核磁共振谱图解析汇总.共38页文档

1 J AB [( 1 4 ) ( 6 8 )] 3
1 2 3
5 6 4 7 8 9
νA
ν
B
8条谱线
C、AMX系统 (一级图谱)
A
B X
D、ABX系统
1 3 2 4 5 67 8 10 9
11 12
13 14ຫໍສະໝຸດ （1）、最多可有14 条谱线； （2）、AB有8条，好 像有两个AB系统，即 每组4条； （3）、X部分有6条， 其中2条强度弱，不易 看到，只看到4条 强度几乎相等的谱线；
A、峰的数目 不再符合（n+1）规则；
B、峰组内的各峰的相对强度 不再是（X+1）n展 开项的系数；
C、裂分峰的间隔并不相等；
D、化学位移δ 值与J值往往不能从谱图上直接得 到，需要通过适当的计算才能得到。
3、高级谱与一级谱的区别 （1）、高级谱一般情况下，峰的数目超过由n+1规 律计算的数目；
（2）高级谱峰组内各峰之间的相对强度关系复杂；
C、AA’ BB’系 统
A A A B
4、常见的一些高级谱图 （1）、单取代苯
R
AA’ BB’C 系统
A、取代基没有强烈的屏蔽或去屏蔽效应时，可出现 5个芳氢的单峰； B、取代基有强烈的屏蔽或去屏蔽效应时，如苯乙酮， 这种取代基常造成邻位质子移向高场或低场，图上出 现两个质子的多重峰及三个质子的多重峰。
3、考虑分子的对称性； 4、分析每个峰组的δ 、J ； 5、组合可能的结构式； 6、对推出的结构式进行“指认”。
C8H11N
CH3CO2CHCH3
CH2CH2OCOCH3
H3C
CO2CH2CH3
（3）、邻位二取代
A A
AA’ BB’系统

对比
2. 谱图解析与结构(1)确定
化合物 C10H12O2
3
2 2
5
8
7
6
5
4
3
2
1
0
谱图解析与结构确定步骤
=1+10+1/2(-12)=5
δ 3.0和δ 4.30三重峰和三重峰 O—CH2CH2—相互偶合峰
δ 2.1单峰三个氢，—CH3峰 结构中有氧原子，可能具有：
δ 7.3芳环上氢，单峰烷基单取代
δ2.3 δ1.2 2H 3H
结构(3)确定过程
化合物 C10H12O2， =1+10+1/2(-12)=5
a. δ 2.32和δ 1.2—CH2CH3相互偶合峰 b. δ 7.3芳环上氢，单峰烷基单取代
c. δ 5.21—CH2上氢，低场与电负性基团相连
哪个正确 a O
b
CH2 C O CH2CH3 A
质子a与质子b 所处的化学环境不 同，两个单峰。 单峰：没有相邻碳 原子（或相邻碳原 子无质子）
质子b直接与吸电子元素相连，产生去屏蔽效应，峰在低 场（相对与质子a ）出现。
质子b也受其影响，峰也向低场位移。
谱图解析（ 3 ）
裂分与位移
谱图解析（ 4 ）
苯环上的质子在低场出现。为什么？ 为什么1H比6H的化学位移大？
最后解析：芳烃质子和其它质子
• 活泼氢D2O交换，解析消失的信号 • 由化学位移，偶合常数和峰数目用一级谱解析
• 参考 IR，UV，MS和其它数据推断解构
• 得出结论，验证解构
1. 谱图解析（1）
6个质子处于完全相同的化学环境，单峰。 没有直接与吸电子基团（或元素）相连，在高场出现。

核磁共振谱图解析
41、实际上，我们想要的不是针对犯 罪的法 律，而 是针对 狂的 法律。 ——马 克·吐温 42、法律的力量应当跟随着公民，就 像影子 跟随着 身体一 样。— —贝卡 利亚 43、法律和制度必须跟上人类思想进 步。— —杰弗 逊 44、人类受制于法律，法律受制于情 理。— —托·富 勒
45、法律的制定是为了保证每一个人 自由发 挥自己 的才能 ，而不 是为了 束缚他 的才能 。—— 罗伯斯 庇尔
31、只有永远躺在泥坑里的人，才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克

