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1、一维核磁1H 化学位移，耦合常数，积分值13C 化学位移编辑的13C C的级别杂核 19F，31P，etc最简单的一维核磁单脉冲氢谱90y90ynzxyzxMxyyMo90yacquisitionpulse最简单的一维核磁单脉冲氢谱核磁谱图所提供的信息屏蔽效应和化学位移在外磁场B0中，不同的氢核所感受到B0是不同的，这是因为氢核外围的电子在与外磁场垂直的平面上绕核旋转的同时产生一个与外磁场相对抗的感生磁场。感生磁场对外加磁场的屏蔽作用称为电子屏蔽效应。感生磁场的大小与外核场的强度有关，用B0表示，称屏蔽常数。屏蔽常数，与磁性和所处的化学环境有关，而与外磁场无关。与化合物的结构和性质有关，对处在
2、不同环境中的同一种原子核，它的值是不同的。可见分子或原子中的磁性核由于屏蔽效应，使其NMR频率偏离于裸体核的NMR频率，此称为化学位移。 化学位移的值由原子核周围的化学环境决定化学位移的值由原子核周围的化学环境决定Beff = Bo - Bloc - Beff = Bo( 1 - s s )HO-CH2-CH3w wolowfieldhighfield屏蔽效应和化学位移化学位移在不同频率的谱仪下得到的化学位移值是相同的。在不同频率的谱仪下得到的化学位移值是相同的。 H3CSiCH3CH3CH3内标 TMS 在实际中，把化学位移写成不依赖于磁场或频率的相对数值的形式。定义化学位移是相对于某个标准
3、物质进行测量的，单位为ppm。 诱导效应： 分子中某一氢核的化学位移与该核外层的电子云密度有很大的关系，电子云密度越大，所产生的感应磁场越大，核的实受磁场越弱，即受到的屏蔽作用越大。通常把电负性引起的去屏蔽作用叫做诱导效应。 共轭效应： 氧、氮等杂原子可于双键、苯环进行p共轭，故在连有这些杂原子的共轭体系中，要同时考虑由于电负性和共轭效应所引起的电子云密度分布的变化。例如：下列化合物氢核的化学位移与共轭体系的电子云转移方向呈有规律的相关性。 磁各向异性： 某些化学键和基团呈现各向异性，它们可对不同空间位置上的质子施加不同的影响，即它们的屏蔽作用是有方向性的。各种效应对化学位移的影响诱导效应对化
4、学位移的影响电负性基团：电负性, 电子云密度, 屏蔽效应, 共振在较低磁场发生， F，Cl, Br, I, OH, NH2, SH, NO2H H-CH-CH3 3H H-CH-CH2 2I IH H-CH-CH2 2BrBrH H-CH-CH2 2ClClH H-CH-CH2 2F F2.12.12.52.52.82.83.03.04.04.00.230.231.981.982.452.452.842.844.134.13E Ed d拉电子基团越多, 这种影响越大3.055.307.27基团距离越远，受到的影响越小环电流对化学位移的影响-各向异性芳香体系的环电流使处于环平面外部的质子去屏蔽，
5、出现在低场位置，而处于环电流内部的质子受到相反方向的电流影响，处于高场的位置。 7.277.797.41各向异性对化学位移的影响-+CC-+-+CC+：shielding-：deshielding 烯碳sp2杂化, C-H键电子更靠近碳，对质子的屏蔽降低 产生感应磁场，质子恰好在去屏蔽区乙烷质子 0.96乙烯质子 5.84炔碳为sp杂化，相对sp2和sp3杂化的C-H键电子更靠近碳， 使质子周围的电子云密度减少， 质子共振吸收向低场移动炔碳质子处在屏蔽区，炔氢共振应出现在较高的磁场强度区各向异性对化学位移的影响各向异性对化学位移的影响中介效应（Mesomeric Effect）对化学位移影响拉
6、电子基团会使双键上的质子电子云密度降低，化学位移向低场移动。而给电子基团使双键上的质子电子云密度升高，化学位移向高场移动。 6.115.296.523.745.293.937.10 7.10 ppmppm6.83 6.83 ppmppm6.28 6.28 ppmppm共振结构对化学位移的影响DeshieldedDeshielded7.71 7.71 ppmppm6.10 6.10 ppmppm7.07 7.07 ppmppm6.38 6.38 ppmppm6.28 6.28 ppmppm5.93 5.93 ppmppm羰基羰基 位屏蔽，位屏蔽， 位去屏蔽位去屏蔽共振结构对化学位移的影响共振结构
7、对化学位移的影响杂原子杂原子O O，S S，N N的的 位去屏蔽，位去屏蔽， 位屏蔽位屏蔽6.06 6.06 ppmppm5.48 5.48 ppmppm5.81 5.81 ppmppm5.78 5.78 ppmppm4.82 4.82 ppmppm6.22 6.22 ppmppmshieldedshielded共振结构对化学位移的影响中介效应（Mesomeric Effect）对化学位移影响拉电子基团会使临对位的质子去屏蔽，而使间位的质子受到更大的屏蔽。给电子基团会使临对位的质子受到更大的屏蔽，而使间位的质子去屏蔽。 中介效应（Mesomeric Effect）对化学位移的影响拉电子基团会使
8、临对位的质子去屏蔽，而使间位的质子受到更大的屏蔽。给电子基团会使临对位的质子受到更大的屏蔽，而使间位的质子去屏蔽。氢键的影响氢键的形成可以削弱对氢键质子的屏蔽，使共振吸收移向低场氢键的形成可以削弱对氢键质子的屏蔽，使共振吸收移向低场 醇羟基 0.55 酚 47 胺 0.55 羧酸二聚体形式（双分子的氢键） 1013 分子内氢键同样可以影响质子的共振吸收分子内氢键同样可以影响质子的共振吸收 - -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 为为11161116氢键对质子化学位移的影响氢键使质子去屏蔽，化学位移增大。变化的程度受浓度的影响。
