第五章 核磁共振波谱法 （NMR）ppt课件.ppt

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1、第五章核磁共振波谱法(NMR)5.3核磁共振参数5.3.1化学位移chemicalshift5.3.2自旋-自旋耦合spin-spincoupling5.3.3一级谱与二级谱5.3.4去耦decoupling15.3核磁共振参数5.3.1化学位移chemicalshift核磁共振条件:=B0/2。依此公式，只有单个质子峰未考虑核外电子云的影响。实际上质子受到屏蔽作用氢核实际所受的磁场为：B0-Be=(1-)B0,=[(1-)B0]/2：屏蔽常数即：1H核所处的化学环境不同，不同，也不同。

2、2特定质子的吸收位置与标准质子的吸收位置之差，称为该质子的化学位移，用(ppm)表示。有机化学中多用表示。=10-乙醇的氢谱a5.3.1化学位移3乙醇的氢谱b5.3.1化学位移45.3.1化学位移NMR的横坐标-化学位移表示采用外加标准物质作基准，化学位移表示为：化学位移的大致分类烷烃烯烃芳烃羰基烯烃杂环芳烃酰胺胺无机氧烷烃炔烃55.3.1化学位移NMR谱图横轴-化学位移纵轴-信号强度信号强度与等化学环境的核的数目成比例65.3.1化学位移NMR标准物质的选择标准秃核(无屏蔽作用)或电子云密度非常大的核

3、(屏蔽作用非常大，=0)TMSDDSTSP-d47TMS的优点1）单峰：TMS中所有质子等同，只有一个吸收峰2）TMS的屏蔽系数几乎比所有其他物质的都大(电子云密度大)，化学位移定为零，则其他化合物H核的共振频率都在左侧3）一个分子中有12个等价H和4个等价C，故加入低含量如1-5%v/v的TMS可得到足够强的尖峰。4）TMS稳定，在大多数有机液体中的溶解性好，沸点低(b.p.=27C)，蒸汽压高，可挥发除去，便于回收样品。5）TMS不溶于水，对于水溶液，有DDS和TSP-d4等钠盐替代品。它们的甲基H在几

4、乎与TMS相同的位置出峰，亚甲基H出一系列小峰，市售亚甲基H均为氘代产品。85.3核磁共振参数5.3.2自旋-自旋耦合spin-spincouplinghomonuclearcoupling——heteronucleardecoupling——1H-13C、1H-19F、19F-31P等1H-1H、13C-13C等核自旋通过成键电子与附近相邻磁性核自旋间的相互作用所引起的NMR谱线分裂现象。9谱图与J，峰组中心位置为，相邻峰间距为J。J与B0无关，而(Hz)B0。强磁场中的NMR谱图容易解析。磁场强

5、度与耦合常数的关系105.3.2自旋-自旋耦合谱线分裂数的n+1规则ForkRole鸟嘌呤(cytosine)的1H核磁谱图115.3.2自旋-自旋耦合HB所受磁场影响为B0+HA和B0-HA。自旋耦合图解HA与HB为化学非等价核，化学位移A与B不相同。HA所受磁场影响:B0+HB和B0-HB。在两处产生共振，分裂成双峰。从A质子看X与X’可能的自旋方式与磁场平行或反平行质子A的信号分裂呈双峰强度比125.3.2自旋-自旋耦合乙醇的谱线裂分CH2对CH3的影响B0(2)(3)(1)(4)Fielddire

6、ctionPossiblespinorientationsofmethyleneproton自旋同时相反，CH3三重峰右边的第一个峰。(1)(4)自旋同时相同，CH3三重峰左边的第一个峰。(2)(3)自旋相反，影响抵消。中间峰峰面积比——1:2:1。135.3.2自旋-自旋耦合CH3对CH2的影响B0可能的组合方式:23=8种中间6组为两组等同的磁效应裂分为4峰面积比为1:3:3:1145.3.2自旋-自旋耦合耦合常数J(couplingconstant)谱线裂分产生的裂距，单位HznJ：n化学键的个数。同碳上

7、的氢，无耦合。不同种磁性核时，有耦合。相邻碳上的氢。如HA-CH2-CH2-HB,HA与HB的耦合。相隔4个化学键，耦合作用很弱。2J:3J:4J:155.3.2自旋-自旋耦合AB耦合作用的符号表示相近的两个核相差较远的两个核相差很大的两个核相差很大从左至右代表化学位移由大到小数字表示相应核的个数。AMAXAX2,AX3,A2X316例：CHCl2CH2Cl高化学位移(A)处有三重峰，低化学位移(X)处有双峰CHBr2CH3AX3高化学位移(A)处有四重峰，低化学位移(X)处有双峰高化学位移(A)

8、处有四重峰，低化学位移(X)处有三重峰A2X3AX2CH3CH2Br5.3.2自旋-自旋耦合17化学等价chemicalequivalent或化学位移等价性：对相邻核的耦合常数J相等磁等价magneticequivalent或耦合等价性：化学位移值相同化学等价核又称化学全同核磁等价核又称磁全同核5.3.2自旋-自旋耦合185.3.2自旋-自旋耦合如乙醇中CH3或CH2上的H1.既