核磁共振谱红外光谱质谱剖析ppt课件.ppt

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1、返回第九章核磁共振谱、红外光谱和质谱(NuclearMagneticResonanceSpectroscopy,InfraredAbsorptionSpectroscopyandMassSpectroscopy)有机化学基本内容和重点要求核磁共振谱原理，化学位移，自旋偶合与自旋裂分，1H-NMR谱对有机分子结构的表征；红外光谱原理，分子振动模式及有机分子的基团特征频率，红外光谱对有机分子结构的表征；质谱原理，质谱对有机分子结构的表征。重点：要求掌握核磁共振谱、红外光谱和质谱原理及对有机分子结构的表征，运用光谱推测简单有机化合物的构造式；难点：核磁

2、共振谱原理。返回具体内容§9.1核磁共振谱§9.2红外光谱§9.3质谱返回作业习题1习题2光谱分析法的特点样品用量少；分析速度快；可得到化合物丰富的结构信息；返回返回(NuclearMagneticResonanceSpectroscopy)§9.1核磁共振谱(NMR)9.1.1核磁共振谱的基本原理9.1.2化学位移9.1.3峰的面积、自旋耦合和自旋裂分9.1.4核磁共振氢谱的解析1945年F.Bloch和E.M.Purcell为首的两个小组几乎同时发现了核磁共振现象。二人因此获得1952年诺贝尔物理奖。返回(1)核的磁矩存在自旋运动的原子核，其

3、自旋运动将产生磁矩。原子核的自旋运动与自旋量子数I有关I＝0原子核没有自旋运动I≠0原子核有自旋运动I的大小取决于原子的质量数(A)和原子序数(Z)的奇偶性9.1.1核磁共振谱的基本原理返回常见原子核的Z、A、和IZAI偶数偶数0奇数奇数1/2,3/2,5/2…偶数奇数1/2,3/2,5/2…奇数偶数1,2,3…返回I=1/2的原子核电荷均匀分布于原子核表面，这样的原子核不具有电偶极矩，核磁共振的谱线窄，最宜于核磁共振检测。如：返回(2)核磁能级I＝1/2时，相对于外加磁场H0有二种自旋相反的取向，相当于两个能级，△E的大小与H0的大小有关。△E

4、EH0返回质子磁矩的取向外加磁场无磁场时质子的磁矩磁场中质子的磁矩低能量高能量返回(3)核磁共振扫频：把物质放在恒定强度的磁场中，逐渐改变辐射频率，当辐射频率恰好等于能级差时，即可发生核磁共振。扫场：保持辐射频率不变，逐渐改变磁场强度，当磁场达到一定强度时，即可发生共振吸收。(这种方法在操作上较方便)返回核磁共振现象发生共振吸收返回扫频(4)核磁共振仪用恒定频率的无线电波照射试样并在扫描发生器线圈中通直流电流，产生微小的磁场，使总的外磁场强度逐渐增加。当磁场强度达到一定值H01时，试样中某一类型的质子发生能量跃迁(共振)，信号经过放大在记录器上给

5、出核磁共振谱。如图所示：9.1.2化学位移核外电子的旋转运动产生一个与外加磁场方向相反的感应磁场。因此质子所感受到的磁场强度，并非就是外加磁场的强度。即电子对外加磁场有屏蔽作用。屏蔽作用的大小与质子周围电子云高低有关，电子云愈高，屏蔽作用愈大，该质子的信号就要在愈高的磁场强度下才能获得。有机分子中与不同基团相连接的氢原子的周围电子云不一样，因此它们的信号就分别在谱的不同位置上出现。质子信号上的这种差异做化学位移。H0H感应返回(1)相对化学位移化学环境不同的质子，因受不同程度的屏蔽作用，在谱中的不同位置上出现吸收峰，但这种位置上的差异是很小的，很

6、难精确地测出化学位移的绝对数值。故通常是以四甲基硅烷(CH3)4Si(TMS)作为标准物质，以它的质子峰作为零点，其他化合物的质子峰的化学位移则相对于这个零点而言。返回相对化学位移的表示方法：为四甲基硅烷的吸收峰频率为核磁共振仪的频率返回核磁共振谱图返回δ/ppm内标物：四甲基硅烷（TMS）分子式:(CH3)4Si优点：所有的氢都是等同的，只有一个NMR信号；甲基氢核的屏蔽程度高，一般化合物的信号都出现在TMS峰的左边；沸点低，易于从样品中除去；化学稳定性好，与样品分子不会发生缔合；与溶剂或样品的相互溶解性好。返回常见基团的化学位移(δ)值-CH

7、30.9ROH5-CH21.3-COOH11-CH2.0-CH2Cl3.7=CH25.0-CH2Br3.5≡CH2.5-CH2I3.2ArH7-8-CHCl25.8-CHO9.7(RO)2CH25.3-OCH33.8Ar-CH32.3ArOH7-COCH`2.3返回(2)影响化学位移的因素取代基的诱导效应(去屏蔽效应)CH3-FCH3-OCH3CH3-ClCH3-I(CH3)4Si取代基的电负性减小δ4.263.243.052.160CH3–OHCH3-CH2OHCH3-CH2-CH2OHδ3.391.182.590.931.533.49αβαγ

8、βα返回取代基的诱导效应(电负性)返回δ/ppm各向异性效应化合物δ（ppm）CH3CH2－H0.96CH2＝CH－H5.84CH≡C－