9、浓度对分子内氢键的影响较小，对分子间氢键的影响较大。质子的化学位移范围0TMSppm2107515AliphaticAlcohols, protons to ketonesOlefinsAromaticsAmidesAcidsAldehydesFor protons, 15 ppm杂原子上的质子 OHOH, NHNH, SH SH Exchangeable (with D2O) Hydrogen bonding OHOH 醇类：醇类： 0.5-4.0 0.5-4.0 ppmppm (与浓度相关) 分子内氢键使质子去屏蔽，但受浓度影响较小分子内氢键使质子去屏蔽，但受浓度影响较小 在一般情况下相邻
10、核无耦合，与在一般情况下相邻核无耦合，与D D2 2O O的交换速度非常快的交换速度非常快 在在DMSODMSO或丙酮中与相邻核有耦合，交换速度降低或丙酮中与相邻核有耦合，交换速度降低 酚类酚类: : 7.5-4.0 7.5-4.0 ppmppm 当存在分子内氢键时当存在分子内氢键时 12-10 ppm羧酸类羧酸类: : 一般以二聚体存在 13.2-10 ppm杂原子上的质子CHCH3 3- -CHCH2 2- -OHOH in DMSO in DMSOOHOHCHCH2 2qdqdCHCH3 3-CH-CH2 2-OH in CDCl-OH in CDCl3 3(CH(CH3 3) )2 2
11、 - -CHCH- -OHOHin in DMSO DMSO杂原子上的质子 NH : NH : 1414N: I=1N: I=1= 2I+1 lines= 2I+1 lines NHNH 的交换速度存在很大差异，与其它核之间的耦合可能可以观察到，的交换速度存在很大差异，与其它核之间的耦合可能可以观察到，也可能形成很宽的峰也可能形成很宽的峰 R-NHR-NH : 脂肪胺类脂肪胺类 = 快速质子交换快速质子交换 与与 N N原子无耦合原子无耦合原子无耦合原子无耦合 : : 3-0.5 3-0.5 ppmppm R-NHR-NH: 酰，吡咯，吲哚，氨基羧酸盐酰，吡咯，吲哚，氨基羧酸盐 NHNH 宽峰
12、宽峰, 8.5-5.0 8.5-5.0 ppmppm H Ha a a a 与与NHNH有明显耦合有明显耦合有明显耦合有明显耦合杂原子上的质子杂原子上的质子 SHSH交换速度较慢交换速度较慢交换速度较慢交换速度较慢 SHSH 与CHCHa a a a耦合加入D2O振荡, SH SH 消失消失消失消失 1.6 1.2 1.6 1.2 ppmppm 脂肪族脂肪族脂肪族脂肪族 SHSH 3.6 2.8 3.6 2.8 ppmppm 芳香族芳香族芳香族芳香族 SHSH原子核间的耦合和耦合常数当两个同种或异种的核通过化学键相连时，某一原子核会对另一原子核的能级产生影响，我们称之为两原子核相互耦合。13C
13、1H1H1Hone-bondthree-bondJ (Hz)耦合常数 J （Hz） 耦合常数的值与谱仪频率无关I SI S原子核间的耦合N1（2I1）规律ISISISISSSIIaaaaaa aaaaaaaaaaaa aaaa aa aaaa aa aaCH3CH2原子核间的耦合N1规律N=0 singlet sN=1 doublet dN=2 triplet tN=3 quartet qN=4 quintetN=5 sextetN=6 septet n（核的个数）（核的个数）谱线相对强度谱线相对强度0 11 1 12 1 2 13 1 3 3 14 1 4 6 4 15 1 5 10 10
14、5 1常见一级自旋体系C CC CH Ha aH Hb bC CC CH Ha aH Hb bH Hb bC CC CH Ha aH Hb bC CH Hb bC CC CH Ha aH Hb bH Hb bH Hb bC CC CH Ha aH Hb bH Hb bH Hb bC CH Hb bH Hb bH Hb b常见一级自旋体系C CC CH Ha aH Hb bH Hb b C CC CH Ha aH Hb bC CH Hb b C CC CC CH Hb bH Ha aH Hb bH Hb bH Hc cJ Jabab = = J Jabab J JababJ JababJ Jab
15、abC CC CH Ha aH Hb bC CH Hb b H Hb bC CC CH Ha aH Hb bC CH Hc c H Hb b tdtdqdqd原子核间的耦合N1规律2 x triplet2 x triplet6 6 1 1Triplet:Triplet:4 4Quartet: Quartet: 5 5Quintet:Quintet:3 3SixtetSixtet: :2 2原子核间的耦合N1规律2 x triplet2 x tripleta aa ab bb bo ommmmp pp po o发现所有核磁共振谱中互相耦合的两组峰都是从最外面的发现所有核磁共振谱中互相耦合的两组峰都是从最外面的一个峰开始逐渐向上倾斜一个峰开始逐渐向上倾斜原子核间的耦合两组未耦合的峰两组耦合的峰原子核间的耦合多重裂分7 Hz5 HzCH (A) coupled to a CH3 (M) with a JAM of 7 Hz, and to a CH2 (X) with a JAX of 5 Hz.8 Hz5 Hz6 Hz5 Hz ACH (A) coupled to two CHs (M and R) with a JAM of 8 Hz and JAR of 5 Hz, and to a CH2 (X) with a JAX or 6 Hz原子核间的耦合多重裂分质子质子耦合常数
