第十一章有机波谱2

《第十一章有机波谱2》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第十一章有机波谱2（13页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、开始讲课开始讲课 复习复习本课要点本课要点总结总结作业作业 3 3、 峰面积的计算峰面积的计算 1 1、化学位移的相对表示法、化学位移的相对表示法 4 4、 自旋偶合与自旋分裂自旋偶合与自旋分裂 2 2、影响化学位移的因素、影响化学位移的因素 返回总目录返回总目录 第二十八讲第二十八讲 要点复习要点复习 40004001500 OH NH 3600320030002700 CH(饱和) OCH 18501550 CO 1700( (孤立孤立) ) 1700( (共轭共轭) ) 33003000 CH CH 2200 CN CC 16001450( (多峰多峰) ) 苯环 主要官能团主要官能团I

2、RIR特征吸收特征吸收 3、只靠IR还不能确定是什么物质，需要与其他谱 图相结合，如：HNMR。 1、IR可以作出类的判断，如：有机或无机；饱和 或不饱和；脂肪或芳香族。 2、IR可以判断存在什么官能团，是否共轭。 核核 磁磁 共共 振振 谱谱 (NMR)(NMR) 在外磁场外磁场(H(H 0 0 ) )中，磁性原子核磁性原子核吸收某一频率某一频率的电 磁波，而产生的共振跃迁共振跃迁信号。 1、什么叫磁性原子核？ 2、磁性原子核在外磁场中会怎么样？ 3、什么叫共振跃迁？ 4、外磁场和吸收频率是什么关系？ 原子的质量数和原子序数有一者为奇数时，该原子核 就有自旋现象，此即称为磁性原子核。 2、磁

3、性原子核在外磁场(H(H 0 0 ) )作用下有什么表现？ 一、基本原理一、基本原理 氢原子核在外磁场的自旋有两种取向顺时针和 逆时针，产生两种方向相反的自旋磁矩(H(H ) ) 。 氢谱1HNMR 碳谱13CNMR 非磁性非磁性 原子核原子核 磁性原子核磁性原子核 原子核自旋能产生循环电流，因而产生自旋磁矩(H(H ) ) 。 HH 与HH 0 0 反向， 能量高 HH 与HH 0 0 同向， 能量低 E E 外加磁场强度外加磁场强度 H0 H0 4、外磁场和吸收频率是 什么关系？ 核常数 3、什么叫共振跃迁？ 若电磁波提供的能量， 恰好等于核的自旋能级 之差，则该原子核能够 吸收，从低能级

4、跃迁到 高能级，此称为共振跃共振跃 迁迁，也即产生了核磁共 振吸收。 1H H01.0T， 42.6MHz H01.4029T，60MHz H02.3486T，100MHz HH 0 0 固定，改变 扫频 产生共振吸收的条件 固定，改变HH 0 0 扫场 仪仪 60MHz60MHz，100MHz100MHz 二、二、 1 1 HNMRHNMR可测有几种氢可测有几种氢化学位移化学位移 CHCH 3 3 CHCH 2 2 OHOH 由于化学环境不同，造成的核磁共振信号的位置变化。 伯伯 氢氢 仲仲 氢氢 羟羟 基基 氢氢 核外电子云的影响 H核周围电子云密度越大，屏蔽效应越大。 核外电子在外磁 场

5、中也产生感应 磁场，其方向与 外磁场相反。 屏蔽 常数 1、化学位移是怎样产生的？ 产生共振吸收所需要的H0越高，信号向高场移动信号向高场移动 2、化学位移如何表示？ 存在两个问题：化学位移的绝对值很小； H0不同，位移值不同。 采用相对数值表示法 选择(CH3)4Si(TMS)为标准，0 TMS结构对称，只有一种氢 屏蔽效应高，在高场吸收 小高场 大低场 CHCH 3 3 CClCCl 2 2 CHCH 2 2 ClCl(1,2,2-(1,2,2-三氯丙烷三氯丙烷) ) 4.004.00 2.232.23 (ppm) 400HzHz 223HzHz 100MHzMHz 240HzHz 134

6、HzHz 60MHzMHz CH2 CH3 ？ 相对于TMS的化学位移 为什么选为什么选TMSTMS 作标准？作标准？ CHCH 3 3 CHCH 2 2 OHOH a a b b c c a a b b c c 1.21.23.63.65.35.3 3、影响化学位移的因素电子效应 吸电作用电子 云密度降低，屏蔽 效应减弱，共振吸 收移向低场。 3.1 4.3 2.7 2.2 0.9 (ppm) CH3Cl CH3F CH3Br CH3I CH3H 质子环境 68 56 23 0.91.5 CH (芳) CH (烯) CH (炔) CH (烷) 4、特征质子的化学位移值 1012 910 15

