有机波谱析课件第四章+氢谱.ppt

第四章 氢谱 化学化工学院: 裴 强 QQ:Tel:E-mail: peiqiang_6@163.com 核磁共振波谱仪 例如，苯分子中质子的化学位移： （1）一级谱的特点 相邻的核为磁等价即只有一个偶合常数J ，裂分峰数符和n+1规律 若相邻n个核，n1个核偶合常数为J1， n2个核偶合常数为J2，n= n1+ n2则裂分峰数为（n1+1)( n2+1) 峰组内各裂分峰强度比(a+1)n的展开系数 从谱图中可直接读出?和J，化学位移?在裂分峰的对称中心，裂分峰之间的距离（Hz）为偶合常数J 3、图谱的分类 （2）非一级谱（二级谱）： 一般情况下，谱峰数目超过n+1规律所计算的数目；组内各峰之间强度关系复杂；一般情况下， ?和J不能从谱图可直接读出 4、几种常见自旋系统（P131~138 自学） 一、谱图中化合物的结构信息 （1）峰的数目：标志分子中磁不等性质子的种类 （2）峰的强度（面积）：每类质子的相对数目 （3）峰的位移（? ）：每类质子所处的化学环境 （4）峰的裂分数：相邻碳原子上质子数； （5）偶合常数（J ）：确定化合物构型。 第七节 谱图解析与化合物结构确定 二、简化谱图的方法 1、采用高场强仪器 2、活泼氢D2O交换反应 采用重氢交换通常使氨基、羟基等活泼氢交换后吸收峰消失。 有些C-H键如羰基的α-H在酸或碱催化下也可以发生重氢交换。 3、 介质效应 改变溶液的浓度或改用另一种溶剂，有时能使谱线间距离增大，从而方便解析。 4、去偶法（双照射） 核间的相互偶合需要相互偶合的核在某一自旋态的时间必须大于偶合常数的倒数。加入用强度足够达，频率等于某核共振频率的射频场照射此核，使其饱和，破坏了上述发生偶合的条件，即可达到去偶的目的，这种技术称为自旋去偶。 所谓双照射法，就是在扫面射频w1扫描图谱的同时，再加上另以射频w2来照射相互发生偶合的某一核，即用两种不同的身旁场同时作用于某一体系，射频场的频率分别等于所要观察的核所要消除其偶合作用核的共振频率。 5、位移试剂 (shift reagents) 稀土元素的离子与孤对电子配位后，相邻元素上质子的化学位移发生显著移动。常用：Eu（DPM）3 [三-（2,2,6,6-四甲基）庚二酮-3,5]铕。 三、谱图解析 谱图解析步骤： 1、由分子式求不饱合度 2、由积分高度求1H核的相对数目 3、解析各基团 首先解析： 再解析： 最后解析：芳烃质子和其它质子 活泼氢D2O交换，解析消失的信号；由化学位移，偶合常数和峰数目用一级谱解析；参考 IR，UV，MS和其它数据推断结构；得出结论，验证结构。 解析实例1： 6个质子处于完全相同的化学环境，单峰。没有直接与吸电子基团（或元素）相连，在高场出现。 解析实例2： 质子a与质子b所处的化学环境不同，两个单峰。单峰：没有相邻碳原子（或相邻碳原子无质子） 质子b直接与吸电子元素相连，产生去屏蔽效应，峰在低场（相对与质子a ）出现。 质子b也受其影响，峰也向低场位移。 解题实例 1： 谱图解析与结构确定步骤： ? =1+10+1/2(-12)=5；δ 3.0和δ 4.30三重峰和三重峰为O—CH2CH2—相互偶合峰 δ 2.1单峰三个氢，—CH3峰，结构中有氧原子，可能具有： δ 7.3芳环上氢，单峰烷基单取代。正确结构为： 例2，C7H16O3，推断其结构： 第五节 自旋偶合与偶合常数 一、自旋偶合和峰的裂分 每类氢核不总表现为单峰，有时多重峰。例如：碘乙烷的1H NMR谱图中，亚甲基和甲基上质子所产生的吸收峰都不是单峰，而是四重峰（1：3：3：1）和三重峰（1：2：1）。这是由于受邻近质子的自旋影响产生的。 吸收峰为什么会裂分： 这是因为相邻两个碳上质子之间的自旋偶合（自旋干扰）引起的。如，一个质子共振峰不受相邻的另一个氢质子的自旋偶合时，表现为一个单峰。若受其（相邻一个质子，+1/2，-1/2）自旋偶合时，则裂分为一组二重峰，该二重峰强度相等，其总面积正好和未分裂的单峰的面积相等。峰位则对称分布在未分裂的单峰两侧，一个在强度较低的外加磁场区，一个在强度较高的外加磁场区。这是由于受附近质子自旋影响的结果。 例如：乙醚分子中CH3上的H（用Ha代表）附近有CH2(用Hb代表），两个Hb的自旋有三种组合方式：两个Hb自旋量子数都是+1/2；一个Hb为+1/2，另一个为-1/2和一个为-1/2，另一个为+