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1、8.2 8.2 核磁共振核磁共振8.2.1 8.2.1 核磁共振的产生核磁共振的产生8.2.2 8.2.2 1 1H-NMRH-NMR的化学位移的化学位移8.2.3 8.2.3 1 1H-NMRH-NMR的自旋偶合与自旋裂分的自旋偶合与自旋裂分8.2.4 8.2.4 积分曲线与质子的数目积分曲线与质子的数目8.2.58.2.5 1 1H-NMRH-NMR的谱图解析的谱图解析第八章第八章第八章第八章 有机化合物的波谱分析有机化合物的波谱分析有机化合物的波谱分析有机化合物的波谱分析第四节第四节核磁共振谱核磁共振谱 核磁共振技术始创于核磁共振技术始创于1946年，至今已有六十多年，至今已有六十多年的
2、历史。自年的历史。自1950年应用于测定有机化合物的结构年应用于测定有机化合物的结构以来，经过几十年的研究和实践，发展十分迅速，以来，经过几十年的研究和实践，发展十分迅速，现已成为测定有机化合物结构不可缺少的重要手段。现已成为测定有机化合物结构不可缺少的重要手段。常用的有常用的有1HNMR表示和表示和13CNMR表示。表示。一、化学位移与氢原子的化学环境一、化学位移与氢原子的化学环境氢质子（氢质子（1H）用扫场（固定磁场频率，改变磁场强度）的）用扫场（固定磁场频率，改变磁场强度）的方法产生的核磁共振。分子中各种不同环境下的氢，在不同方法产生的核磁共振。分子中各种不同环境下的氢，在不同Ho下发生
3、核磁共振，给出不同的吸收信号。下发生核磁共振，给出不同的吸收信号。例如，对乙醇进行扫场则出现三种吸收信号，在谱图上就例如，对乙醇进行扫场则出现三种吸收信号，在谱图上就是三个吸收峰。是三个吸收峰。这种由于氢原子在分子中的化学环境不同，因而在这种由于氢原子在分子中的化学环境不同，因而在不同磁场强度下产生吸收峰不同磁场强度下产生吸收峰,峰与峰之间的差距称为峰与峰之间的差距称为化学位移。化学位移。常见的各种常见的各种常见的各种常见的各种1 1HH的化学位移如下：的化学位移如下：的化学位移如下：的化学位移如下：二、峰面积与氢原子数目二、峰面积与氢原子数目 在核磁共振谱图中，每一组吸收峰都代表一种氢，每种
4、共在核磁共振谱图中，每一组吸收峰都代表一种氢，每种共振峰所包含的面积是不同的，其面积之比恰好是各种氢原子数振峰所包含的面积是不同的，其面积之比恰好是各种氢原子数之比。如乙醇中有三种氢其谱图为：之比。如乙醇中有三种氢其谱图为：故核磁共振谱不仅揭示了故核磁共振谱不仅揭示了H原子的种类，而且揭原子的种类，而且揭示了不同示了不同H原子的数目。原子的数目。三、峰的裂分和自旋偶合三、峰的裂分和自旋偶合1峰的裂分峰的裂分应用高分辨率的核磁共振仪时，得到等性质子的应用高分辨率的核磁共振仪时，得到等性质子的吸收峰不是一个单峰而是一组峰。这种使吸收峰分裂吸收峰不是一个单峰而是一组峰。这种使吸收峰分裂增多的现象称为
5、峰的裂分。增多的现象称为峰的裂分。例如：乙醇的裂分图示如下。例如：乙醇的裂分图示如下。2自旋偶合自旋偶合 裂分是因为相邻两个碳上不等性质子之间的自旋干扰而产裂分是因为相邻两个碳上不等性质子之间的自旋干扰而产生的。这种由于邻近不等性质子自旋的相互作用（干扰）而分生的。这种由于邻近不等性质子自旋的相互作用（干扰）而分裂成几重峰的现象称为自旋偶合。（以溴乙烷为例）裂成几重峰的现象称为自旋偶合。（以溴乙烷为例）3裂分峰数的计算裂分峰数的计算 裂分峰数用裂分峰数用n+1规则来计算（规则来计算（n邻近等性质子邻近等性质子个数；个数；n+1裂分峰数）裂分峰数）例如：例如：相互偶合的两组峰的外形特点是相互偶合
6、的两组峰的外形特点是“中间高，两边低中间高，两边低”；等价质子间不发生峰的裂分。等价质子间不发生峰的裂分。例如：例如：CHCH3 3CHCH3 3的的NMRNMR只有一个单峰。只有一个单峰。ClCHClCH2 2CHCH2 2ClCl的的NMRNMR只有一个单峰。只有一个单峰。注注注注意：意：意：意：通常，只有通常，只有相邻碳相邻碳相邻碳相邻碳上上1 1H H才相互偶合。才相互偶合。例1：CH3CH2OH的NMR谱。1,1,2-三溴乙烷 谱图中有几组峰？几种氢？谱图中有几组峰？几种氢？各种氢核的个数？各种氢核的个数？各峰的归属？各峰的归属？(1)(1)解析步骤解析步骤解析步骤解析步骤五、核磁共
7、振谱的解析及应用五、核磁共振谱的解析及应用(2)(2)解析实例解析实例 例例1 1：C C3 3HH7 7ClCl的的的的NMRNMR。例例2 2：下列谱图是否：下列谱图是否2,3,4-2,3,4-三氯苯甲醚的三氯苯甲醚的NMRNMR？3.9(单峰单峰)-OCH36.77.3苯环氢苯环氢苯氢与氧原子相连的甲基氢例例例例3 3：下图与：下图与：下图与：下图与A A、B B、C C哪个化合物的结构符合？哪个化合物的结构符合？哪个化合物的结构符合？哪个化合物的结构符合？例例4 4：芳香酮：芳香酮C C8 8HH7 7ClOClO的的的的NMRNMR谱谱谱谱。(连在羰基上)例例5 5：指出：指出C C
8、6 6HH5 5CHCH2 2CHCH2 2OCOCHOCOCH3 3的的的的NMRNMR谱图谱图谱图谱图中各峰的归属。中各峰的归属。(苯氢)(与氧原子相连的亚甲基氢)(与羰基相连的甲基氢)本章重点：本章重点：本章重点：本章重点：红红外外光光谱谱与与有有机机分分子子结结构构的的关关系系，有有机机化化合合物物基基团团的的特征吸收频率特征吸收频率(P156P156表表表表7-27-2)，红外光谱的解析；，红外光谱的解析；核核磁磁共共振振谱谱与与有有机机分分子子结结构构的的关关系系，化化化化学学学学位位位位移移移移及及及及n+1n+1规规规规律律律律，核磁共振谱的解析。，核磁共振谱的解析。核磁共振仪核磁共振仪核磁共振仪核磁共振仪