第六章 色 谱 和 波 谱（nmrms）ppt课件.ppt

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1、第六章色谱和波谱ChromatographyandSpectroscopy6.3.4核磁共振谱NMRSpectroscopy6.3.4核磁共振谱NuclearMagneticResonanceSpectroscopy核磁共振氢谱（1HNMR)提供三类重要结构信息：—化学位移(chemicalshift)—偶合常数(couplingconstant)—积分曲线(integrationline)帮助了解分子中质子的类型、连接方式以及数目。1)化学等价(chemicallyequivalent)处于相

2、同化学环境的原子—化学等价原子化学等价的质子其化学位移相同，仅出现一组NMR信号化学不等价的质子在NMR谱中出现不同的信号组核磁共振氢谱例1：CH3-O-CH3一组NMR信号例2：CH3-CH2-Br二组NMR信号例3：(CH3)2CHCH(CH3)2二组NMR信号例4：CH3-CH2COO-CH3三组NMR信号2)影响化学位移的因素3.核磁共振氢谱①屏蔽效应（shieldingeffect)原子核外的电子在外磁场作用下将产生一个抵抗外磁场的感应磁场H感应，使核所感受到的实际磁场H有效小于外磁场

3、：H有效=H0-H感应2)影响化学位移的因素3.核磁共振氢谱①屏蔽效应（shieldingeffect)---电子云密度越大，屏蔽效应越大，NMR信号出现在高场（低频，谱图右边）。---电子云密度越小，屏蔽效应越小，NMR信号出现在低场（高频，谱图左边）。2)影响化学位移的因素诱导效应吸电子诱导效应使相邻碳上氢的电子云密度降低。化学位移出现在低场化合物CH3XCH3FCH3OHCH3ClCH3BrCH3I电负性(X)4.0(F)3.5(O)3.1(Cl)2.8(Br)2.5(I)δ(ppm)4.

4、263.403.052.682.16②去屏蔽作用与π体系各向异性电负性：Csp>Csp2>Csp3屏蔽作用:C≡C-HC=C-H>C-C-H实测化学位移δ:2~34.5~6.00.9~1.5（Ph-H,6~8.5）Why?3.核磁共振氢谱2)影响化学位移的因素②去屏蔽作用与π体系磁各向异性—若核外电子产生的感应磁场与外加磁场方向相同，则H有效>H0，这种效应称去屏蔽效应(deshieldingeffect)。这是由π体系的抗磁各向异性(diam

5、agneticanisotropy)所导致的。2)影响化学位移的因素②去屏蔽作用与π体系磁各向异性2)影响化学位移的因素②去屏蔽作用与π体系各向异性H02)影响化学位移的因素②去屏蔽作用与π体系各向异性σ-单键也存在抗磁各向异相性-CH30.9-CH2-1.3-CH-1.5③氢键的影响:—氢键可以削弱氢键质子的屏蔽，使共振吸收移向低场。—分子内氢键受环境影响较小，所以与样品浓度、温度变化不大；—分子间氢键受环境影响较大，当样品浓度、温度发生变化时，氢键质子的化学位移会发生变化。3.核磁共振氢谱2

6、)影响化学位移的因素-OH0.5-5.5-NH20.5-5ArOH4.5-7.7-COOH10-13饱和碳原子上的质子的d值：叔碳>仲碳>伯碳与H相连的碳上有电负性大的原子或吸电子基团（N,O,X,NO2,CO等），d值变大。电负性越大，吸电子能力越强，d值越大。d值：芳氢>烯氢>烷氢3.核磁共振氢谱有机化合物中质子化学位移规律：有机化合物中各种质子的化学位移（记忆）3.核磁共振氢谱131211109876543210RCH2-O=C-CH2-C=C-CH2-CCCH2-CH2--CH2-X-C

7、H2-O--CH2-NO2C=C-HAr-HRCHORCOOH3.核磁共振氢谱3)自旋裂分与偶合常数自旋裂分(spinsplitting)—邻近质子间相互作用导致谱线增多的现象。自旋偶合（spincoupling)—邻近质子间互相导致谱线增多的作用。偶合常数（couplingconstant)—裂分信号中两峰间的距离(用J表示,单位Hz)。自旋偶合与峰的裂分情况表明不等价质子间的相邻关系。峰的裂分数=n+1---一组等价质子邻近有n个等价质子，则该组质子被裂分为n+1重峰。如：CH3CH2CH3

8、6+1=7重峰CH3CH2CH32+1=3重峰3.核磁共振氢谱3）自旋裂分与偶合常数CH3CHCl2CH3CHCl2裂分峰的强度比＝(a+b)n展开后各项的系数比3)自旋裂分与偶合常数3)自旋裂分与偶合常数峰的裂分数=（n1+1）×（n2+1）---一组等价质子邻近有两组等价质子（分别为n1和n2个），则该组质子最多被裂分为（n1+1）×（n2+1）重峰。如：CH3CH2CH2OH(3+1)×(2+1)=12重峰注:12重峰是最大可能,经常会有重叠，从而使谱线数减少。3)自旋裂分与偶合常数4)自