八章现代物理实验方法的应用

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1、八章现代物理实验方法的应用Stillwatersrundeep.流静水深流静水深,人静心深人静心深Wherethereislife,thereishope。有生命必有希望。有生命必有希望化学法测定有化学法测定有机物结构缺陷机物结构缺陷 样品用量大样品用量大 工作繁重工作繁重 分析时间长分析时间长 准确性差准确性差光谱方法的优点光谱方法的优点样品用量少（样品用量少（g-mg)g-mg)分析时间短分析时间短精确度高（误差精确度高（误差: :质谱法质谱法1010-9,化学法化学法 5%)5%)近近代代物物理理方方法法紫外光谱（紫外光谱（uv)uv)红外光谱（红外光谱（IRIR）核磁共振谱（核磁共振谱

2、（NMRNMR）质谱（质谱（MSMS）一、光的频率与波长一、光的频率与波长 光是电磁波光是电磁波, ,电磁波包括了一个极广阔的区域。电磁波包括了一个极广阔的区域。8-1 8-1 电磁波的一般概念电磁波的一般概念 波长与频率的关系为：波长与频率的关系为： = c /= c / = =频率频率，单位：赫（，单位：赫（HZHZ）；）； = =波长波长，单位：厘米（，单位：厘米（cmcm），表示波长的单位很多。），表示波长的单位很多。 如：如：1nm=101nm=10-7-7cm=10cm=10-3-3m =300nmm =300nm的光，它的频率的光，它的频率（1HZ=1S1HZ=1S-1-1） 频

3、率的另一种表示方法是用频率的另一种表示方法是用波数波数，即在，即在1cm1cm长度内长度内波的数目。如波长为波的数目。如波长为300nm300nm的光的波数为的光的波数为 1/30010 1/300107 7=33333/cm=33333/cm-1-1。二、光的能量及分子吸收光谱二、光的能量及分子吸收光谱 每一种波长的电磁辐射时都伴随着能量。每一种波长的电磁辐射时都伴随着能量。 E=h=hc/ h-E=h=hc/ h-普郎克常数（普郎克常数（6.626106.62610-34-34J.SJ.S） (1)(1)电磁波是能量的一种形式，每一波长的电磁波都具有一定电磁波是能量的一种形式，每一波长的电

4、磁波都具有一定的能量，波长愈短、能量愈高。的能量，波长愈短、能量愈高。 (2) (2)分子具有不同形式的运动状态。分子具有不同形式的运动状态。e.g. e.g. 分子的转动，价键分子的转动，价键的振动、原子核的振动、内层电子的跃迁都属于分子不同形式的的振动、原子核的振动、内层电子的跃迁都属于分子不同形式的运动状态，不同形式的运动状态需要不同的能量，同种运动状态运动状态，不同形式的运动状态需要不同的能量，同种运动状态（e.g. C-He.g. C-H的拉伸振动）也会因分子不同而异。分子吸收电磁的拉伸振动）也会因分子不同而异。分子吸收电磁 辐辐射后就得到了能量，并能引起相应的运动。射后就得到了能量

5、，并能引起相应的运动。 (3) (3)物质吸收多少波长的电磁波以及吸收的强度都与分子的结物质吸收多少波长的电磁波以及吸收的强度都与分子的结构密切相关。构密切相关。2.2.光谱法测定分子结构的原理光谱法测定分子结构的原理1.1.光的能量光的能量分子吸收光谱可分为三类：分子吸收光谱可分为三类：（1 1）转动光谱）转动光谱 分子所吸收的光能只能引起分子转动能级的跃迁，转动能级分子所吸收的光能只能引起分子转动能级的跃迁，转动能级之间的能量差很小，位于远红外及微波区内，在有机化学中用处之间的能量差很小，位于远红外及微波区内，在有机化学中用处不大。不大。（2 2）振动光谱）振动光谱 分子所吸收的光能引起震

