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有机波谱分析课件
各类质子的化学位移值范围 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 RCH 2 - O=C-CH 2 - C=C-CH 2 - C C CH 2 - CH 2 - -CH 2 -X -CH 2 -O- -CH 2 -NO 2 C=C-H Ar-H RCHO RCOOH 五、各类质子的化学位移及经验计算 饱和碳原子上的质子的 d 值:叔碳 仲碳 伯碳 与H相连的碳上有电负性大的原子或吸电子基团(N, O, X, NO2, CO等), d 值变大。电负性越大,吸电子能力越强, d 值越大。 d 值:芳氢 烯氢 烷氢 有机化合物中质子化学位移规律: 5.1 饱和碳上质子的化学位移 甲基 甲基的化学位移在0.7~4ppm之间。 亚甲基(CH2)和次甲基(CH):1-2ppm Shoolery经验计算: δ:-CH = 0.23 + ∑Ci 0.23是甲烷的化学位移值,Ci是与次甲基(亚甲基)相连的取代基的影响参数(P75,表3.1)。 例:BrCH2Cl Br: 2.33; Cl: 2.53 δ = 0.23 + 2.33 + 2.53 = 5.09ppm(实测:5.16ppm) 5.2 不饱和碳上质子的化学位移 炔氢 叁键的各向异性屏蔽作用,使炔氢的化学位移出现在1.6 –3.4ppm范围内. 烯氢(4.5-7ppm) 烯氢的化学位移可用以下经验公式计算: δ = 5.25 + Z同 + Z顺 + Z反 5.25是乙烯的化学位移值,Z是取代基对烯氢化学位移的影响参数(P82,表3.4)。 一般情况下影响规律:同碳取代基使化学位移增大 顺>反 5.3 芳环氢的化学位移值 苯的化学位移为δ7.30ppm。 当苯环上的氢被取代后,苯环的邻、间、对位的 电子云密度发生变化,化学位移向高场或低场移动。 芳环氢的化学位移可按下式进行计算: δ = 7.30 -∑Si 7.30是苯的化学位移, Si为取代基对芳环氢的影响参数(P83,表3.5)。 一般情况:吸电子基团,化学位移增大 供电子基团,化学位移减小 杂环芳氢的的化学位移值杂环芳氢的化学位移受溶剂的影响较大。一般α位的杂芳氢的吸收峰在较低场 5.4 活泼氢 常见的活泼氢:-OH,-NH2,-SH。 在溶剂中活泼氢交换速度较快,浓度、温度、溶剂对δ值影响较大。 高温使OH、NH等氢键程度降低, δ值减小。 识别活泼氢可采用重水交换。 六 自旋偶合和自旋裂分 自旋-自旋偶合 自旋核与自旋核之间的相互作用 偶合的结果 造成谱线增多,称之裂分 偶合的程度 用偶合常数(J)表示,单位: Hz 自旋-自旋偶合机理 (n+1)规律 ? 核的等价性 自旋-自旋偶合机理 由自旋核在B0中产生的局部磁场分析 例如 Cl2CH-CH2Cl -CH2CH3 (n+1)规律 一组等价质子邻近有 n 个等价质子,则该组质子被裂分为 n + 1 重峰。 如:CH3CH2CH 3 6 + 1 = 7 重峰 CH3CH2CH 3 2 + 1 = 3 重峰 裂分峰的强度比= (a + b)n 展开后各项的系数比 向心规则: 在实际谱图中互相偶合的二组峰强度会出现内侧高、 外侧低的情况,称为向心规则。 利用向心规则,可以找出NMR谱中相互偶合的峰。 化学位移值(δ ppm):中心(重心) 偶合常数值(J):单位:Hz 相邻两裂分峰之间的距离。 偶合常数J反映的是两个核之间作用的强弱, 与仪器 的工作频率无关,与化合物的分子结构关系密切。 (N+1)规律是一种近似处理 要求相互偶合核的化学位移差值△vJ(6J) 一组等价质子邻近有两组等价质子(分别为n 和 m 个), 则该组质子最多被裂分为 (n + 1)×(m + 1) 重峰。 CH3CH2CH2OH (3+1) ×(2+1) = 12重峰 c b a 例 分子式C8H12O4,1HNMR谱如下,推导其结构 不饱和度(UN)=(n+1)+ a/2 - b/2 n :4价原子数目 a :3价原子数目 b :1价原子数目 2价原子数目不
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