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1、 第十五章第十五章 核磁共振谱核磁共振谱(NMR) nuclear magnetic resonance11946年:年:布洛赫布洛赫(Felix Bloch ) & 珀赛尔珀赛尔 (Edward Purcell)因发展了核磁精密测量的新方法及由因发展了核磁精密测量的新方法及由此所作的发现此所作的发现核磁共振核磁共振 (19521952年获诺贝尔奖)年获诺贝尔奖)布洛赫布洛赫(Felix Bloch )珀赛尔珀赛尔 (Edward Purcell)21953 商品化商品化NMR仪问世仪问世 30兆赫兆赫 7000高斯高斯1964 超导超导NMR问世问世 200兆赫兆赫 4.74特斯拉特斯拉19
2、71 脉冲傅立叶变换脉冲傅立叶变换NMR问世问世 100兆赫兆赫 2.35特斯拉特斯拉1991年诺贝尔化学奖年诺贝尔化学奖:恩斯特恩斯特R.R.Ernst(1933) 瑞士物理化学家瑞士物理化学家他的主要成就在于他在发展高分辨核磁共振发展高分辨核磁共振波谱学波谱学方面的杰出贡献。这些贡献包括:。这些贡献包括: 一一.脉冲傅利叶变换核磁共振谱脉冲傅利叶变换核磁共振谱 二二.二维核磁共振谱二维核磁共振谱 三三.核磁共振成像核磁共振成像32003年诺贝尔医学奖年诺贝尔医学奖 :美国科学家保罗保罗劳特布尔劳特布尔 (Paul Lauterbur)和英国科学家彼得彼得曼斯菲尔德曼斯菲尔德(Peter M
3、ansfield )用核磁共振层析用核磁共振层析“拍摄拍摄”的脑截面图象的脑截面图象 核磁共振成像技术是核磁共振在医学领域的应用。人体内含有非常丰富的水,不同的组织,水的含量也各不相同,如果能够探测到这些水的分布信息,就能够绘制出一幅比较完整的人体内部结构图像,核磁共振成像技术就是通过识别水分子中氢原子信号的分布来推测水分子在人体内的分布,进而探测人体内部结构的技术。 4MRI is used for imaging of all organs in the body. 51H-NMR主要提供:峰面积、化学位移、耦合常数及裂分情况。峰面积:和氢数目成正比。化学位移:单位ppm乙基苯的核磁共振谱
4、图乙基苯的核磁共振谱图6 第一节第一节 核磁共振谱法的基本原理核磁共振谱法的基本原理一、原子核的自旋一、原子核的自旋 核磁共振核磁共振主要是由原子核的自旋运动引起的。不同的原子核,自旋运动的情况不同,它们可以用核的自旋量子数I来表示。自旋量子数与原子的质量数和原子序数之间存在一定的关系,大致分为三种情况,见表 1:7若原子核存在自旋,产生核磁矩:若原子核存在自旋,产生核磁矩: 自旋角动量:自旋角动量:核核 磁磁 矩:矩: = P ( ( 磁旋比磁旋比) ):原子核磁性大小的量度:原子核磁性大小的量度8讨论讨论:(1) I=0 的原子核的原子核 16 O; 12 C; 22 S等等 ,无自无自旋
5、,没有磁矩,不产生共振吸收旋,没有磁矩,不产生共振吸收(2) I=1 或或 I 0的原子核的原子核 I=1 :2H,14N I=3/2: 11B,35Cl,79Br,81Br I=5/2:17O,127I 这类原子核的核电荷分布可看作一个椭圆体,电荷分布不均匀,共振吸收复杂,研究应用较少;(3)1/2的原子核的原子核 1H,13C,19F,31P 原子核可看作核电荷均匀分布的球体,并象陀螺一样自旋,有磁矩产生,是核磁共振研究的主要对象,C,H也是有机化合物的主要组成元素。9二、原子核的自旋能级和共振吸收二、原子核的自旋能级和共振吸收 (一)核自旋能级分裂一)核自旋能级分裂 原子核在磁场中有原子