6、动能级的跃迁，吸收波长大多位于分子所吸收的光能引起震动能级的跃迁，吸收波长大多位于2.5-16m2.5-16m内内( (中红外区内中红外区内),),因此称为红外光谱。因此称为红外光谱。（3 3）电子光谱）电子光谱 分子所吸收的光能使电子激发到较高能级（电子能级的跃迁）分子所吸收的光能使电子激发到较高能级（电子能级的跃迁）吸收波长在吸收波长在100400nm100400nm，为紫外光谱。，为紫外光谱。一、光谱法测定分子结构的原理一、光谱法测定分子结构的原理：8-2 8-2 紫外和可见吸收光谱紫外和可见吸收光谱(UV-Vis)(UV-Vis) 1.1.电电磁磁波波是是能能量量的的一一种种形形式式，

7、每每一一波波长长的的电电磁磁波波都都具具有一定的能量，波长愈短、能量愈高。有一定的能量，波长愈短、能量愈高。 2 2分分子子具具有有不不同同形形式式的的运运动动状状态态。e.g. e.g. 分分子子的的转转动动，价价键键的的振振动动、原原子子核核的的振振动动、内内层层电电子子的的跃跃迁迁都都属属于于分分子子不不同同形形式式的的运运动动状状态态，不不同同形形式式的的运运动动状状态态需需要要不不同同的的能能量量，同同种种运运动动状状态态（e.g. e.g. C-HC-H的的拉拉伸伸振振动动）也也会会因因分分子子不不同而异。同而异。 3 3分分子子吸吸收收电电磁磁辐辐射射后后就就得得到到了了能能量量

8、，并并能能引引起起相相应应的的运运动动。物物质质吸吸收收多多少少波波长长的的电电磁磁波波以以及及吸吸收收的的强强度度都都与与分子的结构密切相关。分子的结构密切相关。二二.电子跃迁的类型电子跃迁的类型 与电子吸收光谱（紫外光谱）有关的电子跃迁，在有机化与电子吸收光谱（紫外光谱）有关的电子跃迁，在有机化合物中有三种类型，即合物中有三种类型，即电子、电子、电子和未成键的电子和未成键的n n电子。电子。 电子跃迁类型、吸收能量波长范围与有机物关系如下：电子跃迁类型、吸收能量波长范围与有机物关系如下： 可以看出，电子跃迁前后两个能级的能量差值可以看出，电子跃迁前后两个能级的能量差值E越大，跃迁所越大，跃

9、迁所需要的能量也越大，吸收光波的波长就越短。需要的能量也越大，吸收光波的波长就越短。三、朗勃特三、朗勃特比尔定律和紫外光谱图比尔定律和紫外光谱图1 1Lambert-BeerLambert-Beer定律定律 A A：吸光度（吸收度）；：吸光度（吸收度）； c c：溶液的摩尔浓度（：溶液的摩尔浓度（mol/Lmol/L）L L：液层的厚度；：液层的厚度；E E：吸收系数（消光系数）：吸收系数（消光系数） 若化合物的相对分子量已知，则用摩尔消光系数若化合物的相对分子量已知，则用摩尔消光系数=EM=EM来来表示吸收强度，上式可写成表示吸收强度，上式可写成: : 2 2紫外光谱的表示方法紫外光谱的表示

10、方法 应用紫外光谱仪，使紫外光依次照射一定浓度的样品溶液，应用紫外光谱仪，使紫外光依次照射一定浓度的样品溶液，分别测得消光系数分别测得消光系数E E或或。 以摩尔消光系数以摩尔消光系数或或IogIog为纵坐标。以波长（单位为纵坐标。以波长（单位nmnm）为）为横坐标作图得紫外光谱吸收曲线，即紫外光谱图。如下图横坐标作图得紫外光谱吸收曲线，即紫外光谱图。如下图：四、紫外光谱与有机化合物分子结构的关系四、紫外光谱与有机化合物分子结构的关系 1 1烷烷径径（*）、醇醇（*，n*n*）、醚醚（*，n*n*）在近紫外区不产生吸收。）在近紫外区不产生吸收。 2 2通通常常将将能能够够发发生生*或或n*n*

