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第四章 核磁共振波谱法氢谱 第四节

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核磁共振波谱法之氢谱解析

核磁共振波谱法之氢谱解析

1 .6 a峰为 3H 0.6 1 .0 b峰为 2H 0 .6 10 .5 c峰为 1H 0 .6
二、核磁共振氢谱前的要求： 1、样品纯度应>98％。 2、选用良溶剂； 3、样品用量：CW仪器一般样品需10mg左右，否则信号弱， 不易获得正常图谱。FT-NMR仪器，样品量由累加次数确 定(一般只需要几个毫克即可)； 4、推测未知物是否含有酚羟基、烯醇基、羧基及醛基等， 以确定图谱是否需扫描至δ10以上；
②氢分布：
③ a 2.42 单峰 3H CH 3 CO 而不是与氧相连（CH3-O-的δ 为3.5~3.8）
d 7.35 单峰 5H 单取代苯，与烃基直接 相连
④由分子式中扣除CH3-CO-及C6H5-，余C2H2Br2而c、d皆 为二重峰，而化学位移δb4.91、 δc5.33，说明存在着-CHBrCHBr-基团。 ⑤结构式： 综上所述，未知物结构式为：
2
氢分布：a：b=2.1cm：1.4cm=3：2，因为分子式中氢总 数为10，因此a含6个氢，b为4个氢。
3.38 1.13 60 19.1 10, 一级偶合系统。 J 7.1
a 1.13 三重峰 3H CH 2 CH 3
b 3.38 （化学位移移向低场） 四重峰 2H OCH 2 CH 3
第五节
核磁共振氢谱的解析
要求：
1、掌握核磁共振氢谱中峰面积与氢核数目的 关系； 2、掌握核磁共振氢谱的解析步骤； 3、熟悉并会解析一些简单的核磁共振氢谱。
一、谱图中化合物的结构信息 1、核磁共振氢谱提供的信息：由化学位移、偶合常数 及峰面积积分曲线分别提供含氢官能团、核间关系及氢 分布等三方面的信息。具体如下： （1）峰的数目：标志分子中磁不等价质子的种类，多少种；

第四章-核磁共振波谱法-氢谱-第四节

第四章-核磁共振波谱法-氢谱-第四节

自旋偶合和自旋裂分讨论：
（1）、通常自旋偶合作用传递三个单键
Ha Hb Hc HCC C H
HHH
a-b、b-c之间有自旋偶合 a-c之间自旋偶合可忽略 同碳上的自旋偶合最大
（2）、核的化学等价与磁等价
1. 化学等价：具有相同位移值的核称为化学等价核，具 有相同的化学环境。
2. 磁等价：具有相同位移值、并且对组外的其他核的偶
2. 峰的强度(面积)比：
6：1：1
O
3. 峰的位移：δ = 1.2 （-CH3） δ = 2.4 （-CH）
HO C CH CH3
δ = 11.6 （-COOH） 4. 峰的裂分数：6:1:1
CH3
二、谱图解析实例
1. 区别一些化合物 很多化合物用其它方法不好区分 例 丙酮CH3COCH3 和丁酮CH3CH2COCH3 CH3COCH3 ：6个H在同一化学环境中，一组单峰 CH3CH2COCH3: 8个H在三种不同环境中, 三组峰 三 四重峰 单峰
b组：6H×2/6=2H
c组：6H×1/6=1H
（3）质子有三种类型，化学位移分别为a=1， b=2.4， c=9.8
（4）跟据峰裂分情况分析
Ha Hb
为三重峰,它与2个H原子相邻 为四重峰,它与三个H原子相邻
据裂分情况和化学位 移，判断为-CH2CH3
（5）分子式为C3H6O 可能的结构CH3CH2 CHO （6）验证
2. 推测化合物结构
例：下图是C3H6O核磁共振图谱，三组吸收峰 的值分别为9.8，2.4和1ppm。试推测结构。
3
2
a
1
c
b
9.8 2.4
1
0
（1）先计算不饱和度 =1+3+（0-6）/2=1

