图谱解析 核磁共振图谱-氢谱.ppt

第四章核磁共振图谱第四章核磁共振图谱4.1磁旋状态自旋状态的数目:2I+14.2原子核的磁矩自旋状态+1/2具有较低的能量，因为其磁矩与磁场方向相同；自旋状态1/2具有较高的能量，因为其磁矩与磁场方向相反.因此，当有外加磁场存在时，简并的磁旋状态被分为能量不同的两种图4.4Cl原子的自旋.外加磁场强度越强，可能存在的磁旋状态之间的能量差越大磁旋比,图4.2原子产生核磁共振的吸收频率和磁场强度4.4核磁共振的吸收原理图4.8核磁共振的吸收过程;当v=吸收发生当入射射线的振荡电场的频率同原子核进动产生的电场频率相同时，两个电场将会发生耦合，能量将会发生转移，从而引起自旋状态的改变。我们就说这种原子核入射的电磁射线发生了共振。多出的数目4.6化学位移和屏蔽抗磁掩蔽效应屏蔽原子核的反磁场减弱了原子核所处的外加磁场的强度。
因此，原子核在较低频率下进动。这就意味着它吸收的无线电频率也降低了。
分子中的每个质子所处的化学环境都有略微的不同，因此各自受到电子屏蔽效果也有所差异，这导致了各自的共振频率的差异。这种共振频率的差异是十分小的。化学位移(),同场强无关的表示方法0：60MHzH0：1.4092T1ppm=60Hz
100MHz2.3488T100Hz
200MHz4.6975T200Hz
400MHz9.3951T400Hz4.7核磁共振图谱图4.12苯甲酸甲酯的60-MHz1H核磁共振图谱B.脉冲信号傅里叶转变移(FT)自由感应衰减信号(FID)时域信号信号的频率范围脉冲FT方法的优点4.8化学当量-概述4.9积分图4.18乙酸苄酯积分比的确定图4.19乙酸苄酯积分图谱（300-MHzFT-NMR.）4.10化学环境和化学位移4.11局部的磁场屏蔽A.电负性作用B.杂化效应“sp2”H3.酸和可交换的H;氢键氢键和可交换氢自由状态(稀溶液)可交换H:那些和可以和溶液介质或彼此之间交换的氢质子吸收的位置也趋于多样性。4.12磁各向异性图.4.22乙炔的抗磁的各向异性图4.23由于在一些常见的重键系统中π电子的存在，致使形成各向异性图4.24一些实际分子的各向异性效应4.13自旋-自旋裂分法则（n+1）图4.251,1,2-三氯乙烷的1HNMR图谱CH3CH2I图4.272-硝基丙烷的1HNMR图谱自旋-自旋裂分给出了一种新型的结构信息4.14自旋-自旋裂分的起源HA在X型和Y型分子中的化学位移略微有所不同。HA也“裂分”HB,因为HA也有两种自旋状态。
除非HA和HB的位置完全对称，那么在任何情况下都可以观察到双峰。
除了在特殊的情况下，耦合只发生在相邻碳原子的氢质子上。4.15CH3CH2-CH3vsCH2图4.33杨辉三角3.17耦合常数,J耦合常数是定值，不随图谱的测定频率改变而改变。
不同类型的质子的耦合常数J不同(0-18Hz).
例如，相邻的sp3杂化的碳原子上的质子，,J=7.5Hz;T双键反式或顺式取代的耦合常数大约分别为：Jcis＝10Hz，Jtrans=17Hz.图4.8一些常见耦合情况及其耦合常数(Hz)彼此互相裂分的质子的耦合常数是相同的多重谱线的相位差3.18高磁场强度和地磁场强度NMR图谱的对比例1C4H8O2(酯)例2C9H12(苯环取代的芳香烃例3C3H7NO2(-NO2)例4C4H7O2Br习题3.C10H12O2:2.0δ(单峰,3H)，2.9δ(三重峰,2H) 4.3δ(三重峰,2H)，7.3δ(单峰,5H)5.C4H6Cl2O2:1.4δ(三重峰,3H)，4.3δ(四重峰,2H) 5.9δ(单峰,1H)7.C5H10O2:1.2δ(双峰,6H)，2.0δ(单峰,3H) 5.0δ(七重峰,1H)9.C10H12O2:1.5δ(双峰,3H)，2.1δ(单峰,3H) 5.9δ(四重峰,1H)，7.3δ(单峰,5H)11.C6H12O2:1.5δ(单峰,9H)，2.0δ(单峰,3H)13.C7H12O4:1.3δ(三重峰,6H)，3.4δ(单峰,2H) 4.2δ(四重峰,4H)15.C6H13NO2(酯):1.3δ(三重峰,3H)，2.4δ(单峰,6H) 3.2δ(单峰,2H)，4.2δ(四重峰,2H)17.C5H9BrO2:1.2δ(三重峰,3H)，2.9δ(三重峰,2H) 3.5δ(三重峰,2H)，4.0δ(四重峰,2H)