6、核在磁场中有2I +1个取向。以磁量子数个取向。以磁量子数m表表示每一个取向,则:示每一个取向,则: m = I、I-1、I-2、 -I+1、-I如1H(I=1/2),m的取值数为2,m=1/2及-1/2。 I =1时: m的取值数为3,m=1、0及-1。10核核磁矩的能量:磁矩的能量:H0:外磁场强度外磁场强度在外场作用下,在外场作用下, 使原来原子核能级分裂成(使原来原子核能级分裂成(2I+1)塞曼能级,塞曼能级, 能级差为能级差为 Hoh/2 11(二二) 原子核的共振吸收原子核的共振吸收 自旋量子数自旋量子数 I=1/2的原子核(氢的原子核(氢核),可当作电荷均匀分布的球核),可当作电
7、荷均匀分布的球体,绕自旋轴转动时,产生磁场,体,绕自旋轴转动时,产生磁场,类似一个小磁铁。类似一个小磁铁。当置于外磁场H0中时,相对于外磁场,有(2I+1)种取向:氢核(I=1/2),两种取向(两个能级):(1)与外磁场平行,能量低,磁量子数1/2;(2)与外磁场相反,能量高,磁量子数1/2;121. 原子核的进动原子核的进动拉拉莫尔进动莫尔进动 Larmor precession 两种取向不完全与外磁场平行,两种取向不完全与外磁场平行, 5424 和和 125 36 相互作用相互作用, 产生进动产生进动(拉莫进拉莫进动动)进动频率进动频率 0; 角速度角速度 0; 0 = 2 0 = H0
8、磁旋比;磁旋比; H0外磁场强度;外磁场强度; 两种进动取向不同的氢核之两种进动取向不同的氢核之间的能级差:间的能级差: E= H0 ( 磁矩)磁矩)13 在外磁场中,原子核能级在外磁场中,原子核能级产生裂分,由低能级向高能产生裂分,由低能级向高能级跃迁,需要吸收能量。级跃迁,需要吸收能量。 能级量子化。射频振荡能级量子化。射频振荡线圈产生电磁波。线圈产生电磁波。 对于氢核,能级差:对于氢核,能级差: E= H0 ( 磁矩)磁矩) 产生共振需吸收的能量:产生共振需吸收的能量: E= H0 = h 0 由拉莫进动方程:由拉莫进动方程: 0 = 2 0 = H0 ; 共振吸收条件:共振吸收条件:1
9、42. 共振吸收条件共振吸收条件核磁共振:处于静磁场中的核自旋体系,当拉莫核磁共振:处于静磁场中的核自旋体系,当拉莫尔进动频率与作用于该体系的射频场尔进动频率与作用于该体系的射频场频率相等时,所发生的吸收电磁波的频率相等时,所发生的吸收电磁波的现象。现象。(1) v0 = v:照射频率等于进动频率。照射频率等于进动频率。(2) m = 1:只有只有 m = 1的的跃迁才跃迁才是允许的。是允许的。15 三、自旋弛豫三、自旋弛豫氢核氢核置于外加磁场后,低能态核置于外加磁场后,低能态核(n+)和高能态核和高能态核(n-)的比例服从的比例服从Boltzmann分布:分布:例:例:H0=1.4092T,
10、 T=300K时时, 1H核核即即低能态核数仅比高能态核数多十低能态核数仅比高能态核数多十万分之一。万分之一。当当n(-1/2) = n(+1/2),不会再有吸收,不会再有吸收,NMR信号消失。信号消失。16自旋弛豫自旋弛豫:高能态的核以非辐射的方式回到低能态。高能态的核以非辐射的方式回到低能态。1.自旋自旋-晶格弛豫:晶格弛豫:纵向弛豫, 处于高能态的原子核将能量传递给周围介质而重新回到低能态(非同类原子核), 从而维持核磁共振吸收。通常把溶剂和其它种类的核称为晶格。2.自旋自旋-自旋弛豫自旋弛豫: 横向弛豫, 处于高能态的核将过剩的能量传递给同类的处于低能态的核. 17 第二节第二节 核磁