11、的的基基团团，含含键键的的碳碳碳碳双双键键、碳碳叁键、羰基、硝基等，称为碳碳叁键、羰基、硝基等，称为发色基团发色基团。 3.3.当当有有共共轭轭体体系系存存在在时时，跃跃迁迁所所需需的的能能量量显显着着减减小小，吸吸收收向向长长波波方向移动（方向移动（红移红移）。）。 4 4当当共共轭轭体体系系受受到到阻阻碍碍时时，就就要要减减少少红红移移。e.g. e.g. 在在顺顺反反异异构构体体中，反式异构体吸收的波长较顺式异构体长。中，反式异构体吸收的波长较顺式异构体长。 5. 5. 原原子子的的电电负负性性强强，对对电电子子控控制制牢牢、激激发发电电子子需需要要的的能能量量大大，吸吸收光波长短，反之

12、则相反。收光波长短，反之则相反。两组例子：两组例子： 五、五、 紫外光谱的应用紫外光谱的应用 1. 1.利用紫外光谱法检查化合物的纯度（定性和定量）利用紫外光谱法检查化合物的纯度（定性和定量） 紫外光谱灵敏度很高，容易检验出化合物中所含的微量杂质。紫外光谱灵敏度很高，容易检验出化合物中所含的微量杂质。例如，检查无醛乙醇中醛的限量，可在例如，检查无醛乙醇中醛的限量，可在270 270 290nm290nm范围内测其吸范围内测其吸光度，如无醛存在，则没有吸收光度，如无醛存在，则没有吸收。 2. 2. 确定共轭体系是否存在以及共轭体系的长短确定共轭体系是否存在以及共轭体系的长短 3 . 3 .确定顺

13、反异构体的构型确定顺反异构体的构型 反苯二乙烯的吸收波长较顺式的长反苯二乙烯的吸收波长较顺式的长 应用实例应用实例例（例（2 2）：）：例（例（1 1）：）：例例3 3： 有一化合物的分子式为有一化合物的分子式为C C4 4H H6 6O O，其构造式可能有三十多种，如，其构造式可能有三十多种，如测得紫外光谱数据测得紫外光谱数据max =230 nm max =230 nm （maxmax 5000 5000），则可推测其），则可推测其结构必含有共轭体系，可把异构体范围缩小到共轭醛或共轭酮：结构必含有共轭体系，可把异构体范围缩小到共轭醛或共轭酮： 至于究竟是哪一种，需要进一步用红外和核磁共谱来

14、测定。至于究竟是哪一种，需要进一步用红外和核磁共谱来测定。 红外光谱可以确证两个化合物是否相同，也可以确定一个新红外光谱可以确证两个化合物是否相同，也可以确定一个新化合物中某一特殊键或官能团是否存。化合物中某一特殊键或官能团是否存。 用波长（或波数）为横坐标，以表示吸收带的位置，用透射用波长（或波数）为横坐标，以表示吸收带的位置，用透射百分率（百分率（T%T%）为纵坐标表示吸收强度。）为纵坐标表示吸收强度。 8-3 8-3 红外光谱红外光谱 ( I R )( I R )正辛烷正辛烷一、外光谱图的表示方法一、外光谱图的表示方法二、红外光谱的产生原理二、红外光谱的产生原理 红外光谱是由于分子的振动

15、能级的跃迁而产生的，当物质吸收红外光谱是由于分子的振动能级的跃迁而产生的，当物质吸收一定波长的红外光的能量时，就发生振动能级的跃迁。研究在不同一定波长的红外光的能量时，就发生振动能级的跃迁。研究在不同频率照射下样品吸收的情况就得到红外光谱图。频率照射下样品吸收的情况就得到红外光谱图。1 1分子的振动类型分子的振动类型（1 1）伸缩振动伸缩振动成键原子沿着键轴的伸长或缩短（键长发生成键原子沿着键轴的伸长或缩短（键长发生改变，键角不变）。改变，键角不变）。（2 2）弯曲振动弯曲振动引起键角改变的振动引起键角改变的振动2 2振动频率（振动能量）振动频率（振动能量） 一个化学键的振动频率与化学键的强度

