《氢谱解析简介》PPT课件.ppt

《《氢谱解析简介》PPT课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、核磁共振氢谱简介核磁共振的产生自旋量子数不等于零（I≠0）的原子核处在外磁场B0中时，裂分为2I+1个能量不同的能级，相邻能级的能级差为当外界电磁波作用于物质时，物质选择性地吸收能量正好等于ΔE（频率为ν）的电磁波产生核磁共振信号原子核吸收的电磁波频率为兆赫级，属射频区（无线电波）。I=0的核，如12C、16O等没有核磁共振现象；研究得最多的是I=1/2的原子核，如1H、13C、19F、31P等；主要介绍1HNMR，简要介绍13CNMR。横坐标为化学位移值，代表谱峰位置；台阶状的积分曲线高度表示对应峰的面积。在1H谱中峰面积与相应的

2、质子数目成正比；谱峰呈现出的多重峰形是自旋－自旋耦合引起的谱峰裂分。高场低场TMS1H核磁共振提供的信息高场低场第一节1H的化学位移谱峰的位置,用化学位移值δ表示；处于不同化学环境的1H有不同的δ值，所以可用于确定的含氢基团的类型及其在分子中所处环境；14131211109876543210烯醇羧酸醛芳香烃烯烃炔烃OCHnNCHnCCHn裸露的核B0B0核外有电子云1.化学位移的产生B0（1－）因核所处化学环境不同而引起的共振条件（频率）的变化称为化学位移（chemicalshift）。化学位移的测定：以四甲基硅烷（δ＝0）为内标。

3、2.影响化学位移的因素(1)诱导效应核外电子云的抗磁性屏蔽是影响质子化学位移的主要因素。邻近原子或基团的电负性大小CH3XCH3FCH3OCH3CH3ClCH3Br4.263.243.052.68X电负性4.03.53.12.8CH3XCH3CH3CH3HCH3Li0.880.2－1.95X电负性2.52.10.98相邻电负性基团的个数CH3ClCH2Cl2CHCl33.055.307.27与电负性基团相隔的距离（键数）CH3OHCH3CH2OHCH3CH2CH2OHCH33.391.180.93(2)各向异性效应非球形对称的

4、电子云，如电子，对邻近质子附加一个各向异性的磁场，即该磁场在某些区域与外磁场B0的方向相反，使外磁场强度减弱，起抗磁性屏蔽作用（＋），而在另一些区域与外磁场B0方向相同，对外磁场起增强作用，产生顺磁性屏蔽作用（－）。芳烃和烯烃的各向异性效应苯环上H的＝7.27;＋＋－－＋＋－－乙烯的＝5.23安纽烯有18个H。12个环外H，受到强的去屏蔽作用，环外氢8.9；6个环内H，受到高度的屏蔽作用，环内氢-1.8。三键的各向异性效应炔氢正好处于屏蔽区域内，振动向高场移动。杂化作用使其向低场移动，结果炔氢的在2～3。＋＋－－单键的

5、各向异性效应形成单键的sp3杂化轨道是非球形对称的，也有各向异性效应，但很弱。在沿着单键键轴方向是去屏蔽区，而键轴的四周为屏蔽区。只有当单键旋转受阻时这一效应才能显示出来。如环己烷直立氢（Hax）和平伏氢（Heq）的化学位移值不同。环己烷C－1上的氢,2－3键和5－6键的作用使直立氢（Hax）处于屏蔽区，而平伏氢（Heq）处于去屏蔽区，两者的化学位移差HeqHax0.5ppm。(5)氢键的影响两个电负性基团分别通过共价键和氢键产生吸电子诱导作用，使共振发生在低场。分子间氢键的形成与样品浓度、测定温度以及溶剂等有关，因此相应的质

6、子不固定，如醇羟基和脂肪胺基的质子一般在0.5～5，酚羟基质子则在4～7。氢键形成对质子化学位移的影响规律：氢键缔合是放热过程，温度升高不利于氢键形成，能形成氢键的质子谱峰向高场移动；在非极性溶剂中，浓度越稀，越不利于形成氢键。随着浓度减小，质子共振向高场移动；改变测定温度或浓度，观察谱峰位置改变可确定OH或NH等产生的信号；分子内氢键的生成与浓度无关，相应的质子总是出现在较低场。(6)溶剂效应由于溶质分子受到不同溶剂影响而引起的化学位移变化称为溶剂效应。例如：-在氘代氯仿溶剂中，2.88；2.97。-逐步加入各向异性

7、溶剂苯，和甲基的化学位移逐渐靠近，然后交换位置。由于存在溶剂效应，在查阅或报道核磁共振数据时应注意标明测试时所用的溶剂。如使用混合溶剂，还应说明两种者的比例。(7)交换反应当一个分子有两种或两种以上的形式，且各种形式的转换速度不同时，会影响谱峰位置和形状。如N,N-二甲基甲酰胺在不同温度下甲基信号的变化：分子之间的交换反应－OH、－NH2等活泼氢可在分子间交换。如羧酸水溶液中发生如下交换反应：RCOOH(a)＋HOH(b)RCOOH(b)＋HOH(a)结果在核磁共振谱图上，只观测到一个平均的活泼氢信号，信号的位置与溶液中羧酸和水

8、的摩尔比有关：观测＝Naa＋Nbb3.各类1H的化学位移(1)各种基团中质子化学位移值的范围化学位移是利用核磁共振推测分子结构的重要依据，了解并记住各种类型质子化学位移分布的大致情况，对于初步推测有机物结构类型