[理学]H-NMR.ppt

* * 产生不等价核的结构 (3) 前手性 (2) 单键不能自由旋转 (1) 单键带有双键性 峰面积、峰裂分数与氢原子数目 峰裂分数：n+1 规律；相邻碳原子上的质子数； 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。 决定质子数目的方法 吸收峰的峰面积，可用自动积分仪对峰面积进行自动积分，画出一个阶梯式的积分曲线。 峰面积的大小与质子数目成正比。 峰面积高度之比 = 质子个数之比。 1H NMR中，共振峰的面积与质子数成正比，因此峰面积比即为不同类型质子数目的相对比值。 若已知分子中的总质子数，即可从峰面积的比例关系计算出各组化学位移等价质子的具体数目。 一个化合物究竟有几组吸收峰，取决于分子中H核的化学环境。 有几种不同类型的H核，就有几组吸收峰。 峰裂分产生原因? 相邻的磁不等性H核自旋相互作用（即自旋干扰）而引起峰的裂分。这种原子核之间的相互作用，叫做自旋偶合。由自旋偶合引起的谱线增多的现象，叫做自旋裂分。 如，一个质子共振峰不受相邻的另一个氢质子的自旋偶合时，表现为一个单峰。 例如： 低分辨率谱图 在高分辨率核磁共振谱仪测定CH3CH2―I 或CH3CH2OH时CH3―和―CH2―的共振吸收峰都不是单峰，而是多重峰。 首先，分析―CH3上的氢（以Ha表示）： 它的邻近―CH2―上有两个H核（以Hb表示），Hb对Ha的影响可表示如下： ∵ H核的自旋量子数I = 1/2，在磁场中可以有两种取向，即： + 1/2（以↑表示）和 －1/2（以↓表示） 这样，Hb的自旋取向的排布方式就有以下几种情况： Ha CH2上的Hb在CH3上三个Ha的影响下，其信号分裂为四重峰，其面 积比为1 ：3 ：3 ：1 。 Hb 同理，也可画出Ha对Hb的影响。 由此可见，裂分峰的数目有如下规律： 峰的数目 = n + 1 n：为相邻H核的数目 偶合裂分的规律 符合n+1规则 一组化学等价的质子，其共振吸收峰的个数由邻接质子的数目决定。 在(n+1)的简单情况下，n=1,其比例为1 ：1；n=2,为 1 ：2 ：1；n=3,为1 ：3 ：3 ：1。为（a+b)n展开式的系数之比。 裂分面积的相对强度: 苯环上H不符合n+1,复杂偶合体系,可以裂分为24个峰 n+1 规则是近似规律 1H核与n个不等价1H核相邻时，裂分峰数： （n+1)( n′+1)……个； (nb+1)(nc+1)(nd+1)=2×2 × 2=8 Ha裂分为8重峰 1:1 1:6:15:20:15:6:1 一级偶合常见裂分类型 丙酰胺的1H NMR谱(CDCl3) C6H12Cl2O2 , Solv. CCl4 积分面积之比（由低场到高场）：1：1：4：6 谱图解析 不饱和度计算 根据化学位移和积分确定结构单元 根据偶合裂分数、偶合常数、化学位移确定结构单元连接 1H NMR 一张谱图可以向我们提供关于有机分子结构的如下信息 由吸收峰的组数，可以判断有几种不同类型的H核； 由峰的强度（峰面积或积分曲线高度），可以判断各类H的相对数目； 由峰的裂分数目，可以判断相邻H核的数目； 由峰的化学位移（δ值），可以判断各类型H所处的化学环境； 由裂分峰的外形或偶合常数，可以判断哪种类型H是相邻的。 分子式为C3H6O的某化合物的核磁共振谱如下，试确定其结构。 谱图上只有一个单峰，说明分子中所有氢核的化学环境完全相同。结合分子式可断定该化合物为丙酮。 某化合物的分子式为C3H7Cl，其NMR谱图如下图所示： 试推断该化合物的结构。 解： 由分子式可知，该化合物是一个饱和化合物； 由谱图可知： (1) 有三组吸收峰，说明有三种不同类型的 H 核； (2) 该化合物有七个氢，有积分曲线的阶高可知a、b、c各组吸收峰的质子数分别为3、2、2； (3) 由化学位移值可知：Ha 的共振信号在高场区，其 屏蔽效应最大，该氢核离Cl原子最远；而 Hc 的屏蔽效应 最小，该氢核离Cl原子最近。 结论：该化合物的结构应为： C3H6O2 IR 3000cm-1 1700cm-1 ?=1 NMR 11.3 (单峰 1H) 2.3 (四重峰 2H) 1.2