核磁共振波谱法

核磁共振波谱法

核磁共振波谱法核磁共振（NMR）波谱是一种基于特定原子核在外磁场中吸收了与其裂分能级间能量差相对应的射频场能量而产生共振现象的分析方法。

核磁共振波谱通过化学位移值、谱峰多重性、偶合常数值、谱峰相对强度和在各种二维谱及多维谱中呈现的相关峰，提供分子中原子的连接方式、空间的相对取向等定性的结构信息。

核磁共振定量分析以结构分析为基础，在进行定量分析之前，首先对化合物的分子结构进行鉴定，再利用分子特定基团的质子数与相应谱峰的峰面积之间的关系进行定量测定。

带正电荷的原子核在作自旋运动时，可产生磁场和角动量，其磁性用核磁矩µ表示，角动量P的大小与自旋量子数I有关（核的质量数为奇数，I为半整数；核的质量数为偶数，I为整数或0），其空间取向是量子化的；µ也是一个矢量，方向与P的方向重合，空间取向也是量子化的，取决于磁量子数m的取值（m=I, I-1,……-I，共有2I+1个数值）。

对于1H、13C 等I =1/2 的核，只有两种取向，对应于两个不同的能量状态，粒子通过吸收或发射相应的能量在两个能级间跃迁。

当自旋量子数I≠0的磁核处于一个均匀的外磁场H0中时，磁核因受到磁场的作用力而围绕着外磁场方向作旋转运动，同时仍然保持本身的自旋。

这种运动方式称为拉摩进动。

原子核的进动频率由下式决定：其中γ为旋磁比，是原子核的基本属性之一。

不同原子核的γ值不同，其值越大，核的磁性越强，在核磁共振中越容易被检测。

如果提供一个射频场，其ν满足：其中h为普朗克常数，则：即射频场的频率正好等于在磁场H0中的核进动频率，那么核就能吸收这一射频场的能量，导致在两个能级间跃迁，产生核磁共振现象。

核磁共振波谱是一专属性较好但灵敏度较低的分析技术。

低灵敏度的主要原因是基态和激发态的能量差非常小，通常每十万个粒子中两个能级间只差几个粒子（当外磁场强度约为2 T 时）。

核磁共振波谱仪常见的有两类核磁共振波谱仪：经典的连续波（CW）波谱仪和现代的脉冲傅里叶变换（PFT）波谱仪，目前使用的绝大多数为后者。

04-核磁共振氢谱-总PPT课件

04-核磁共振氢谱-总PPT课件

质量数 原子序数 自旋量子数I
偶数
偶数
0
偶数
奇数
1，2，3….
奇数
奇数或偶数 1/2；3/2；5/2….
.
6
表 常见核的核磁共振数据
核 天然丰度% 自旋量子数I 磁矩μ/μ0
1H 99.985
1/2
4.83724
磁旋比
共振频率/MHz
γ / 107rad·s-1·T-1 （H0=2.3488T）
26.7519
三氯乙酸
CCL3COOH
二氧六环
P-C2H6O2
环己烷
C6H12
四氯化碳
CCl4
二硫化碳
CS2
二氯甲烷
CH2Cl2
7.27
76.9
2.05
206,29.1
4.0**
/
2.5
39.6
7.20
128.0
3.34,4.11
49.0
7.18,7.57,8.57 149.9,135.5,123.5
2.31,7.10
(3)Ｉ＝1/2的原子核 1H，13C，19F，31P
原子核可看作核电荷均匀分布的球体，并象陀螺一样自
旋，有磁矩产生，是核磁共振研究的主要对象，C，H也是有
机化合物的主要组成元素。 .
9
讨论:
在1950年，Proctor等研究发现：质子的共振频率与其结 构（化学环境）有关。在高分辨率下，吸收峰产生化学位移 和裂分，如右图所示。
.
15
表4-3 常见溶剂及其化学位移
名称
分子式
化学位移/ppm*
1H
13C
氯仿-d1
CHCl3- d1
丙酮- d6

核磁共振波谱法

核磁共振波谱法

核磁共振波谱法一、概述早在1924年Pauli就预见某些原子核具有自旋和磁矩的性质，它们在磁场中可以发生能级的分裂。

1946年美国科学家布洛赫(Bloch，斯坦福大学)和珀塞尔（Purcell，哈佛大学）分别发现在射频区（频率0.1～100MHz,波长1～1000m）的电磁波能与暴露在强磁场中的磁性原子核(或称磁性核或自旋核)相互作用,引起磁性原子核在外磁场中发生核自旋能级的共振跃迁,从而产生吸收信号,他们把这种原子对射频辐射的吸收称为核磁共振(nuclear magnetic resonance spectroscopy,NMR)，他们也因此分享了1952年的诺贝尔物理奖。

