第八章 核磁共振波谱PPT.ppt

各类有机化合物的化学位移 -COOH：?H=10~13ppm -OH： （醇）?H=1.0~6.0ppm （酚）?H=4~12ppm -NH2：（脂肪）?H=0.4~3.5ppm （芳香）?H=2.9~4.8ppm （酰胺）?H=9.0~10.2ppm -CHO：?H=9~10ppm 常见结构单元化学位移范围 第四节 自旋偶合与自旋裂分 一、自旋偶合与自旋裂分 二、峰裂分数与峰面积 三、磁等同与磁不等同 一、自旋偶合与自旋裂分 每类氢核不总表现为单峰，有时多重峰。 原因：相邻两个氢核之间的自旋偶合（自旋干扰）；一般在3个键之内发生 由自旋偶合所引起的谱线增多的现象称为自旋裂分。 峰的裂分 峰的裂分原因: 相邻两个氢核之间的自旋偶合 多重峰的峰间距：偶合常数（J），用来衡量偶合作用的大小。 自旋偶合 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； 系数符合二项式(a+b)n的展开式系数； 2Hb 3Hb Ha Hb1 Hb2 Hb3 Ha Hb1 Hb2 Ha Hb1 Ha Hb 3JHaHb NMR的直接信息 峰裂分数 1:1 1:3:3:1 1:1 1:2:1 峰裂分数 1:3:3:1 1:2:1 1:1 1:6:15:20:15:6:1 三. 耦合常数（J） 自旋－自旋耦合，可反映相邻核的特征，可提供化合物分子内相接和立体化学的信息 NMR的直接信息 nJHX 表达方式： 耦合原子 相隔键数 耦合常数 自旋偶合产生峰裂分后，两峰之间的距离称为偶合常数J。单位： 赫兹Hz，一般不超过20 Hz 1.同碳偶合 指间隔2个单键的质子之间的偶合，即连在同一个碳上的2个质子之间的偶合。用 2J 表示 J= 12 ~ 15 J = 0 ~ 3 J 的大小表示偶合作用的强弱，它是化合物结构的属性，不随外磁场的变化而变化。 (Karplus公式) 3J=A+BcosΦ+Ccos2Φ (A=7 B=-1 C=5) Φ C C H H NMR的直接信息 2.邻碳偶合 指间隔3个单键的质子之间的偶合，即相邻2个碳上的质子之间的偶合。用 3J 表示 例如， H-C-C-H 3J=5~9Hz 3J的大小与2个质子之间的夹角有关， J180 J0 烯键邻位氢：顺式（0°）J = 6 ~ 14 反式（180 °）J = 11 ~ 18 3J12 = 3Jaa = 8 - 11Hz 3J13 = 3J24 = 3Jae = 2 - 5Hz 3J34 = 3Jee = 2 - 5Hz a 键 e 键 NMR的直接信息 反式 (trans) 顺式 (cis) 3Jab=14-18Hz Ha Hb 3Jab=10-14Hz Ha Hb NMR的直接信息 烯键邻位氢：顺式（0°）J = 6 ~ 14 反式（180 °）J = 11 ~ 18 3.远程偶合 指间隔3个键以上的质子之间的偶合，这种偶合对π 体系较为重要。 J 邻 = 6 ~ 10 J 间 = 1 ~ 3 J 对 = 0.2 ~ 1.5 J ac = 0 ~ 1.5 J bc = 1.6 ~ 3.0 Ha Hc Hd Ha Hb Hc Ha Hb Hc NMR的直接信息 DMSO CDCl3 2 5 3 4 4 3 5 2 自旋偶合具有相互性：nJxy= nJyx ( J 值相同) 偶合是固有的，只有当相互偶合的核化学位移不等时，才会表现出偶合裂分 偶合强弱( J 值大小)与原子核间所隔的化学键多少（n）有关 通常1H核之间的偶合出现在 n ? 3，当它们之间有双键存在时，n = 4-5，也会出现偶合（远程偶合）。 不同的原子核会有些差别。 4.一般规律 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 四、磁等价与磁不等价 1. 化学等价（化学位移等价） 若分子中两个相同原子（或两个相同基团）处于相同的化学环境，其化学位移相同，它们是化学等价的。相反，化学位移不同的核称为化学不等价。 例如： ⑴ CH3CH2X 中的CH3 的3个H，是化学等价的， C