16、（力常数一个化学键的振动频率与化学键的强度（力常数K K）及振动原）及振动原子的质量（子的质量（m1m1和和m2m2）有关，它们的关系式为：）有关，它们的关系式为： 可见，影响基团振动频率的直接因素是原子的质量可见，影响基团振动频率的直接因素是原子的质量和键力常数。和键力常数。 三、红外光谱与分子结构的关系三、红外光谱与分子结构的关系1. 几条基本规律几条基本规律： （1 1）由于氢原子的质量最小，所以）由于氢原子的质量最小，所以Y-HY-H键（键（Y = CY = C、O O、N N）的伸）的伸 缩振动频率最高；缩振动频率最高； （2 2）叁键的力常数大于双键和单键的力常数，因而它的伸缩振）

17、叁键的力常数大于双键和单键的力常数，因而它的伸缩振 动频率仅次于动频率仅次于Y-HY-H键；键；（3 3）同种价键，伸缩振动频率高于弯曲振动频率；）同种价键，伸缩振动频率高于弯曲振动频率； （4 4）不对称伸缩振动频率高于对称伸缩振动频率；）不对称伸缩振动频率高于对称伸缩振动频率； （5 5）-I-I效应致使吸收波数升高；效应致使吸收波数升高；+I+I效应致使吸收波数降低；效应致使吸收波数降低；（6 6）共轭效应的影响）共轭效应的影响 2 2官能团区和指纹区官能团区和指纹区 3800-1400 cm 3800-1400 cm-1-1区域的吸收峰主要是由价键伸缩振动跃区域的吸收峰主要是由价键伸缩

18、振动跃迁产生的，与整个分子的关系不大，因而可用来确定某种特迁产生的，与整个分子的关系不大，因而可用来确定某种特殊的键和官能团是否存在，是红外光谱的主要用途。殊的键和官能团是否存在，是红外光谱的主要用途。在该区在该区域中，凡是能用于鉴定有机物各种基团存在的吸收峰叫做特域中，凡是能用于鉴定有机物各种基团存在的吸收峰叫做特征吸收峰或特征峰征吸收峰或特征峰。 1400-650cm 1400-650cm-1-1为为指纹区指纹区。在此区域，主要的吸收是由。在此区域，主要的吸收是由C-CC-C、N-NN-N和和C-OC-O伸缩振动以及各种弯曲振动所引起的，每一个化合伸缩振动以及各种弯曲振动所引起的，每一个化

19、合物都有它自已的特点。在未知物的红外光谱图中，如指纹区物都有它自已的特点。在未知物的红外光谱图中，如指纹区与某一标准样品相同，就可以判断它和标准样品是同一化合与某一标准样品相同，就可以判断它和标准样品是同一化合物，因此可以用于有机化合物的鉴定。在指纹区内，各个化物，因此可以用于有机化合物的鉴定。在指纹区内，各个化合物在结构上的微小差别均可得到反映。合物在结构上的微小差别均可得到反映。 3. 相关峰相关峰 一种基团可以有数种振动形式，每种振动形式都产生一个相应一种基团可以有数种振动形式，每种振动形式都产生一个相应的吸收峰，通常把这些互相依存而又互相可以佐证的吸收峰称为的吸收峰，通常把这些互相依存