所产生的波谱，叫核磁共振（波）谱。

通过研究核磁共振波谱获得相关信息的方法，称为核磁共振波谱法。

NMR和红外光谱、紫外—可见光谱相同之处是微观粒子吸收电磁波后发生能级上的跃迁，但引起核磁共振的电磁波能量很低,不会引起振动或转动能级跃迁,更不会引起电子能级跃迁。

.1949年，Kight第一次发现了化学环境对核磁共振信号的影响，并发现了信号与化合物结构有一定的关系。

而1951年Arnold等人也发现了乙醇分子由三组峰组成，共振吸收频率随不同基团而异，揭开了核磁共振与化学结构的关系。

1953年出现了世界上第一台商品化的核磁共振波谱仪。

1956年，曾在Block实验室工作的Varian制造出第一台高分辩率的仪器，从此，核磁共振波谱法成了化学家研究化合物的有力工具，并逐步扩大其应用领域。

七十年代以后，由于科学技术的发展，科学仪器的精密化、自动化，核磁共振波谱法得到迅速发展，在许多领域中已得到广泛应用，特别在有机化学、生物化学领域中的研究和应用发挥着巨大的作用。

八十年代以来，又不断出现新仪器，如高强磁场的超导核磁共振波谱仪，脉冲傅里叶变换核磁共振波谱仪，大大提高灵敏度和分辨率，使灵敏度小的原子核能被测定；计算机技术的应用和多脉冲激发方法的采用，产生二维谱，对判断化合物的空间结构起重大作用。

第四章 氢谱

第四章 氢谱

各向异性效应
化合物中非球形对称的电子云，如 π电子系统，对邻近质 子会附加一个各向异性的磁场，即这个附加磁场在某些区 域与外磁场 B0的方向相反，使外磁场强度减弱，起抗磁性 屏蔽作用，而在另外一些区域与外磁场 B0方向相同，对外 磁场起增强作用，产生顺磁性屏蔽的作用。 通常抗磁性屏蔽作用简称为屏蔽作用，产生屏蔽作用的区 域用“ + ”表示，顺磁性屏蔽作用也称作去屏蔽作用，去 屏蔽作用的区域用“ -”表示。
磁等价
如果两个原子核不仅化学位移相同（ 即化学等价），而且还以相同的耦合常数与 分子中的其他核耦合，则这两个原子核就是磁等价的。 乙醇分子中甲基的三个质子有相同的化学环境，是化学等价的，亚甲基的两个质 子也是化学等价的。同时，甲基的三个质子与亚甲基每个质子的耦合常数都相等 ，所以三个质子是磁等价的，同样的理由，亚甲基的两个质子也是磁等价的。 对位取代苯2，Ha和 Ha’ ，Hb和 Hb’ 是化学等价的，但 Ha与 Hb是间隔三个键的 2 邻位耦合（3J ），Ha’ 与 Hb是间隔五键的对位耦合（5J ），所以它们不是磁等 价的；同样，处于取代基 Y 邻位的 Hb和 Hb 也是化学等价，但不是磁等价的。 如果是对称的三取代苯3，则 Ha和 Ha’ 是磁等价的，因为它们与 Hb都是间位耦 3 合（4J），耦合常数相等。
1H
是有机化合物中最常见的同位素，1H NMR 谱是有机物结构解 析中最有用的核磁共振谱之一。
核磁共振氢谱
6
4 4 4
提供的结构信息： δ、J、峰的裂分情况和峰面积
氢化学位移 δ
1.
化学位移值能反映质子的类型以及所处的化学环境，与分子 结构密切相关
2. 3.
δ (TMS)=0
τ(TMS)=10