11、共振仪核磁共振仪一、一、连续波核磁共振波核磁共振谱仪(CW-NMRCW-NMR)181永久磁铁永久磁铁:提供外磁场,要求稳定性好,均匀,不均匀性小于六千万分之一。扫场线圈。2 射频振荡器射频振荡器:线圈垂直于外磁场,发射一定频率的电磁辐射信号。60MHz或100MHz。3 射频信号接受器射频信号接受器(检测器):当质子的进动频率与辐射频率相匹配时,发生能级跃迁,吸收能量,在感应线圈中产生毫伏级信号。4样品管样品管:外径5mm的玻璃管,测量过程中旋转, 磁场作用均匀。19方式:方式: 固定静磁场强度,扫描电磁波频率。(扫频)固定静磁场强度,扫描电磁波频率。(扫频) 固定电磁波频率,扫描静磁场强度
12、。(扫场)固定电磁波频率,扫描静磁场强度。(扫场)20二、脉冲傅里叶核磁共振谱仪(脉冲傅里叶核磁共振谱仪(PFT-NMRPFT-NMR) 不是通过扫场或扫不是通过扫场或扫频产生共振;频产生共振; 恒定磁场,施加全恒定磁场,施加全频脉冲,产生共振,采频脉冲,产生共振,采集产生的感应电流信号,集产生的感应电流信号,经过傅立叶变换获得一经过傅立叶变换获得一般核磁共振谱图。般核磁共振谱图。(类似于一台多道仪)(类似于一台多道仪)2122PFT-NMR谱仪的优点: (1)大幅度提高了仪器的灵敏度 一般PFT-NMR的灵敏度要比CW-NMR的灵敏度提 高两个数量级以上。可以对丰度小,旋磁比亦比较小的核进行
13、测定。 (2)测定速度快,脉冲作用时间为微秒数量级 若脉冲需重复使用,时间间隔一般只需几秒, 可以较快地自动测量高分辨谱及与谱线相对应的各核的弛豫时间,可以研究核的动态过程,瞬变过程,反应动力学等。 (3)使用方便,用途广泛 可以做CW-NMR不能做的许多实验,如固体高分辨谱及二维谱等。23 三、溶剂和试样测定 常用溶剂:氘代溶剂 如:D2O、CDCl3、CD3OD(甲醇-d4)等 试样要求:纯度98%;试样量10mg ( FT-NMR只需1mg)24标准物:标准物: 值为值为0.00ppm (1)四甲基硅烷()四甲基硅烷(TMS) 氘代有机溶剂氘代有机溶剂 (2) 4,4-二甲基二甲基-4-
14、硅代戊磺酸钠硅代戊磺酸钠(DDS) 重水为溶剂重水为溶剂25 第三节第三节 化学位移化学位移 一、屏蔽效应 理想化的、裸露的氢核;满足共振条件:理想化的、裸露的氢核;满足共振条件: 0 = H0 / (2 ) 产生单一的吸收峰;产生单一的吸收峰; 实际上,氢核受周围不断运动着的电子影响。在外磁场作用下,运动着的电子产生相对于外磁场方向的感应磁场,起到屏蔽屏蔽作用作用,使氢核实际受到的外磁场作用减小:使氢核实际受到的外磁场作用减小: H=(1- )H0 :屏蔽常数。屏蔽常数。 越大,屏蔽效应越大。越大,屏蔽效应越大。 0 = / (2 ) (1- )H0 屏蔽的存在,共振需更强的外磁场屏蔽的存在
15、,共振需更强的外磁场(相对于裸露的氢核相对于裸露的氢核)。26二、化学位移的表示二、化学位移的表示 0 = / (2 ) (1- )H0 由于屏蔽作用的存在,氢核产生共振需要更大的外磁场强度(相对于裸露的氢核),来抵消屏蔽影响。 在有机化合物中,各种氢核在有机化合物中,各种氢核 周围的电子云密度不同(结构中周围的电子云密度不同(结构中不同位置)共振频率有差异,即引起共振吸收峰的位移,这种现不同位置)共振频率有差异,即引起共振吸收峰的位移,这种现象称为象称为化学位移化学位移。27(1)(1)位移的标准位移的标准没有完全裸露的氢核,没有绝对的标准。相对标准:四甲基硅烷Si(CH3)4 (TMS)(