7、 15.5 RCOOH(酸) OCH (醛) NH (胺) OH (羟) 受纯度、浓度、 温度等影响较大 。 22.6 22.7 3.44 2.24 HOOCHOOCCH OOC CCH OOCH X XCH 三、三、 1 1 HNMRHNMR可测各种氢的比例可测各种氢的比例峰面积的计算峰面积的计算 化学环境相同的质子等价质子 等价质子在相同位移处有吸收 吸收峰的面积与质子数成正比 CHCH 3 3 CHCH 2 2 OHOH a a b b c c a a b b c c 1 1 HNMRHNMR在给出吸在给出吸 收峰的同时，自动收峰的同时，自动 画出阶梯曲线，以画出阶梯曲线，以 表示各类质

8、子的相表示各类质子的相 对多少。对多少。 一般可以根据坐标一般可以根据坐标 纸的格数计算。纸的格数计算。 6 6格格12.412.4格格17.817.8格格 HaHbHc17.812.46321 CHCH 3 3 CHCH 2 2 OHOH ( (高分辨高分辨) ) 四、四、 1 1 HNMRHNMR可测各种氢的数目可测各种氢的数目自旋偶合和自旋裂分自旋偶合和自旋裂分 CHCH 3 3 CHCH 2 2 OHOH a a b b c c a a b b c c 1、信号裂分的原因 质子自旋产生自旋磁矩HH 相邻C不等价质子的HH 彼 此影响，导致信号裂分。 HH 0 0 + 2H+ 2H HH

9、 0 0 + H+ H HH HH 0 0 HH + H+ H HH 0 0 2H2H 2 HH 0 0 + H+ H HH 0 0 HH 1 HC 被测H CH 相邻C上干扰H 外磁场强度自旋磁矩HH 0 0 HH HH 0 0 + H + H HH 0 0 HH 实际感受 到的磁场 H 三重三重 峰峰 两重两重 峰峰 裂分 效果 实效磁场 相邻 质子 核外电子云的影响(较大) 导致了化学位移 相邻H核自旋的影响(较小) 导致了峰的裂分 HH 0 0 2、自旋偶合和自旋裂分的一般规律 相邻C上不等价H，各自自 旋磁矩对对方产生的影响， 称为自旋偶合作用。 由于自旋偶合作用，导致的 共振吸收信

10、号的裂分，称为 自旋裂分。 如果相邻C上，有n个等价的 质子，则信号裂分为(n+1)个 峰。 如果相邻C上，分别有n1 、 n2个不等价质子，则信号裂 分为(n1+1) (n2+1)个峰。 单峰单峰ss；双峰双峰dd；三峰三峰tt；四峰四峰qq；多峰多峰mm 练习1：下列物质中质子在 1HNMR中呈现几重峰？ s s s s d d q q d d t t CH3-CH3 CH3-CCl3 CH3CHBr2 CH2Cl-CHCl2 CHCH OO CHCH 3 3 乙醛乙醛 氯乙烷氯乙烷 CHCH 2 2 CHCH 3 3 CHCH 3 3 CHClCHCHClCH 3 3 7 7重峰重峰 C

11、HCH 3 3 CHCH 2 2 CHCH 2 2 ClCl a a b b c c a a b b c c CHCH 3 3 CHCH 2 2 OHOH ( (高分辨高分辨) ) s ? ? OH中的H，因迅速交 换，一般不发生偶合。 q ? ? 练习2：指出下列图中各峰的归属 CHCH 3 3 -CH-CH 2 2 -CH-CH 2 2 -OH-OH s s t t t t mm 有四种氢，产生四组吸收峰。 吸电作用吸电作用电子云密度电子云密度 降低，屏蔽效应减弱，降低，屏蔽效应减弱， 共振吸收移向低场。共振吸收移向低场。 TMSCH3 0.9CH (烷) 0.91.5 第二十九讲第二十九讲 总结总结 1、由化学位移(值)，可知H的环境。 特征数值： 1(H-C-) ；2.x(H-C=O) ;3.x(H-C-O) 3、由峰面积可知各种氢的比例 2、由峰的数目可知有机中等价的H 4、由一个峰的裂分，可知相邻C上有几个H 第二十九讲第二十九讲 作业作业 一、用草图表示CH3CH2CH2I 的三类质子在1HNMR 谱中的相对位置。 二、下列化合物中有几种类型的质子(用a、b、c表示) 每个化合物在核磁共振谱中各组氢分别呈几重峰？ CH2ClCHCl2 CH3CH3 CH3CCl3 三、填写下表： 1012 910 7 56 23 1 氢的类型化学位移