核磁共振氢谱高中化学

核磁共振氢谱高中化学
核磁共振氢谱(NMR)是一种通过核磁共振效应来确定分子中氢原子的位置和数量的方法。

它是一种非常有用的工具，可用于确定化合物的结构、纯度和反应机制。

核磁共振氢谱常用于有机化学领域，特别是在药物研究中。

在核磁共振氢谱中，样品被置于一个强磁场中，其中的氢原子会发生共振。

该样品接收到一系列辐射，其频率与每个氢原子周围的化学环境有关。

这些信号可以通过计算机辅助分析进行解读，以确定分子中不同氢原子的位置和数量。

核磁共振氢谱通常用于确定分子中的键结构、官能团和立体构型。

通过观察信号的位置、强度、形状和旋转有关的信息，可以确定化合物的键合作用类型和氢原子的环境。

这些数据可以与化合物库中的相应数据进行比较，以确定化合物的身份。

总之，核磁共振氢谱是一种强大的工具，使化学家能够确定分子的结构、纯度和反应机制。

它是有机化学研究中不可或缺的分析方法。

《核磁共振氢谱》课件


芳烃的氢谱解析
芳烃的氢谱特征
芳烃的氢谱峰形较复杂，有多个峰，且峰与峰之间的距离较近。
芳烃的氢谱解析要点
根据峰的数量和位置，确定芳烃的类型和碳原子数；根据峰的强度 和形状，确定氢原子的类型和数量。
实例分析
以苯为例，其氢谱有多个峰，分别对应于不同位置上的氢原子。
PART 04
氢谱解析中的常见问题与 解决策略
偶合常数
当两个氢原子之间的距离足够近时， 它们的核磁共振信号会发生偶合，导 致峰分裂成双重峰。偶合常数是衡量 两个氢原子之间距离的指标。
氢谱解析的一般步骤
确定峰的位置和强度
根据核磁共振氢谱中的峰位置和强度，可以推断出分子中氢原子 的类型和数量。
确定氢原子的连接关系
通过分析峰的偶合常数，可以确定氢原子之间的连接关系，从而确 定分子的结构。
峰的简化问题
总结词
峰的简化问题是指某些情况下氢谱峰的数量过多，使得解析变得复杂。
详细描述
在某些情况下，由于分子结构中存在多个等效氢原子，会产生大量的重叠峰。这增加了氢谱解析的难 度。解决策略包括利用分子对称性来简化氢谱，以及利用去偶技术来消除某些峰的干扰，从而使得氢 谱更加简洁明了。
解析中的不确定性问题
多核共振技术
总结词
多核共振技术能够同时研究多个原子核的相 互作用和动态行为，有助于更全面地了解分 子结构和化学反应过程。
详细描述
多核共振技术是一种新兴的技术，它通过同 时研究多个原子核的相互作用和动态行为， 能够提供更全面、更深入的分子结构和化学 反应过程信息。这一技术的应用，将有助于 推动化学、生物学、物理学等领域的发展， 为解决复杂体系的研究提供新的手段。
2023-2026
ONE

第四章 核磁共振-氢谱


4.1.3 核的回旋和核的共振
当一个原子核的核磁矩处于磁场HO中，由于核自身的旋 转，而外磁场又力求它取向于磁场方向，在这两种力的作用 下，核会在自旋的同时绕外磁场的方向进行回旋，这种运动称 为Larmor进动。
自旋量子数( I ) 1/2 没有外磁场时，其自旋磁距取向是混乱的 在外磁场H0中，它的取向分为两种(2I+1=2) 一种和磁场方向相反，能量较高 (E=μH0) 一种和磁场方向平行，能量较低 ( E= 0)
前言 过去50年，波谱学已全然改变了化学家、生物学家和生 物医学家的日常工作，波谱技术成为探究大自然中分子内部 秘密的最可靠、最有效的手段。NMR是其中应用最广泛研 究分子性质的最通用的技术：从分子的三维结构到分子动力 学、化学平衡、化学反应性和超分子集体、有机化学的各个 领域。 1945年 Purcell（哈佛大学） 和 Bloch（斯坦福大学） 发现核磁共振现象，他们获得1952年Nobel物理奖。 1951年 Arnold 发现乙醇的NMR信号，及与结构的关 系。 1953年 美国Varian公司试制了第一台NMR仪器。
4.2.4 核磁共振图谱
CHCl3
低场
向左
（δ 增大）
磁场强度
向右
（δ 减小）
高场
图3-5 乙醚的氢核磁共振谱
4.3. 氢的化学位移
4.3.1 化学位移
在一固定外加磁场(H0)中，有机物的1H核磁共 振谱应该只有一个峰，即在:
= E / h = · ( 1/2)· H0
分子中各种质子（原子核）由于所处的化学环 境不同，而在不同的共振磁场下显示吸收峰的 现象，称为化学位移，表示：δ/ppm。
核磁共振的条件:
ΔE = h v迴= h v射= hH0/2π 或 v射= v迴= H0/2π