16、内标) 位移常数 TMS=0(2) 为什么用为什么用TMS作为基准作为基准? a. 12个氢处于完全相同的化学环境,只产生一个尖峰; b. 屏蔽强烈,位移最大。与有机化合物中的质子峰不重迭; c. 化学惰性;易溶于有机溶剂;沸点低,易回收。28位移的表示方法位移的表示方法 与裸露的氢核相比,TMS的化学位移最大,但规定 TMS=0,其他种类氢核的位移为负值,负号不加。 = ( 样 - TMS) / TMS 106 (ppm) 小,屏蔽强,共振需要的磁场强度大,在高场出现,图右侧; 大,屏蔽弱,共振需要的磁场强度小,在低场出现,图左侧;29固定磁场强度H0,扫频:固定照射频率v0,扫场:30例:
17、CH3Br (1) H0 = 1.4092T, vTMS =60MHz, vCH3 = 60MHz + 162Hz(2) H0 = 2.3487T, vTMS =100MHz, vCH3 = 100MHz + 270Hz31三、化学位移的影响因素1 1电负性电负性-去屏蔽效应去屏蔽效应 与质子相连元素的电负性越强,吸电子作用越强,价电子偏离质子,屏蔽作用减弱,信号峰在低场出现(大)。-CH3 , =1.62.0,高场;-CH2I, =3.0 3.5,-O-H, -C-H, 大 小低场 高场32电负性对电负性对化学位移的影响化学位移的影响33 2. 磁各向异性各向异性 magnetic anis
18、otropy 在外磁场作用下,在外磁场作用下,电子沿某一方向流动,形电子沿某一方向流动,形成次级磁场,影响分子的磁屏蔽,由于次级磁场成次级磁场,影响分子的磁屏蔽,由于次级磁场具有方向性,对分子各部位的磁屏蔽不同。具有方向性,对分子各部位的磁屏蔽不同。34(1) 芳芳环的各向异性的各向异性 苯环上的6个电子产生较强的诱导磁场,质子位于其磁力线上,与外磁场方向一致,去屏蔽(大)。35(2) 双双键化合物的各向异性化合物的各向异性 价电子产生诱导磁价电子产生诱导磁场,质子位于其磁力线场,质子位于其磁力线上,与外磁场方向一致,上,与外磁场方向一致,去屏蔽去屏蔽(大)。36(3) 三三键化合物的各向异性
19、化合物的各向异性 价电子产生诱导磁场,质子位于其磁力线上,与外磁场方向一致,去屏蔽(大) 。37 化学键的各向异性:化学键的各向异性: 因化学键的键型不同,导致与其相连的氢核的化学位移不同。 CHCH3 3CHCH3 3 CH CH2 2=CH=CH2 2 HCCH HCCH(ppm(ppm): 0.86 5.25 1.80): 0.86 5.25 1.80383. 氢键影响醇醇羟基基 0.55 酚酚 47 胺胺 0.55 羧酸酸 1013 氢键形成的程度与样品浓度,温度等有直接关系。在不同条件下, 烃基(-OH)和氨基(-NH2)质子位移变化范围大形成氢键后形成氢键后1H核屏蔽作用减少,氢键
20、属于去屏蔽效应。核屏蔽作用减少,氢键属于去屏蔽效应。3940分子内分子内氢键同同样可以影响可以影响质子的共振吸收子的共振吸收-二酮的烯醇式可以形成分子内氢键 该羟基质子的化学位移为111641四、几类质子的化学位移 1. 甲基氢、亚甲基氢及次甲基氢的化学位移 = B + Si B:基础值。甲基:0.87;亚甲基:1.20;次甲基:1.55。 Si:取代基对化学位移值的贡献值。2. 烯氢的化学位移烯氢的化学位移 C=C-H = 5.28 + Z同 + Z顺 + Z反42饱和烃饱和烃-CH3: CH3=0.79 1.10ppm-CH2: CH2 =0.98 1.54ppm-CH: CH= CH3