下图是两个例子
经验学习
21
在核磁管里加入1-2滴重水即可将活泼氢交换掉
HDO
活泼氢
经验学习
22
CH3(CH2)15CH2CH2SH
经验学习
23
氟对氢的偶合
氟对氢的偶合在核磁中是经常碰见的，并且 利用此规律可以解决和验证很多芳香环上取代基 的取代位置问题。
参考下面的列表和谱图:
经验学习
24
1H和19F的耦合常数
2
S 5
J(3-4)=3.3-4.1
3 4
J(2-4)=1.0-1.5
J(2-5)=2.8-3.5
4 5N
6N2
J(4-5)=4-6 J(2-5)=1-2 J(2-4)=0-1 J(4-6)=?
经验学习
6
如何计算耦合常数
经验学习
7
经验学习
8
如何利用耦合常数来区分异构体
Ha Hb
CH3COO
OCOCH3
7-13
9-12
(R是脂肪链基团)
经验学习
12
经验学习
13
经验学习
14
经验学习
15
经验学习
16
经验学习
17
经验学习
18
经验学习
19
经验学习
20
重水交换
重水交换是在核磁管里加入1-2滴重水,摇匀,再做谱图会发 现活泼氢消失.
1) ROH; RNH2; R2NH; ArOH; ArSH; ArNH2; RSO3H; RCOOH; RNH2.HCl的活泼氢是比较容易交换;
2) RACrCOOHN; RHCRO的N活H泼2; A氢rC有O时N比H2较; R难CO交N换H,R特`;别A是rC醛ON氢H,这Ar时; 候在

9
SKLF
最大增强效果
NOE max 1 γirr = ( ) 2 γobs 1 267 .5 = ( ) = 1.998 2 67.28
total predicted int ensity (max) = 1 + NOE max NOE max
在C-13 和H-1的相互作用中,这种效应是积极的；激发 H可以增强C原子的信号强度. 对于去耦的13C谱图来说，NOE的确是很有利的。 NOE 实质上增强了13C的灵敏度 (S/N ratio，信噪比)
15
SKLF
图4-2.7 1-丙醇的离共振去耦的13C 谱图.
16
SKLF
4-2.9 一些谱图等价碳原子的例子
图4-2.8 2,2-二甲基丁烷 质子去耦合13C NMR 谱图
17
SKLF
图4-2.9 环己醇的质子去耦合13C NMR 谱图
18
SKLF
图4-2.10 环己烯的质子去耦合13C NMR 谱图
间二苯 苯环上C的基本的化学位移值为 128.5 ppm. ipso 临 间 对 CH3 8.9 0.7 -0.1 -2.9
CH3
1 6 5 4 3 2
CH3
C1 = 基本值+本位+间 =128.5+8.9+(-0.1) =137.3 ppm C2 = 基本值+临+临 =128.5+0.7+0.7 =129.9 ppm C3=C1 C4 = 基本值+临+对 =128.5+0.7+(-2.9) =126.3 ppm C5 = 基本值+间+间 =128.5+(-0.1)+(-0.1) =128.3 ppm C6=C4 C1, C2, C4, 和 C5 的测量值分别是137.6, 130.0, 126.2 和 128.2 ppm.

6H
4H
C4H10O的核磁共振谱
第24页/共68页
解： U 2 2 4 10 0，饱和脂肪族化合物。 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
a1.13 三重峰 3H CH2CH3
δ烯氢（反式）=5.28+0.68+0+1.02=6.98（与6.71相近） δ烯氢（顺式）=5.28+0.68+0.33+0=6.29 所以，该化合物的结构式为：
O
CH3 CH2 O C C
H
H C
C
O
O CH2 CH3
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例6 由下述NMR图谱，进行波谱解析，给出未知化合物的 结构及自旋系统。 （1）已知未知化合物的分子式为C4H10O，核磁共振图谱如 图所示：
氢分布：a: b:c:d:e=6H (1.8cm)：1H(0.3cm)：2H(0.6cm)： 2H(0.6cm)： 2H(0.6cm)
a1.22 二重峰 6H CH (CH3 )2
b 2.80 七重峰 1H Ar CH (CH3)2
b 1.55 1.33( Ar) 2.88
d 6.60 二重峰 2H e 7.03 二重峰 2H
例3 一个未知物的分子式为C9H13N。δa1.22(d)、 δb2.80(sep)、 δc3.44(s)、 δd6.60(m，多重峰)及δe7.03(m)。核磁共振氢谱如 图，试确定结构式。
4H
1H
6H
2H
C9H13N的核磁共振氢谱
第15页/共68页