核磁共振波谱法-氢谱


级E1向高能级E2跃迁,所需能量为： △E=E2－E1= B0 -(-B0) = 2 B0 △E与核磁矩及外磁场强度成正比，外加磁场 B0越大，能级分裂越大，△E越大。
无磁场 (简并） m= -1/2 E2= +B0 △E=2 B0 m= +1/2 E1= - B0
由式 E = -B0及图可知1H核在磁场 中，由低能
= 0.99999
处于低能级的核数比高能态核数多十万分之一, 而NMR信号就是靠这极弱过量的低能态核产生的
若以合适的射频照射处于磁场的核，核吸收能量 后，由低能态跃迁到高能态，其净效应是吸收能 量，产生共振信号。 若高能态核不能通过有效途径释放能量回到低能 态，低能态的核数越来越少，一定时间后， N(-1/2)=N(+1/2)，这时不再吸收，核磁共振信号消失， 这种现象为“饱和”。 必须通过核自旋弛豫来保持低能态的核的数目占 微弱多数。 据波尔兹曼定律，提高外磁场强度，降低工作温 度，可减少 N(-1/2) / N(+1/2)值,，提高观察NMR信号 的灵敏度。
仪器组成：
1、永久磁铁：提供外磁场， 要求稳定性好，均匀，不均匀 性小于六千万分之一。 2、射频振荡器：线圈垂直于 外磁场，发射一定频率的电磁 辐射信号。60MHz至600MHz或 更高。 3、射频信号接受器（检测 器）：当质子的进动频率与辐 射频率相匹配时，发生能级跃 迁，吸收能量，在感应线圈中 产生毫伏级信号。
26.75 6.73 -2.71 25.18 10.84
核自旋能级分布和驰豫：
(一)核自旋能级分布
1H核在磁场作用下,被分裂为m=+1/2和
m=-1/2两个能级，处在低能态核和处于高能态 核的分布服从波尔兹曼分布定律：
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二、谱图解析实例
1. 区别一些化合物 很多化合物用其它方法不好区分 例 丙酮CH3COCH3 和丁酮CH3CH2COCH3 CH3COCH3 ：6个H在同一化学环境中，一组单峰 CH3CH2COCH3: 8个H在三种不同环境中, 三组峰 三 四重峰 单峰
2. 推测化合物结构

例：下图是C3H6O核磁共振图谱，三组吸收峰 的值分别为9.8，2.4和1ppm。试推测结构。
由于在外磁场中 X 核两种取向的几率近似相等，所以 两个裂分峰的强度近似相等。在 A 核受到 X 核干扰的同 时，X 核也受到来自 A 核同样的干扰，也同样被裂分成两 重峰，所以自旋—自旋耦合是磁核之间相互干扰的现象和 结果。
自旋偶合和自旋裂分讨论：
（1）、通常自旋偶合作用传递三个单键
Ha Hb Hc H C H C H C H H