21、+(0.5 0.6)ppm H=3.24.0ppm H=2.23.2ppm H=1.8ppm H=2.1ppm H=23ppm43烯烃烯烃 端烯质子:端烯质子: H=4.85.0ppm 内烯质子:内烯质子: H=5.15.7ppm 与烯基,芳基共轭:与烯基,芳基共轭: H=47ppm芳香烃芳香烃 芳烃质子:芳烃质子: H=6.58.0ppm 供电子基团取代供电子基团取代-OR,-NR2 时:时: H=6.57.0ppm 吸电子基团取代吸电子基团取代-COCH3,-CN,-NO2 时:时: H=7.28.0ppm44-COOH: H=1013ppm-OH: (醇)醇) H=1.06.0ppm (
22、酚)酚) H=412ppm-NH2:(:(脂肪)脂肪) H=0.43.5ppm (芳香)芳香) H=2.94.8ppm (酰胺)酰胺) H=9.010.2ppm-CHO: H=910ppm45 常见结构单元化学位移范围常见结构单元化学位移范围46 第四节第四节 偶合常数偶合常数 一、自旋偶合和自旋分裂一、自旋偶合和自旋分裂 每类氢核不总表现为单峰,有时多重峰。原因:相邻两个氢核之间的自旋偶合(自旋干扰)。47 自旋偶合自旋偶合(又称自旋-自旋偶合)spin-spin coupling 相邻碳上氢核的核自旋产生的核磁矩间的相互干扰。 自旋分裂自旋分裂(又称自旋-自旋分裂) spin-spin s
23、plitting 自旋偶合引起共振峰分裂的现象。 耦合常数耦合常数(Coupling constant, ) J 两个裂分峰间距离 。用来衡量偶合作用的大小。 单位:赫兹 Hz峰的裂分原因峰的裂分原因:自旋偶合自旋偶合48自旋偶合自旋偶合49A nucleus has three possible values B nucleus has two possible values50 自旋分裂的规律:n + 1律 由于相邻氢的偶合而产生的谱带裂分数遵循2nI+1规律。对H, 为n+1。各峰的强度比为二项式展开各系数比。n:相邻碳原子上的质子数51峰裂分数峰裂分数52峰裂分数峰裂分数1:11:3:
24、3:11:11:2:153峰裂分数峰裂分数1:3:3:11:2:11:11:6:15:20:15:6:154单峰:single, S二重峰:doublet, d; 1:1三重峰:triplet, t;1:2:1四重峰:quarte, q;1:3:3:1五重峰:quinter, 1:4:6:4:1六重峰:sexter, 1:5:10:10:5:155某基团与n、n个氢核相邻,发生简单偶合的两种情况(1) 峰裂矩相等(偶合常数相等):仍服从n+1律,分裂峰 数为(n+n+ ) + 1。01234JcaJbaJca JbaHa裂分峰裂分峰:(5+1)=6强度比近似为:强度比近似为:1:5:10:10
25、:5:156(2) 峰裂矩不等(偶合常数不等): 分裂成(n+1)(n+1) 重峰(nb+1)(nc+1)(nd+1)=22 2=8Ha裂分为裂分为8重峰重峰57 二、化学等价与磁等价化学等价与磁等价1. 1. 化学等价(化学位移等价)化学等价(化学位移等价) 若若分分子子中中两两个个相相同同原原子子(或或两两个个相相同同基基团团)处处于于相相同同的的化学环境,其化学位移相同,它们是化学等价的。化学环境,其化学位移相同,它们是化学等价的。化学不等价例子:化学不等价例子: 对映异构体对映异构体 在手性溶剂中:两个在手性溶剂中:两个CH3化学不等价化学不等价 在非手性溶剂中:两个在非手性溶剂中:两
