第三章 核磁共振氢谱 习题
一、判断题
[1] 核磁共振波谱法与红外吸收光谱法一样，都是基于吸收电磁辐射的分析法。
[2] 质量数为奇数，核电荷数为偶数的原子核，其自旋量子数为零。
[3] 自旋量子数I=1的原子核在静磁场中，相对于外磁场，可能有两种取向。
[4] 氢质子子在二甲基亚砜中的化学位移比在氯仿中要小。
[5] 核磁共振波谱仪的磁场越强，其分辨率越高。
[6] 核磁共振波谱中对于OCH3、CCH3和NCH3，NCH3的质子的化学位移最大。
[7] 在核磁共振波谱中，耦合质子的谱线裂分数目取决于临近氢核的个数。
[8] 化合物CH3CH
2OCH(CH
3)
2的1H NMR中，各质子信号的面积比为9:2:1。
[9] 核磁共振波谱中出现的多重峰是由于临近核的核自旋相互作用。
[10] 化合物Cl2CH—CH
2Cl的核磁共振波谱中，H的精细结构为三重峰。
[11] 苯环和双键氢质子的共振频率出现在低场是由于π电子的磁各向异性效应。
[12] 氢键对质子的化学位移影响较大，所以活泼的氢的化学位移在一定范围内变化。
[13] 不同的原子核核产生共振条件不同，发生共振所必须的磁场强度B0和射频频率υ不同。
[14] (CH3)
4Si分子中1H核共振频率处于高场，比所有有机化合物中的1H核都高。
[15] 羟基的化学位移随氢键的强度变化而移动，氢键越强，化学位移值就越小。
二、选择题（单项选择）
[1] 氢谱主要通过信号特征提供分子结构信息，以下选项中不是信号特征的是（ ）。
A. 峰的位置 B. 峰的裂分 C. 峰高 D. 积分线高度
[2] 以下关于“核自旋弛豫”的标书中，错误的是（ ）。
A. 没有弛豫，就不会产生核磁共振 B. 谱线宽度与弛豫时间成反比
C. 通过弛豫，维持高能态核的微弱多数 D. 弛豫分为纵向弛豫和横向弛豫
[3] 具有以下自旋量子数的原子核中，目前研究最多用途最广的是（ ）。
82 Univ. Chem. 2019, 34 (1), 82−88
收稿：2018-06-08；录用：2018-06-29；网络发表：2018-07-11 *通讯作者，Email: baiyinjuan@ 基金资助：陕西省精品资源共享课程；西北大学本科教育质量提升计划项目(JX17111) •师生笔谈• doi: 10.3866/PKU.DXHX201806008
活泼氢的核磁共振氢谱
杨婕，张世平，孙伟，白银娟*
西北大学化学与材料科学学院，合成与天然功能分子化学教育部重点实验室，西安 710127
摘要：核磁共振氢谱是有机化合物结构表征中最常使用的波谱方法之一，提供了有机化合物质子的化学位移、积分
面积和耦合裂分等信息。常见的活泼氢是与氧、氮和硫共价相连的氢原子，存在着快速交换机制，与碳上的氢有显
著的差异。在不同条件下活泼氢化学位移不固定、峰形多变并且耦合裂分情况复杂。本文探讨了如何通过核磁共振
氢谱解析活泼氢，培养学生对谱图进行观察、分析以及结构推导的能力。
关键词：核磁共振氢谱；活泼氢；
中图分类号：G64；O656
Proton Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy of Active
Hydrogen
YANG Jie, ZHANG Shiping, SUN Wei, BAI Yinjuan *
Key Laboratory of Synthetic and Natural Functional Molecule Chemistry of Ministry of Education, College of Chemistry and Materials Science, Northwest University, Xi’an 710127, P. R. China. Abstract: Proton nuclear magnetic resonance spectroscopy is one of the most commonly used spectral methods for the characterization of organic compounds. It provides proton information on chemical shifts, integral areas, and coupling splits of organic compounds. The common active hydrogen is a hydrogen atom covalently linked to oxygen, nitrogen, or sulfur. There is rapid active proton exchange which makes significant difference from other carbon-linked hydrogen. Under different conditions, the chemical shift of active hydrogen is not fixed, the peak shape is variable and the coupling split is complicated. In order to cultivate students' practical ability on observing, analyzing and structure characterizing, active hydrogen identification by proton nuclear magnetic resonance spectroscopy was discussed in the article. Key Words: Proton nuclear magnetic resonance spectroscopy; Active hydrogen
核磁共振-氢谱作业
1，按顺序说明 δ 0~14 各类质子的化学位移范围。
2，什么是化学位移?影响 1 H 化学位移的主要因素有哪些?