（ 4）裂分峰之间的峰面积或峰强度之比符合二项展开式 各项系数比的规律。（a+b）n n为相邻氢核数
n=1 （a+b）1
n=2 （a+b）2 n=3 （a+b）3
1︰ 1
1︰ 2 ︰ 1 1︰ 3 ︰ 3 ︰ 1
（5）氢核邻近有两组偶合程度不等的H 核时，其 中一组有n个，另一组有n’个，则这组H 核受两 组 H 核自旋偶合作用，谱线裂分成(n+1)(n’+1) 重峰。偶合程度相同时，谱线裂分成（n+n’+1)。
6个 H 化学等价 磁等价
自旋体系的分类
强偶合：/J 小于6 高级NMR图谱 二级图谱 表示方式：ABC、KLM等连续的字母表示。 弱偶合：/J 大于6 一级NMR图谱 且为磁全同核时 表示方式：AMX等不连续的字母表示。 磁等价的核表示方式：A2、B3连续的字母表示。 磁不等价、而化学等价的核表示方式：AA’ 、BB’、AA’BB’。
考察一个自旋核 A ，如果 A 核相邻没有其他 自旋核存在，则 A 核在核磁共振谱图中出现一个 吸 收峰 。 峰的位 置 ，即 共振频 率由 = E/h=B0 （1-）/2决定。
如果 A 核邻近有另一个自旋核 X 存在，则 X核自旋产生的小磁场 B 会干扰 A 核。
若 X 核的自旋量子数 I =1/2，在外磁场 B0 中 X 核有 两种不同取向 m = +1/2 和 m = -1/2，它们分别产生两个 强度相同（ B ），方向相反的小磁场，其中一个与外磁场 方向 B0 相同，另一个与 B0 相反。这时 A 核实际受到的磁 场强度不再是 B0（1-），而是［B0（1-）+ B ］和［B0 （1-）-B］，因此 A 核的共振频率应为： 1=E/h=[B0（1-）+ B]/2 2=E/h=[B0（1-）-B]/2 这就是说，A 核原来应在频率 位置出现的共振吸收 峰不再出现，而在这一位置两侧各出现一个吸收峰 1和 2， 即 A 核受到邻近自旋量子数为 1/2 的 X 核干扰后，其吸 收峰被裂分为两重峰。
能的范围.
4. 根据化学位移鉴别质子的类型.
5. 根据裂分峰数目可推断相邻的质子数目 和可能存在的基团 .以及各基团之间的连 接顺序 6.合理组合,了解最可能的结构式 7. 结合 UV 、 IR 、 MS 检查结构式 . 并与标准 谱图对照进行验证
例1 . 已知某有机化合物的化学式为:C9H12，其质子的NMR 波谱图如下：
5H
不饱和度：U=4
1H
6H TMS
8.0
7.0
6.0
5.0
δ /ppm
4.0
3.0
2.0
1.0
0
1.峰的数目：3 2.峰的强度(面积)比：5：1：6, 3.峰的位移：δ =～1.2,（-CH3）, =～3.1,（-CH）, =～7.2,（苯环上的H） 4.峰的裂分数：1；7；2
H C CH3 CH3
5. 推断上化合物可能为丙酸甲酯 (乙酸乙酯)
O CH3 CH2C - O CH3
6. 验证
O CH3C - O CH2 CH3
O CH3 CH2C - O CH3 δ 0.9-1.2 2.34 δ3.5-3.8 理论范围 δ 1.15 2.3 3.6 测定值
反证：会不会为
7. 与标准图谱比较
O CH3C - O CH2 CH3

（3）峰面积
在核磁共振波谱中，各峰的面积与质子的 数目成正比。 通过核磁共振谱不仅能区分不同类型的质 子，还能确定不同类型质子的数目。

第六节 核磁共振氢谱的解析
一、 解析化合物结构的一般步骤
1. 获取试样的各种信息和基本数据 尽量多地了解待鉴定样品的来源,物理、化学性 质.化学分析结果.最好确定其化学式(一般可用质谱 法) n3 n1 n 2. 根据分子式计算不饱和度. 2 3. 根据积分曲线计算各峰所代表的氢核数和最大可
由于偶合常数的大小与磁场强度无关，主要与 原子核的磁性和分子结构有关（如氢核之间的 化学键数目、化学键的性质、取代基的电负性、 分子立体结构等）。可以根据J大小及其变化规 律，推断分子的结构和构象。 通过单键传递的氢核偶合随键数的增加很快变 弱，通过双键、三键传递的偶合比单键有效的 多。环上引入杂原子之后偶合常数变化较大。 偶合常数的大小明显的取决于分子的空间构象。
O CH 3 C - CH 3
一组单峰
CH3 - CH=CH-OH
四组峰 丙烯醇，四组峰
CH 2= CHCH2OH
d. 与标准图谱比较
例2 化合物C4H8O2的红外吸收光谱图在 1730cm-1 处有一强吸收峰，核磁共振图谱上有三组吸收峰 δ3..6单峰（ 3H）， δ2.3四重峰（ 2H）， δ1.15三重 峰（3H）。推断其结构 解：1. 计算不饱和度 ，Ω=1+4+（0-8）/2=1，可 能有双键C=C或C=O 2. 从红外图谱得知，1730cm-1处有强吸收峰.说明 有羰基 C=O， 3. 三重峰与四重峰最合理的组合-CH2CH3 三重峰-CH3 相邻2个H，四重峰-CH2相邻3个H 4. 单峰的三个质子，说明有一个-CH3 ，相邻无质 子,与CH2CH3分开的.
H2
NO2 H H NO2 H H
H1
F1
CCBiblioteka H2F1H2F2H1 H2 H 化学等价, 磁等价 2
H H H H H
H1 H2 F2 化学等价, 磁不等价
H H C CH3 H3C C C H Cl H H与 H 3 化学等价 磁不等价
CH3-CH2H
4个 H 化学等价, 磁等价
6个 H 化学等价, 磁等价
例：