20、而又互相可以佐证的吸收峰称为相关峰。相关峰。 确定有机化合物中是否有某种基团，要先看特征峰，再看有无确定有机化合物中是否有某种基团，要先看特征峰，再看有无相关峰来确定。相关峰来确定。4.影响特征吸收频率（基团吸收位置）的因素影响特征吸收频率（基团吸收位置）的因素1 1） 外界因素，如，状态、溶剂极性等外界因素，如，状态、溶剂极性等2 2） 分子内部结构的影响分子内部结构的影响a a 电子效应的影响电子效应的影响 吸电子基使吸收峰向高频区域移动，供电子基使吸收峰向低频吸电子基使吸收峰向高频区域移动，供电子基使吸收峰向低频区域移动。区域移动。b. b. 氢键缔合的影响氢键缔合的影响 能形成氢键的基

21、团吸收频率向低频方向移动，且谱带变宽。能形成氢键的基团吸收频率向低频方向移动，且谱带变宽。例如：伯醇例如：伯醇-OH-OH的伸缩振动吸收频率的伸缩振动吸收频率c c 张力效应（张力越大，吸收频率越高）。张力效应（张力越大，吸收频率越高）。8-4 8-4 核磁共振谱核磁共振谱(NMR)(NMR)一、基本知识一、基本知识1.1.核的自旋与磁性核的自旋与磁性 由于氢原子是带电体，当自旋时，可产生一个磁场，因此，由于氢原子是带电体，当自旋时，可产生一个磁场，因此，我们可以把一个自旋的原子核看作一块小磁铁我们可以把一个自旋的原子核看作一块小磁铁。2 2核磁共振现象核磁共振现象 原子的磁矩在无外磁场影响下

22、，取向是紊乱的，在外磁场中，原子的磁矩在无外磁场影响下，取向是紊乱的，在外磁场中，它的取向是量子化的，只有两种可能的取向。它的取向是量子化的，只有两种可能的取向。 当当ms= +1/2ms= +1/2时，如果取向方向与外磁场方向平行，为低能级时，如果取向方向与外磁场方向平行，为低能级（低能态）（低能态） 。 当当ms= - 1/2 ms= - 1/2 时，如果取向方向与外磁场方向相反，则为高时，如果取向方向与外磁场方向相反，则为高能级（高能态）。能级（高能态）。两个能级之差为两个能级之差为EE： r r为旋核比，一个核常数，为旋核比，一个核常数，h h为为PlanckPlanck常数，常数，6

23、.62610-34 J.S6.62610-34 J.S EE与磁场强度（与磁场强度（HoHo）成正比。给处于外磁场的质）成正比。给处于外磁场的质子辐射一定频率的电磁波，当辐射所提供的能量恰好等子辐射一定频率的电磁波，当辐射所提供的能量恰好等于质子两种取向的能量差（于质子两种取向的能量差（EE）时，质子就吸收电磁辐）时，质子就吸收电磁辐射的能量，从低能级跃迁至高能级，这种现象称为射的能量，从低能级跃迁至高能级，这种现象称为核磁核磁共振共振。3 3核磁共振谱仪及核磁共振谱的表示方法核磁共振谱仪及核磁共振谱的表示方法(1)核磁共振谱仪基本原理示意图核磁共振谱仪基本原理示意图( 2)( 2)核磁共振谱

24、图的表示方法核磁共振谱图的表示方法收强度吸磁场强度（ ）H o高场低场信号若固定 ，改变 ，叫扫频固定 ，改变 ，叫扫场现多用扫场方法得到谱图H oH o二、屏蔽效应和化学位移二、屏蔽效应和化学位移1 1化学位移化学位移 分子中各种不同环境下的氢，在不同分子中各种不同环境下的氢，在不同HoHo下发生核磁共振，给出下发生核磁共振，给出不同的吸收信号不同的吸收信号。例如，对乙醇进行扫场则出现三种吸收信号，在。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。谱图上就是三个吸收峰。 这种由于氢原子在分子中的化学环境不同，因而在不同磁场强度下产这种由于氢原子在分子中的化学环境不同，因而在

