第四章--核磁共振氢谱和碳谱.pptVIP

2、核磁共振吸收条件在外磁场中，原子核能级产生裂分，由低能级向高能级跃迁时，需要吸收能量。当射频振荡线圈产生电磁波的能量（h?）等于核能级差△E就会有NMR（核自旋发生倒转）。 共振条件 例：计算在2.3488T磁场中，1H的共振频率。 4.4.4 氢键效应：形成氢键后由于1H核屏蔽作用减少，氢键属于去屏蔽效应，?增大。 4.4.5 各类质子（1H）的化学位移及计算 §4.5 自旋耦合与裂分每类氢核不总表现为单峰，有时多重峰。是什么原因造成的？比如碘乙烷 例如碘乙烷中甲基和亚甲基核的裂分 3、耦合常数（J）：自旋耦合产生峰的裂分，简单耦合时两峰间的裂距称为耦合常数。单位是Hz，J的大小表示耦合作用的强弱。其值与两个氢核之间的键数有关，随键数的增加而逐渐减小。(1)同碳(偕碳)耦合(2J):通过两个键之间耦合(2)邻碳耦合(3J):通过三个键之间耦合(主要偶合)(3)远程耦合:超过三个键以上耦合,较弱不考虑。 4.5.2 (n+1)规律（峰裂分数，一级谱图） 某基团碳上氢核与相邻碳上n个氢耦合时，该基团碳上的氢核将被裂分为n+1重峰，峰裂分数与该基团本身氢核数无关。一级谱图相邻裂分峰之间距离相等。 例2：甲醇 质子a与质子b所处的化学环境不同，两个单峰（没有相邻碳原子或相邻碳上无质子）。质子b直接与吸电子元素相连，产生去屏蔽效应，谱峰在低场（相对与质子a ）出现。 1、计算不饱和度 U=1+8+1/2×(-14)=2 脂肪族化合物，两个双键 2、IR谱图中1850~1650cm-1有一尖的强的吸收峰，说明分子结构中可能含有C=O；波数小于3000cm-1, 且靠近3000cm-1又吸收，分子中无=C-H和≡C-H，两者确定分子中含有两个C=O。 3、NMR谱图中有三组峰，说明分子中存在三组化学不等价氢核；根据积分高度计算每组氢核的数目。 根据自旋裂分推测各组氢核间的关系 δ=1.3是三重峰且含有6个氢（该结构中必须有两 个磁等价甲基存在）；δ=4.1是四重峰且含有4个 氢（该结构中必须有两个磁等价亚甲基存在），两组氢核相互偶合（直接相连）才可能形成峰的多重性，综合上面分析说明分子结构中可能存在2个磁等价的CH3CH2－；δ2.5单峰4个氢（可能存在2个磁等价的-CH2-。 4、验证确认 单峰4个氢δ为2.5，四重峰4个氢为4.1，说明结构A不合理，该化合物的结构应为B。 §4.7 核磁共振碳谱 4.7.1 引言 12C 98.9% 磁矩?=0, 没有NMR 13C 1.1% 有磁矩(I=1/2)， 有NMR 灵敏度很低, 仅是 1H 的 1/6700 计算机的问世及谱仪的不断改进， 可得很好的碳谱 在有机物中，有些官能团不含氢 例如：-C=O，-C=C=C-，-N=C=O等 官能团的信息: 不能从 1H 谱中得到， 只能从 13C 谱中得到有关的结构信息 C H 有机化合物的骨架元素 4.4.3 化学键的各向异性：当分子中某些基团的电子云排布部呈球形对称时，它对邻近的氢核产生一个各向异性的磁场，从而使某些空间位置上的核受屏蔽，而另一些空间位置上的核去屏蔽。例如烯烃、炔烃和芳香烃化合物，分子中π电子产生感应磁场(次级磁场)，使分子所在空间出现屏蔽区(用“+”,表示感应磁场与外磁场方向相反)和去屏蔽区(用“-”,表示感应磁场与外磁场方向相反)，导致不同区域内的质子移向高场和低场。 （1）C2H4中?电子云分布于? 键所在平面上下方，感应磁场将空间分成屏蔽区(+)和去屏蔽区(-),由于质子位于去屏蔽区，与C2H6（?=0.85）相比移向低场(?=5.28)。醛基质子处于去屏蔽区，且受O电负性影响，故移向更低场（?=7.27）。 （2）C2H2中三键?电子云分布围绕C-C键呈对称圆筒状分布，质子处于屏蔽区，其共振信号位于高场(?=1.8)。 （3）苯分子与C2H4情况相同，苯的质子移向低场（?=7.27）；对于其它苯系物，若质子处于苯环 屏蔽区，则移向高场。 （4）单键σ电子产生的各向异性较小。 C C + + - - 1、饱和烃 -CH3: ?CH3=0.79?1.10ppm -CH2: ?CH2 =0.98?1.54ppm -CH: ?CH= ?CH3 +(0.5 ? 0.6)ppm ?H=3.2~4.0ppm ?H=2.2~3.2ppm ?H=1.8ppm ?H=2.1ppm ?H=2~3ppm δ(CH3)δ(CH2)