26、个CH3化学等价化学等价58 固定在环上固定在环上CH2的两个氢化学不等价。的两个氢化学不等价。 单单键键不不能能快快速速旋旋转转,连连于于同同一一原原子子上上的的两两个个相相同同基基化化学学不不等价。等价。 与手性碳相连的与手性碳相连的CH2的两个氢化学不等价。的两个氢化学不等价。 59 分分子子中中相相同同种种类类的的核核(或或相相同同基基团团),不不仅仅化化学学位位移移相相同同,而而且且还还以以相相同同的的偶偶合合常常数数与与分分子子中中其其它它的的核核相相偶偶合合,只只表现一个偶合常数,这类核称为磁等同的核。表现一个偶合常数,这类核称为磁等同的核。磁等价例子:磁等价例子:三个三个H核核
27、化学等价化学等价磁等价磁等价二个二个H核化学核化学等价,等价,磁等价磁等价二个二个F核核化学等化学等同,同,磁等价磁等价六个六个H核核化学等价化学等价磁等价磁等价2. 磁等价磁等价60两核(或基团)磁等价条件两核(或基团)磁等价条件化学等价化学等价(化学位移相同)(化学位移相同)对组外任一个核具有相同的偶合常数(数值和键数)对组外任一个核具有相同的偶合常数(数值和键数)Ha,Hb化学等价,磁不等价化学等价,磁不等价。J Ha FaJ Hb FaFa,Fb化学等价,磁不等价。化学等价,磁不等价。磁不等价例子:磁不等价例子: 61二、偶合常数两个裂分峰间距离 。用来衡量偶合作用的大小。1. 偕偶(
28、同碳耦合):2JH-H表示, 通常为负值2. 邻偶(邻碳质子耦合):3JH-H表示,通常表示,通常为正正值 3. 远程耦合:跨越四根键及更远的耦合称为远程耦合偶合反映了键结构中轨道的作用信息偶合反映了键结构中轨道的作用信息: 空间磁性传递;空间磁性传递; 核间核间电子对的传递。电子对的传递。62三、自旋系统1. 自旋系统相互耦合的核组成一个自旋系统。系统内部的核相互耦合但不和体系外的任何 一个核耦合。 在系统内部并不要求一个核和除它以外的所 有核都耦合。63化合物有三个自旋体系体系和体系之间是隔离的642. 自旋体系的命名自旋体系的命名(1) 化学位移相同的核构成一个核组,以一个大 写英文字母
29、标注。 (2) 几个核组之间分别用不同的字母标注,若它 们化学位移相差很大, /J6,标注用的字 母在字母表中的距离也大,反之亦然。 如核组间/J6,则标为AX或AMX等, 若/J6,则标为AB,或ABC系统。 65(3) 若核组内的核磁等价,则在大写字母右下角 用阿拉伯数字注明该核组的核的数目。 如一个核组内有三个磁等价核,则可标为A3。 (4) 若核组内的核磁不等价, 则用上角标“ ”加 以区别。 如一个核组内有三个磁不等价核,则可标为 AAA。 663. 核磁图谱的分类 (1)一级图谱的特点一级图谱的特点:裂分峰数符合裂分峰数符合n+1规律,相邻的核为磁等价即只有一个偶合规律,相邻的核为
30、磁等价即只有一个偶合常数常数J;峰组内各裂分峰强度比峰组内各裂分峰强度比(a+1)n的展开系数的展开系数从谱图中可直接读出从谱图中可直接读出 和和J,化学位移化学位移 在裂分峰的对称中心,在裂分峰的对称中心,裂分峰之间的距离(裂分峰之间的距离(Hz)为偶合常数为偶合常数J67(2) 二级图谱二级图谱v一般情况下,谱峰数目超过一般情况下,谱峰数目超过n+1规律所计算的数目规律所计算的数目v组内各峰之间强度关系复杂组内各峰之间强度关系复杂v一般情况下,一般情况下, 和和J不能不能从谱图中可直接读出从谱图中可直接读出68常见复杂谱图7869 第五节第五节 核磁共振氢谱的解析核磁共振氢谱的解析 一、谱