25、不同磁场强度下产生吸收峰生吸收峰, ,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。2 2屏蔽效应屏蔽效应化学位移产生的原因化学位移产生的原因 由于电子产生的感应磁场对外加磁场的抵消作用称为屏蔽由于电子产生的感应磁场对外加磁场的抵消作用称为屏蔽效应。效应。3 3化学位移值化学位移值 化学位移值的大小，可采用一个标准化合物为原点，测出峰与化学位移值的大小，可采用一个标准化合物为原点，测出峰与原点的距离，就是该峰的化学位移值，一般采用四甲基硅烷（原点的距离，就是该峰的化学位移值，一般采用四甲基硅烷（TMSTMS）为标准物。为标准物。 化学位移是依赖于磁场强度的。不同频率的仪器测出的化学

26、位化学位移是依赖于磁场强度的。不同频率的仪器测出的化学位移值是不同的，移值是不同的， 为了使在不同频率的核磁共振仪上测得的化学位移值相同（不为了使在不同频率的核磁共振仪上测得的化学位移值相同（不依赖于测定时的条件），通常用依赖于测定时的条件），通常用来表示，来表示，的定义为：的定义为： 标准化合物标准化合物TMSTMS的的值为值为0 0。 4 4影响化学位移的因素影响化学位移的因素（1 1）诱导效应）诱导效应 a. a. 值随着邻近原子或原子团的电负性的增加而增加。值随着邻近原子或原子团的电负性的增加而增加。 b. b. 值随着值随着H H原子与电负性基团距离的增大而减小。原子与电负性基团距离

27、的增大而减小。 c. c. 烷烃中烷烃中H H的的值按伯、仲、叔次序依次增加。值按伯、仲、叔次序依次增加。（2 2） 电子环流效应（次级磁场的屏蔽作用）电子环流效应（次级磁场的屏蔽作用） 烯烃、醛、芳环等中，烯烃、醛、芳环等中，电子在外加磁场作用下产生环流，电子在外加磁场作用下产生环流，使氢原子周围产生感应磁场，其方向与外加磁场相同，即增加使氢原子周围产生感应磁场，其方向与外加磁场相同，即增加了外加磁场，所以在外加磁场还没有达到了外加磁场，所以在外加磁场还没有达到HoHo时，就发生能级的时，就发生能级的跃迁，因而它们的跃迁，因而它们的很大（很大（= 4.5= 4.51212）。）。 氢原子位于

28、产生的感应磁场与外加磁场相同方氢原子位于产生的感应磁场与外加磁场相同方向的去屏蔽区，向的去屏蔽区， 所以在外加磁场强度还未达到所以在外加磁场强度还未达到HoHo时，就发生能级的跃迁。故吸收峰移向低场，时，就发生能级的跃迁。故吸收峰移向低场，值值增大。增大。 乙炔也有乙炔也有电子环流电子环流, ,但炔氢的位置不同，处在屏蔽区（处在但炔氢的位置不同，处在屏蔽区（处在感应磁场与外加磁场对抗区），所以炔氢的感应磁场与外加磁场对抗区），所以炔氢的值较小。值较小。三、峰面积与氢原子数目三、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，每种共振峰在核磁共振谱图中，每一组吸收峰都代表一种氢，

29、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之比。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：如乙醇中有三种氢其谱图为： 四、峰的裂分和自旋偶合四、峰的裂分和自旋偶合1 1峰的裂分峰的裂分 应用高分辨率的核磁共振仪时，得到等性质子的吸收峰不是一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的信息。这种使吸收峰分裂增多的现象称为峰个单峰而是一组峰的信息。这种使吸收峰分裂增多的现象称为峰的裂分。的裂分。 例如：乙醚的裂分图示如下。例如：乙醚的裂分图示如下。2 2自旋自旋自旋偶合自旋偶合 （1 1）自旋偶合的产生）自旋偶合

