第五章 氢谱.ppt

第五章 氢核磁共振谱 氢核磁共振谱 1H自然丰度高，研究最早，使用范围广 1H可以提供如下信息 化学位移 偶合裂分情况，可求偶合常数 峰面积大小，可求各种氢的数目 电负性对化学位移的影响 2. 取代基的共轭效应 3、碳原子的杂化状态 4、磁各向异性效应 双键的各向异性 三键的各向异性 单键的各向异性 饱和三元环的各向异性 5.氢键效应 溶剂效应 二、各类有机化合物的化学位移 ②烯烃 ③炔烃 ④醛基氢 ⑤芳香烃 二、偶合 峰裂分数 峰裂分数 峰裂分数 峰裂分数 1、氢与氢之间的偶合 3）远程偶合 2、氢与其他核之间的偶合 氢与自旋量子数不为零的磁核也可以发生偶合，称为异核偶合。 氢与13C、19F、31P都存在偶合。 3、自旋偶合体系 磁等同 两核（或基团）磁等同条件 自旋系统 三、一级谱及其解析 四、高级谱及其解析 AB系统 ABX系统 AB2系统 ABC系统 AA’BB’系统 一、谱图中化合物的结构信息 二、简化谱图的方法 2. 去偶法（双照射） 分子内有两个邻近的质子时（两个核之间空间上较近，不一定有偶合），照射其中一个质子会使另一个质子的信号强度增强，这种现象称为核的overhauser 效应，简称NOE。 4. 重氢交换 与O、N、S相连的氢是活泼氢，在溶液中它们可以进行不断的交换。如果样品分子中含有这样的基团，在作完谱图后滴加几滴重水，振荡，然后重新作图，此时活泼氢已被氘取代，相应的谱峰消失，由此可以确定活泼氢的存在。 同时出现了HOD中氢的峰(4.5-5.0) 5. 位移试剂 (shift reagents) 谱图解析 谱图解析（1） 谱图解析（ 2 ） 谱图解析（ 3 ） 谱图解析（ 4 ） 9 10 11 12 13 14 15 16 综合图谱解析17 C6H12O 18 C8H14O4 6. 一个化合物的分子式为 C10H12O2 , 其NMR谱图 如下图所示，试推断该化合物的结构。 解：1）已知其分子式为C10H12O2。 2）计算不饱和度：Ω＝5。 可能有苯环存在，从图谱上也可以看到δ 7.25ppm 处有芳氢信号。此外，还应有一个双键或环。 3）根据积分曲线算出各峰的相对质子数。 积分曲线总高度＝26＋9＋9＋15＝59（格） 据分子式有12个氢，故每个氢平均约 5（格）。按 每组峰积分曲线高度分配如下： a=26/5≈5个质子，b≈2个质子，c≈2个质子， d≈3个质子 4）从3）中可知，各峰知子数之和正好与分子式中氢 原子数目符合，所以分子无对称性。 5）解析特征性较强的峰： ① a 峰为单峰，是苯环单取代信号，可能是苯环与 烷基碳相连。因为：ⅰ.化学位移在芳氢范围之内， δ 7.2～7.5 ppm；ⅱ.不饱和度为5，说明有芳环存在的可能性；ⅲ.有5个质子；ⅳ单峰说明与苯环相连的基团是非吸电子或非推电子的，即与烷基碳相连才显示为一个单峰。 ②d 峰是单峰，推断为甲基信号；很可能是CH3－CO－。 因为：ⅰ.单峰，并有3个质子；ⅱ.化学位移在 δ 2.0～2.6Ppm范围内；ⅲ.分子式含氧，不会是 CH3－O－基，因为其δ 3.0～3.8 ppm 之间。 6）解析低场信号：无大于8 ppm 的信号。 7）重水交换无变化，证明氧原子上无质子相连，即不存在 OH 型质子。 8）已解析出有 C6H5－和CH3－CO－，还剩下 C2H4O的归属未找到。从 b组峰和 c 组峰的峰形看，两个亚甲基 应相连，即－ CH2－CH2－。一端与苯相连，一端与氧相连。 9）写出结构单元， 并合理组合为： 10）指认： ① 不同化学环境的质子数或质子组数等于共振峰个数或组数；图上有4组共振峰，结构中也有4个质子组； ②各类质子数之比应等于相应的积分曲线高 度比：a : b : c : d=26：9：9：15＝5：2：2：3； ③质子之间偶合裂分服从（n+1）规律；④由化学位 移来考察四类质子均在其常见化学位移范围内。 7. 一个化合物的分子式为 C10H12O , 其NMR谱图 如下图所示，试推断该化合物的结构。 解：分子式C10H12O，Ω＝5，化合物可能含有苯基， C=C 或C=O双键； 1H NMR 谱无明显干扰峰；由低场至高场，积分简比为4：2：3：3，其数字之和与分子式中氢原子数目一致，故积分比等于质子数目之比。 δ6.5～7.5 的多重峰对称性强，可知含有 X－C6H5－Y （对位或邻位取代）结构；其中2H的δ＜7ppm，表明苯环