31、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,)峰的数目:标志分子中磁不等性质子的种类,多少种;多少种;(2)峰的强度)峰的强度(面积面积):每类质子的数目:每类质子的数目(相对相对),多少个;多少个;(3)峰的位移)峰的位移( ):每类质子所处的化学环境,每类质子所处的化学环境,化合物中位置;化合物中位置;(4)峰的裂分数:)峰的裂分数:相邻碳原子上质子数;相邻碳原子上质子数;(5)偶合常数)偶合常数(J):确定化合物构型确定化合物构型。不足之处:不足之处:仅能确定质子(氢谱)。70二、谱图解析谱图解析步骤谱图解析步骤i.由分子式求不饱合度由分子式求不饱合度ii.由积分曲
32、线求由积分曲线求1H核的相对数目核的相对数目iii.解析各基团解析各基团 首首 先解析:先解析:再解析:再解析: ( 低场信号低场信号 ) 最后解析:最后解析:芳烃质子和其它质子芳烃质子和其它质子 活泼氢活泼氢D2O交换,解析消失的信号交换,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由化学位移,偶合常数和峰数目用一级谱解析 参考参考 IR,UV,MS和其它数据推断解构和其它数据推断解构 得出结论,验证结构得出结论,验证结构716个质子处于完全相同的化学环境,单峰。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。没有直接与吸电子基团(或元素)相连
33、,在高场出现。谱图解析(1)72谱图解析(谱图解析( 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a也受其影响,峰也向低场位移。73谱图解析(谱图解析( 3 )74谱图解析(谱图解析( 4 )755223例例1:化合物:化合物 C10H12O28 7 6 5 4 3 2 1 076谱图解析与结构(谱图解析与结构(1)确定步骤)确定步骤正确结构:正确结构: =1+10+1/2(-12)=5 2.1单峰三个氢,单峰三个氢,CH3峰峰 结构中有氧原子,可能具有:结构中
34、有氧原子,可能具有: 7.3芳环上氢,单峰烷基单取代芳环上氢,单峰烷基单取代3.0 4.302.1 3.0和和 4.30三重峰和三重峰三重峰和三重峰 OCH2CH2相互偶合峰相互偶合峰 779 5.30 3.38 1.37例例2:C7H16O3,推断其结构推断其结构6178结构(2)确定过程C7H16O3, =1+7+1/2(-16)=0a. 3.38和和 1.37 四重峰和三重峰四重峰和三重峰 CH2CH3相互偶合峰相互偶合峰 b. 3.38含有含有OCH2 结构结构结构中有三个氧原子,可能具有结构中有三个氧原子,可能具有(OCH2 )3c. 5.3CH上氢吸收峰,低场与电负性基团相连上氢吸收峰,低场与电负性基团相连正确结构:正确结构:79例例3: 化合物化合物 C10H12O2,推断结构推断结构7.3 5.211.22.35H2H2H3H80结构(3)确定过程 化合物化合物 C10H12O2, =1+10+1/2(-12)=5a. 2.32和和 1.2CH2CH3相互偶合峰相互偶合峰b. 7.3芳环上氢,单峰烷基单取代芳环上氢,单峰烷基单取代c. 5.21CH2上氢,低场与电负性基团相连上氢,低场与电负性基团相连哪个正确?正确:B为什么?81