30、的产生 吸收峰发生裂分是由于质子间的自旋发生相互作用而引起的吸收峰发生裂分是由于质子间的自旋发生相互作用而引起的结果，质子与其它质子间的自旋相互作用称为自旋结果，质子与其它质子间的自旋相互作用称为自旋自旋偶合自旋偶合 。（以溴乙烷为例）（以溴乙烷为例）HaHa在外磁场中自旋，产生两种方向的感应小磁场在外磁场中自旋，产生两种方向的感应小磁场HH当两个当两个HaHa的自旋磁场作用于的自旋磁场作用于H bH b时，其偶合情况为时，其偶合情况为：（2 2）偶合常数）偶合常数 偶合使得吸收信号裂分为多重峰，偶合使得吸收信号裂分为多重峰，多重峰中相邻两个峰之间的距离称为多重峰中相邻两个峰之间的距离称为偶合

31、常数偶合常数（J J），单位为赫（），单位为赫（HzHz）。）。 J J的数值大小表示两个质子间相互的数值大小表示两个质子间相互偶合（干扰）的大小。偶合（干扰）的大小。 当当HaHa和和H bH b化学位移之差（化学位移之差（）与偶合常数（）与偶合常数（JabJab）之比大于）之比大于6 6与与上时，可用上述方法来分析自旋裂分的信号，当上时，可用上述方法来分析自旋裂分的信号，当接近或小于接近或小于JabJab时，则出现复杂的多重峰。等性氢之间不产生信号的自旋裂分。时，则出现复杂的多重峰。等性氢之间不产生信号的自旋裂分。（3 3）自旋偶合的限度（条件）自旋偶合的限度（条件）11磁等性质子之间不发

32、生偶合。磁等性质子之间不发生偶合。22两个磁不等性质子相隔三个两个磁不等性质子相隔三个键以上时，则不发生偶合。键以上时，则不发生偶合。33同碳上的磁不等性质子可偶合裂分。同碳上的磁不等性质子可偶合裂分。3 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 + 1n + 1规则来计算（规则来计算（nn邻近等性质子个数；邻近等性质子个数；n + 1n + 1裂分峰数）裂分峰数）例如：例如：当邻近氢原子有几种磁不等性氢时，裂分峰数为（n + 1）（n+ 1）（n+ 1）五、核磁共振谱的解析及应用五、核磁共振谱的解析及应用 核磁共振谱图主要可以得到如下信息：核磁共振谱图主要可以得到如下信息：（1

33、 1）由吸收峰数可知分子中氢原子的种类。）由吸收峰数可知分子中氢原子的种类。（2 2）由化学位移可了解各类氢的化学环境。）由化学位移可了解各类氢的化学环境。（3 3）由裂分峰数目大致可知各种氢的数目。）由裂分峰数目大致可知各种氢的数目。（4 4）由各种峰的面积比即知各种氢的数目）由各种峰的面积比即知各种氢的数目。1 1应用应用2 2谱图解析谱图解析 (1) (1)确定有几组峰；确定有几组峰； (2) (2)根据积分曲线确定各组峰的质子比（不一定是质子目；根据积分曲线确定各组峰的质子比（不一定是质子目； (3) (3)根据化学位移、裂分数目及其它光谱数据、不饱和程度及化学试验根据化学位移、裂分数

34、目及其它光谱数据、不饱和程度及化学试验确定分子结构。确定分子结构。 例例 : : 某分子式为某分子式为C C5 5H H1212O O的化合物，含有五组不等性质子，从的化合物，含有五组不等性质子，从NMRNMR谱图中见到：谱图中见到： a a 在在= 0.9= 0.9处有一个二重峰处有一个二重峰(6H)(6H) b b 在在=1.6=1.6处有一个多重峰处有一个多重峰(1H) (6+1) (1+1) = 14(1H) (6+1) (1+1) = 14重峰重峰 c c 在在=2.6=2.6处有一个八重峰处有一个八重峰(1H) (3+1) (1+1) = 8(1H) (3+1) (1+1) = 8重峰重峰 d d 在在=3.6=3.6处有一个单峰处有一个单峰(1H) (1H) e e 在在=1.1=1.1处有一个三重峰处有一个三重峰(3H) (3H) 解析得其结构为：解析得其结构为：