(优选)第三章核磁共振氢谱耦合与裂分
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核磁氢谱峰的裂分核磁共振氢谱之氢谱解析步骤:由分子式计算其不饱和数。
其中:H:化合物中质子的数目。
X:化合物中卤素原子数目。
N:化合物中三价氮原子数目。
由各组峰面积积分比,计算各组峰代表的相对氢核数目。
若氢谱积分不正确(积分面积比不是整数或者峰的个数不对),则可能:噪声的积分可能被计算了。
饱和效应:由于各类质子的弛豫时间不一致,饱和程度不同,会引起误差,积分面积很难严格的与质子数目成正比。
附近含H少的H弛豫时间长,所以积分小,若将其面积定为1,则附近含H少的H由于弛豫时间短而积分大导致积分大于整数,所以要选择适当的H的面积定为1。
同位素卫星峰:例如氢谱里出现同位素卫星峰。
有互变异构(醛与烯醇之间的互变异构)、旋转(船式和椅式)等,使得H峰个数变多,物质易出现互变异构的话,可以换溶剂、做低温。
溶剂峰出现使峰个数增多。
若分子对称,则面积比成比例减少。
左右一般有水峰,若没有,则可能物质中有活泼H,与水发生了化学交换。
3.由化学位移识别各组峰所代表氢核的性质(即连在什么上的氢):活泼氢可通过其特征化学位移或增宽的信号进行识别(证实活泼氢:对活泼氢可用重水(氘代试剂)交换予以证实(会发生H,D交换使检测物质OH峰消失)或变温(消除化学交换))。
根据化学位移、自旋分裂和偶合常数,详细分析分子中各结构单元的关系(即连起来得到合理结构式,带回去看能否解释所有峰):一张谱图经常有一级类型部分和高级谱图部分,可以由易到难,逐步解析。
对高级图谱,应根据谱图特点识别自旋系统,测量和计算化学位移和偶合常数,画出图解。
根据裂分成几重峰,决定两边连的什么类型的C。
形成一个环也是一个饱和度。
氢键作用和化学交换作用要一起考虑,共同对谱图产生影响(存在竞争):OH峰尖,则OH对有裂分。
OH峰宽(H键),则OH对无裂分。
取代苯环:(1)单取代苯环(在苯环区内有5个H时):(11)等使邻、间、对位氢的值(相对未取代苯)位移均不大的基团。
第三章 核磁共振氢谱参考答案1.5.(5B)谱图中总共有六组峰,峰面积之比为:2:2:1:1:1:1。
由于苯乙烯分子总共8个氢原子,因此峰面积之比即为不同种类氢原子个数之比。
结合苯环氢化学位移为7.27分析,不难得出,从低场到高场这六组峰分别为:7.41(2H, d):芳环上的H ,大致为双峰,表明邻近碳上有一个H ,故为苯环上A ,A’碳上氢原子的信号;7.34(2H,t):同样是芳环上的H ,大致为三重峰,表明邻近碳有两个H ,故为苯环上B ,B’碳上氢原子的信号;7.25(1H,tt):同样是芳环上的H ,根据峰面积只有一个H ,只能是苯环上C 碳上氢原子的信号,与A ,A’碳上氢原子、B ,B’碳上氢原子偶合会产生tt 峰;6.72(1H, dd, J 1=12Hz ,J 2=17Hz):为H x ,化学位移移向低场,3J X-M =17Hz ,3J X-A =12Hz ;5.75(1H , dd, J 1=17Hz ,J 2=2Hz):为H M ,由J 值判断;5.25(1H, dd, J 1=12Hz ,J 2=2Hz):为H A ,由J 值判断;此外,也可通过烯氢被苯环取代后,剩下的三个烯氢原子化学位移为同>顺>反来归属上述三种烯烃氢原子。
60MHz 核磁化学位移δ(ppm ) 300MHz 化学位移(Hz ) 132Hzδ=ଵଷଶு௭ൈଵలൈଵలு௭=2.20 ppm ν=2.20×300×106Hz×10-6=660Hz 226Hzδ=ଶଶு௭ൈଵలൈଵలு௭=3.77 ppm ν=3.77×300×106Hz×10-6=1131Hz 336Hzδ=ଷଷு௭ൈଵల௭ൈଵలு௭=5.60 ppm ν=5.60×300×106Hz×10-6=1680Hz 450Hz δ=ସହு௭ൈଵలൈଵలு௭=7.50 ppmν=7.50×300×106Hz×10-6=2250Hz(5D)从谱图中可知,峰面积之比为1:4:1:1:1:2:1:1:6,峰形较复杂 根据化学位移可知,5.0-6.5 ppm 的信号应该是烯氢所出,3.85 ppm 为与羟基相连CH 的出峰,其它信号为与非吸电原子相连的饱和碳氢所出。