3，简述自旋偶合和自旋裂分的原理,在化合物结构解析中有何用处?
4，将下列化合物中甲基 1 H 化学位移值从大到小排列。
HN(CH3) 2 , CH3 Cl,CH3 OCH3 , O=C(CH3 )2 , CH3 F,, CH3 CH2 OCH2 CH3 ,
C(CH3 )4 ,ph-CH3
5, 计算下列化合物各组氢的 δ 值。
6, 说明下列化合物的自旋系统, 各组质子的偶合关系,裂分峰数目。
7, 对邻硝基苄醇 (C7 H7 NO3 ) 的 1 H-NMR 图谱进行指认,说明为什么不是
对或间硝基苄醇。
8, 根据给出的数据, 推测分子结构式。分子式 C5 H10 O , δ= 0.95 (6H,d),
δ = 2.10 (3H,s), δ = 2.43 (1H,m)。
9, 根据下面给出的 1 H-NMR 图 (A、B), 按照自旋系统, 结合化学位移,
推测 A 和 B 的结构。
10, 未知物分子式为 C5H10O2 , 1H-NMR 谱如下,推导其结构。
核磁共振氢谱 解析图谱的步调
核磁共振氢谱核磁共振技术发展较早，20世纪70年代以前，主要是核磁共振氢谱的研究和应用。70年代以后，随着傅里叶变换波谱仪的诞生，13C—NMR的研究迅速开展。由于1H—NMR的灵敏度高，而且积累的研究资料丰富，因此在结构解析方面1H—NMR的重要性仍强于13C—NMR。 解析图谱的步调 1.先观察图谱是否符合要求;①四甲基硅烷的信号是否正常;②杂音大不大;③基线是否平;④积分曲线中没有吸收信号的地方是否平整。如果有问题，解析时要引起注意，最好重新测试图谱。 2.区分杂质峰、溶剂峰、旋转边峰(spinning side
bands)、13C卫星峰(13C satellite peaks) (1)杂质峰：杂质含量相对样品比例很小，因此杂质峰的峰面积很小，且杂质峰与样品峰之间没有简单整数比的关系，容易区别。 (2)溶剂峰：氘代试剂不成能达到100%的同位素纯度(大部分试剂的氘代率为99-99.8%)，因此谱图中往往呈现相应的溶剂峰，如CDCL3中的溶剂峰的δ值约为7.27 ppm处。 (3)旋转边峰:在测试样品时，样品管在1H-NMR仪中快速旋转，当仪器调节未达到良好工作状态时，会出现旋转边带，即以强谱线为中心，呈现出一对对称的弱峰，称为旋转边峰。 (4)13C卫星峰：13C具有磁距，可以与1H偶合发生裂分，称之为13C卫星峰，但由13C的天然丰度只为1.1%，只有氢的强峰才干观察到，一般不会对氢的谱图造成干扰。 3.根据积分曲线，观察各信号的相对高度，计算样品化合物分子式中的氢原子数目。可利用可靠的甲基信号或孤立的次甲基信号为尺度计算各信号峰的质子数目。 4.先解析图中CH3O、CH3N、 、CH3C=O、CH3C=C、CH3-C等孤立的甲基质子信号，然后再解析偶合的甲基质子信号。 5.解析羧基、醛基、分子内氢键等低磁场的质子信号。 6.解析芳香核上的质子信号。 7.比较滴加重水前后测定的图谱，观察有无信号峰消失的现象，了解分子结构中所连活泼氢官能团。 8.根据图谱提供信号峰数目、化学位移和偶合常数，解析一级类型图谱。 9.解析高级类型图谱峰信号，如黄酮类化合物B环仅4，-位取代时，呈现AA,BB,系统峰信号，二氢黄酮则呈现ABX系统峰信号。 10.
