芳烃质子化学位移讲课教案.ppt

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1、芳烃质子化学位移烷烃质子化学位移2、CH2：3、CH：一般比CH2大0.3ppm引入其他基团后烷基的化学位移发生变化，但很少有超出0.7~4.5范围的情况。4、卤代烷烃：同碳质子：2.16~4.4ppm邻碳质子：1.25~1.55ppm隔碳质子：1.03~1.08ppm烷烃取代化学位移计算公式：dCH2=1.25+ΣDi;i=1,2dCH=1.50+ΣDi;i=1,2,3烯烃质子化学位移比简单烷烃大3~4ppm，不与芳基共轭的烯烃化学位移在4.5~6.5ppm左右比较普遍；与芳基共轭时δ增大。烯烃化学位移的计算公式δHa=5.25+0-0.22+0.12=5.15

2、;δ实测=5.27δHb=5.25+0+0.38-0.28=5.35;δ实测=5.3794%的化合物计算值与实测值误差在0.3以内芳烃质子化学位移1、苯：7.27ppm，单峰一般芳环上质子化学位移在6.3~8.5ppm;杂环芳环上质子化学位移在6.0~9.0ppm2、取代苯：可按以下经验公式计算：活泼氢化学位移活泼氢：-OH、-NH2、-SH、-COOH等，化学位移变化大，易受温度、添加重水、改变溶剂及酸度的影响。惰性溶剂稀释，移向高场。甲醇OH的甚至可降至负值。活泼氢形成氢键，去屏作用，增加。活泼氢易发生质子交换，属于特定分子的时间短，峰不裂分，可变。重水

3、可以确认活泼氢。=4.7ppm峰消失。R-O-H+D-O-D=R-O-D+H-O-D3.4曲线积分和峰面积吸收峰的峰面积，可用自动积分仪对峰面积进行自动积分，画出一个阶梯式的积分曲线。峰面积的大小与质子数目成正比。峰面积高度之比=质子个数之比。3.5.1共振吸收峰（信号）的数目一个化合物究竟有几组吸收峰，取决于分子中1H核的化学环境。有几种不同类型的H核，就有几组吸收峰。例如：CH3CH2OH低分辨率3.5自旋耦合与自旋裂分3.5.2自旋耦合与自旋裂分在高分辨率核磁共振谱仪测定CH3CH2―I或CH3CH2OH时CH3―和―CH2―的共振吸收峰都不是单峰，而是多

4、重峰。1、自旋耦合与自旋裂分现象在分子中，不仅核外电子会对质子共振吸收产生影响，邻近质子之间也会因相互作用影响对方的核磁共振吸收。这种由于磁不等性核自旋而产生的相互干扰作用称自旋－自旋偶合。由自旋偶合引起的谱线增多的现象称自旋－自旋裂分。偶合表示核的相互作用，裂分表示谱线增多的现象。2、自旋偶合与自旋裂分机理例：CH3CH2―I两种磁不等性氢核：Ha、Hb∵H核的自旋量子数I=1/2，在磁场中可以有两种取向，即：+1/2（以↑表示）和－1/2（以↓表示）Hb的自旋取向的排布方式就有以下几种情况：Hb对Ha的影响裂分峰的数目有如下规律：峰的数目=n+1n：为相邻H核

5、的数目3.5.3N+1规律裂分峰面积之比为二项式(X+1)n展开式的系数。某组环境完全相等的n个核（I＝1/2），在外磁场中，共有(n+1)种取向，使与其发生偶合的核裂分为(n+1)条峰。某组环境相同的氢，若分别与n个和m个环境不同的氢发生偶合，且J值不等，则被裂分为（n+1)(m+1）条峰。孤立体系；近似规律实测峰的数目小于理论值。如果邻近不同的核与所研究的核之间有着接近或相同的偶合常数,那么谱线分裂的数目为(n+n’+1)。3.5.4耦合常数(J)偶合常数J：自旋偶合的量度，其大小用谱线裂分产生的裂距（即自旋裂分时核磁共振能级之差）衡量，单位Hz。J的大小表示

6、偶合作用的强弱，偶合常数不随外磁场的改变而改变。偶合常数(J)与分子结构密切相关。耦合的表示方法自旋偶合与相互作用的两个H核的相对位置有关，当相隔单键数≤3时，可以发生自旋偶合，相隔三个以上单键，J值趋于0，即不发生偶合。A与B是相互偶合的核，n为A与B之间相隔的化学键数目。例：相互偶合的两组质子，彼此间作用相同，其偶合常数相同。1）同碳偶合同一碳原子上的化学环境不同的两个氢的偶合。2JH-H2）邻碳偶合两个相邻碳上的质子间的偶合。3JH-C-C-H同种相邻氢不发生偶合3）远程偶合(n≥4)间隔四个化学键以上的偶合J一般较小（1~3HZ）。4）分子中插入双键或三键

7、的两个氢核耦合偶合常数的大小，偶合作用的强弱，与质子间的键数有关。3.5.5化学等价化学等价：分子中的一组氢核，化学环境完全相等，化学位移也严格相等，这组核为化学等价的核。快速旋转化学等价：若两个或两个以上质子在单键快速旋转过程中位置可对映互换时，则为化学等价。如CH3CH2I中CH3上的三个1H由于C-C化学键旋转障碍能很小可快速旋转。对称性化学等价：分子构型中存在对称性（点、线），通过对称操作后分子图像不变。(等位质子)对映异位质子：通过旋转以外操作（如镜面）对称的质子。对映异位质子在非手性溶剂中化学等价，在手性溶剂中化学不等价。非对映异位质子：不能通过对称操

8、作互换的质