有机化学第三章光谱.pptVIP

*在分子中，质子与某一基团的空间关系，有时会影响质子的化学位移。这种效应称为各向异性效应。它是通过空间而起作用的，其特征是有方向性。在含有芳环、双键、叁键、醛基等基团的化合物中，常由于各向异性效应的影响而产生不同的屏蔽效应。双键和三键化合物的各向异性效应。*乙烯受到与双键平面垂直的外磁场的作用时，乙烯双键上的?电子环电流产生一个与外加磁场对抗的感应磁场，它在双键及双键平面上下方与外磁场方向相反，故该区域称为屏蔽区。但烯氢所在区域的外加磁场得到加强，故该区域称为去屏蔽区。*随着共轭体系的增大，环电流效应增强，即环平面上、下的屏蔽效应增强，环平面上的去屏效应增强。芳环的各向异性效应使芳环氢受到去屏蔽影响，其化学位移在较低场。苯的化学位移为δ7.27ppm。当苯环上的氢被取代后，取代基的诱导作用又会使苯环的邻、间、对位的电子云密度发生变化，使其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=7.27+∑Si式中常数7.27是苯的化学位移，Si为取代基对芳环氢的影响.*同理，羰基碳上的H质子与烯烃双键碳上的H质子相似，也是处于去屏蔽区，存在去屏蔽效应，但因氧原子电负性的影响较大，所以，羰基碳上的H质子的共振信号出现在更低的磁场区，其δ=9.4～10。*碳碳三键是直线构型，π电子云围绕碳碳σ键呈筒型分布，形成环电流，它所产生的感应磁场与外加磁场方向相反，故三键上的H质子处于屏蔽区，屏蔽效应较强，使三键上H质子的共振信号移向较高的磁场区，其δ=2～3。*碳碳三键是直线构型，π电子云围绕碳碳σ键呈筒型分布，形成环电流，它所产生的感应磁场与外加磁场方向相反，故三键上的H质子处于屏蔽区，屏蔽效应较强，使三键上H质子的共振信号移向较高的磁场区，其δ=2～3。*氢键能使质子在较低场发生共振，例如：酚和酸类的质子d值在10以上。由于分子间氢键的形成与试样的浓度，溶剂的性质有关，所以形成氢键质子的化学位移可在一个相当大的范围内变动。现有实验结果证明，无论是分子内还是分子间形成氢键都是使氢核受到去屏蔽作用面向低场移动。★因为削弱了对氢键质子的屏蔽；★所以与样品浓度、温度变化不大★当样品浓度、温度发生变化时，氢键质子的化学位移会发生变化。*由于原子核携带电荷，当原子核自旋时，会由自旋产生一个磁矩，这一磁矩的方向与原子核的自旋方向相同，大小与原子核的自旋角动量成正比。将原子核置于外加磁场中，若原子核磁矩与外加磁场方向不同，则原子核磁矩会绕外磁场方向旋转，这一现象类似陀螺在旋转过程中转动轴的摆动，称为进动。进动具有能量也具有一定的频率。I=1/2的核可看作电荷分布均匀的自旋球体。I大于1/2的核可看作电荷分布不均匀的自旋球体通常用H谱。∵①H就一个质子，无其它干扰②有机物大都有H，H测出后，结构基本上判断出来了。1H的两种取向代表了两种不同的能级。当无外界磁场时，E相等，磁距相等。当有外界磁场时，两个自旋态的能量不再相等。这时质子有两个取向：

1.能量低的自旋磁场与外磁场同向平行（顺磁场）

2.能量高的自旋磁场与外磁场逆向平行（逆磁场）*I=1/2的核可看作电荷分布均匀的自旋球体。I大于1/2的核可看作电荷分布不均匀的自旋球体通常用H谱。∵①H就一个质子，无其它干扰②有机物大都有H，H测出后，结构基本上判断出来了。1H的两种取向代表了两种不同的能级。当无外界磁场时，E相等，磁距相等。当有外界磁场时，两个自旋态的能量不再相等。这时质子有两个取向：

1.能量低的自旋磁场与外磁场同向平行（顺磁场）

2.能量高的自旋磁场与外磁场逆向平行（逆磁场）*这两种自旋取向分别代表不同的某一特定的能量状态。*因原子核不同，质子的磁旋比不同。此式表明氢核由自旋的低能态向高能态跃迁时所需要的能量与外加磁场强度H0成正比。氢核由自旋的低能态向高能态跃迁是质子由低能态“翻转”到高能态它的某个特定能级状态（用磁量子数m表示）。取值为–I…0…+I。即：每一个取向都代表一个能级状态，有一个ms。如：1H核：∵I＝1/2∴m为－1/2和+1/2*即只有当电磁波的辐射能等于1H的能级差时，才能发生1H的核磁共振。扫场用的较多。原子核在两个能级之间的跃迁，从而产生核磁共振现象。*即只有当电磁波的辐射能等于1H的能级差时，才能发生1H的核磁共振。*永久磁铁，磁场强度14000G,频率60MHz；电磁铁，频率1000MHz，频率1000MHz；超导磁铁，频率200MHz以上。频率大，分辩率好、灵敏度高、图谱简单易于分析。扫描线圈用来保证磁铁产生的磁场均匀，并能在一个较窄的范围内连续精确变化。