 碳谱去偶作用对比 四、13C NMR谱图 CH3-CH2-CH2-C(O)-CH2-CH2-CH3 Ph-CH2-C(O)-CH3 教学要求 理解核磁共振波谱法的基本原理及仪器主要部件的功能 掌握化学位移产生的原因及影响因素 掌握谱峰偶合裂分产生的原因及方式 掌握利用核磁共振波谱正确解析一般化合物结构的方法 作业：P262 2，3，5，6 补充1：下列化合物OH的氢核,何者处于较低场?为什么? 补充2：某化合物的分子式为C11H20O4，其1H NMR中，δ为0.79，1.23，1.86，4.14处分别有三重峰，三重峰，四重峰和四重峰，积分高度比为3：3：2：2；红外光谱显示含有酯基，试推测分子结构。 4. 氢键效应 形成氢键后质子屏蔽作用减少，氢键属于去屏蔽效应。如分子间形成氢键，其化学位移与溶剂特性及其浓度有关; 如分子内形成氢键则与溶剂浓度无关，只与分子本身结构有关。 溶剂选择原则：稀溶液；不能与溶质有强烈相互作用。 常见结构单元化学位移范围 一、自旋偶合与自旋裂分 第三节 自旋偶合与自旋裂分 现象：CH3CH2OH中有三个不同类型的质子，因此有三个不同位置的吸收峰。然而，在高分辨 NMR 中，—CH2和CH3中的质子出现了更多的峰，这表明它们发生了分裂。 原因：相邻两个氢核之间的自旋偶合（自旋干扰） 自旋核之间的相互作用，称为自旋－自旋偶合（Spin－Spin－Coupling）,简称自旋偶合。 由于自旋偶合引起的共振吸收峰增多的现象，称为自旋－自旋裂分（Spin－Spin－Splitting），简称为自旋裂分。 自旋偶合产生共振峰的分裂后，两裂分峰之间的距离（以Hz为单位）称为偶合常数，用J表示。 J的大小表明自旋核之间偶合程度的强弱。J不因外磁场的变化而变化，受外界条件（如温度、浓度及溶剂等）的影响也比较小，它只是化合物分子结构的一种属性。 二、峰裂分数与峰面积 峰裂分数：n+1 规律，n为相邻碳原子上的质子数；强度比系数符合二项式的展开式系数。 峰面积：与同类质子数成正比，仅能确定各类质子之间的相对比例。 峰裂分数 1:1 1:3:3:1 1:1 1:2:1 1H核与n个不等价1H核相邻时，裂分峰数（n+1)( n′+1)… (nb+1)(nc+1)(nd+1)=2×2×2=8 Ha裂分为8重峰 峰裂分数 Ha裂分为多少重峰？ 0 1 2 3 4 Jca Jba Jca? Jba Ha裂分峰:(3+1)(2+1)=12 实际Ha裂分峰:(5+1)=6 强度比近似为：1:5:10:10:5:1 三、化学等价与磁等价 1. 化学等价（化学位移等价） 在自旋体系中，若有一组核，其化学环境相同，即化学位移相同，这组核称为化学等价的核，或称化学全同的核。 2. 磁等价 在一组化学等价的核中，如果它们与组外的任一自旋核的偶合常数都相同，这组核称为磁等价的核或称全同的核。 磁等价的核一定是化学等价的核，而化学等价的核不一定是磁等价的核。 两核（或基团）磁等同条件 ① 化学等价（化学位移相同） ② 对组外任一个核具有相同的偶合常数（数值和键数） 三个H核 化学等价 磁等价 二个H核化学等价，磁等价 二个F核化学等价，磁等价 六个H核 化学等价 磁等价 Ha，Hb化学等价，磁不等价 J Ha Fa ≠ J Hb Fa Fa，Fb化学等价，磁不等价 H2，H2’化学等价，磁不等价 对于邻碳磁等价核之间的偶合，其偶合裂分规律如下： 1）一个(组)磁等价质子与相邻碳上的n个磁等价质子偶合，将产生n+1重峰。如CH3CH2Cl（2+1；3+1） 2）一个(组)磁等价质子与相邻碳上的两组质子(分别为m个和n个质子)偶合，如果该两组碳上的质子性质类似的，则将产生m+n+1重峰，如CH3CH2CH2CH3；如果性质不类似，则将产生(m+1)(n+1)重峰，如CH3CH2CH(CH3)NO2； 3）裂分峰的强度比符合二项式的展开式系数之比； 4）一组多重峰的中点，就是该质子的化学位移值 5）磁等价质子之间观察不到自旋偶合分裂，如ClCH2CH2Cl，只有单重峰。 一、谱图中化合物的结构信息 （1）峰的数目：标志分子中磁不等性质子的种类，多少种； （2）峰的强度(面积)：每类质子的数目(相对)，多少个； （3）峰的位移(? )：每类质子所处的化学环境，化合物中位置； （4）峰的裂分数：相邻碳原子上质子数； （5）偶合常数(J)：确定化合物构型。 第四节 谱图解析与化合物结构确定 二、谱图解析 由分子式求不饱合度 由积分曲线求1H核的相对数目 解析各基团 首先解析： 再解析： ( 低场信号 ) 最后解析：芳烃质