判断下列化合物有几组峰，几重峰 CH3CH2OH CH2ClCH2CHBr2 CH3CH2OH 三组峰 三 四 单峰 CH2ClCH2CHBr2 三组峰 三 六 三重峰
二 偶合常数
自旋偶合产生峰裂分后，裂分峰之间的间距称为偶合常数， 用J表示，单位为Hz。 J值大小表示氢核间相互偶合作用的强弱。与化学位移不同， 不因外磁场的变化而变化，受外界条件的影响也很小。偶合 常数有以下规律： （1） J 值的大小与 B0无关。影响 J值大小的主要因素是原子 核的磁性和分子结构及构象。因此，偶合常数是化合物分子 结构的属性。 （ 2 ）简单自旋偶合体系 J值等于多重峰的间距，复杂自旋偶 合体系 需要通过复杂计算求得。 J J J
例2. 某有机化合物的元素分析结果表明其分子式为：C4H8O2， 经核磁共振波谱分析得到如下数据： 1.2 2.4 11.6 化学位移 δ(ppm) 裂 分 峰 双重峰 七重峰 单重峰 6 1 1 积分面积 请分别指出各波谱峰的归属并判断该有机化合物的结构。 解答： 1. 峰的数目：3 不饱和度：U=1 O 2. 峰的强度(面积)比： 6：1：1 3. 峰的位移：δ = 1.2 （-CH3） C CH3 CH HO δ = 2.4 （-CH） δ = 11.6 （-COOH） CH3 4. 峰的裂分数：6:1:1
氢核吸收峰的裂分是因为分子中相邻氢核 之间发生了自旋相互作用，这种自旋核之 间的相互作用称为自旋—自旋偶合。 自旋偶合不影响核磁的化学位移，但会使 共振吸收峰发生裂分，使谱线增多，称为 自旋－自旋裂分。 自旋裂分可以为结构解析提供更多的信息。

偶合是裂分的原因，裂分是偶合的结果。
自旋－自旋偶合的原理:

-3
-
+
+3
H0
（3）自旋偶合作用力通过成键的价电子传递，偶合常 数值的大小与两组不同氢核之间相隔的化学键有关。 相隔键数越小，J值越大，一般相隔4个单键以上的J 趋近于零，但在共轭 π键存在下仍能观察到自旋现 象。 （4）两组氢核相互偶合的J值必然相等，即：Jab=Jba （5）氢核相互偶合的值变化很大，为1-50 。 通过双 数键偶合的为负值，用2J, 4J…表示，使用时用绝对 值；通过单键偶合的J为正值，用1J, 3J…表示。 （6）H 与H 的偶合常数可分为同碳偶合常数 、 邻碳 偶合常数 、 运程偶合常数 、 芳香族及杂原子化合 物偶合常数等（参考书上内容，P.120-P.128）。
2 1 c 9.8 2.4 b 1 0 3
a
（1）先计算不饱和度 =1+3+（0-6）/2=1 可能有双键，C=C或C=O （2）根据峰积分线高度求出各种类型H的数目 三组峰 a组：6H×3/6=3H b组：6H×2/6=2H c组：6H×1/6=1H （3）质子有三种类型，化学位移分别为a=1， b=2.4， c=9.8 （4）跟据峰裂分情况分析 据裂分情况和化学位 Ha 为三重峰,它与2个H原子相邻 移，判断为-CH2CH3 Hb 为四重峰,它与三个H原子相邻
（5）分子式为C3H6O 可能的结构CH3CH2 CHO （6）验证 a .丙醛不饱和度为 Ω=1合理，符合计算结果 b. 用验证各基团a=1， b=2.4， c=9.8。 查得：-CH3=1~2， -CH2CO=2.3~2.4，-CHO=9~10 c. 用反证法验证，分子式为C3H6O的可能结构