2 3
H N 5 4
J(2-3)=2-3 J(3-4)=3-4 J(2-4)=1-2 J(2-5)=1.5-2.5
4 5 6 N N 2
如何计算耦合常数
如何利用耦合常数来区分异构体
Ha
CH3COO H2
Hb
OCOCH3 Βιβλιοθήκη 1HaHb H1 OCOCH3
or
CH3COO H2
A
B
Ha CH3COO H2
CH3 H2 C O 1 2 CH CH3 H2 C O 3 H3 C
在前手性化合物当中如：
两个乙基是化学
等价的，而2与3两个亚甲基中CH2的两个氢是不等价的， 由此化学位移不同，两个氢同碳偶合,又受邻位CH3的偶 合若无谱线重叠，此CH2可以观察到十六条谱线。
请看下面的谱图：
用NOESY方法对异构体的鉴别 方法对异构体的鉴别
重水交换
重水交换是在核磁管里加入1-2滴重水,摇匀,再做谱图 会发现活泼氢消失. 1) ROH; RNH2; R2NH; ArOH; ArSH; ArNH2; RSO3H; RCOOH; RNH2.HCl的活泼氢是比较容易交换; 2) RCOH; RCONH2; ArCONH2; RCONHR`; ArCONHAr; ArCONHR的活泼氢有时比较难交换,特别是醛氢,这时候在 加完重水后可以用电吹风加热一下,稍等片刻再进行检测.. 会发现活泼氢明显减少或消失.但谱图会发现水峰信号增强. 在CDCl3中此时HDO峰会在4.8 ppm的位置. 下图是两个例子
1H
氢谱是最常见的谱图。 核磁共振氢谱能提供重要的结构信息： 化学位移 耦合常数及峰的裂分情况 峰面积——峰面积与氢的数目成正比，所以 能定量的反应氢核的信息

五.解析去偶13C-NMR谱，推断化合物C14H20O2结构
5：1：2：3：6：3；
C h e m N M R C -1 3 E s t im a t io n
2 0 .3 1 2 8 .1 1 2 5 .2 2 9 .3 6 6 .4 2 9 .2 1 2 5 .4 1 4 7 .1 5 1 .7 1 2 8 .1 1 2 5 .2 2 9 .3
三.Giganto的结构
3’ 4’ 5’
2’ 1’ 6’ b a 5 4 3 6 1 2
结构分析
HNMR(CDCl3) ： 2.78(4H,m) 两个亚甲基上氢δ 3.72(3H,S) 为左边苯环上的甲氧 基上氢δ 3.80(3H,S)为右边苯环上的甲氧基 上氢δ 5.10(2H,brs) 为两个羟基上氢δ 6.29(3H,m) 为右边苯环上的氢δ 6.62(1H,d )、6.66(1H,dd)、 6.84(1H,d)为左边苯环上的氢δ CNMR(CDCl3) ： 144.1(C-1) 106.6(C-2) 160.6(C-3) 99.0(C-4) 156.6(C-5) 108.1(C-6) 38.7(C-a) 37.1(C-a’) 133.7(C-1‘) 114.2(C-2‘) 146.2(C-3‘) 143.4(C-4‘) 111.2(C-5‘) 121.0(C-6‘) 55.8,55.2(2OCH3)
四.根据H-NMR谱推断C8H8O2的结构。
• 不饱和度UN＝5； • 分子中有四类质子，峰积分比： 1∶2∶2∶3； • 化学位移为9.87，单峰为醛基质子的信号， UN＝1； • 7.8, 7.0 为芳环氢对称结构， UN＝4；两个Ha和两个Hb 的信号成为典型谱线。 • 3.87单峰为甲氧基的质子信号，-OCH3 ； • 上图是对—茴香醛的图谱， 7.27单峰为氯仿质子的信号 • 因为邻位甲氧基的十M效应比间位醛基的一M效应大，所 以Ha比苯的小一些。邻位醛基的一M效应比间位甲氧基的 十M效应大，所以Hb比苯的大。

精品课件
活泼氢
与O、S、N相连的氢是活泼氢. 切记想看活泼氢一 定选择氘代氯仿或DMSO做溶剂. 在DMSO中活泼氢的出 峰位置要比CDCl3中偏低场些.活泼氢由于受氢键、浓 度、温度等因素的影响，化学位移值会在一个范围内 变化.有时分子内氢键的作用会使峰型变得尖锐.后面 附注一些常见活泼氢的核磁谱图。
下图是两个例子
精品课件
在核磁管里加入1-2滴重水即可将活泼氢交换掉
HDO
活泼氢
精品课件
CH3(CH2)15CH2CH2SH
精品课件
氟对氢的偶合
氟对氢的偶合在核磁中是经常碰见的， 并且利用此规律可以解决和验证很多芳香环上取 代基的取代位置问题。
参考下面的列表和谱图:
精品课件
1H和19F的耦合常数
Cl
OH Cl
a`
c` b`
精品课件
1H-1H NOESY
精品课件
• 解析：两个通过氢谱难以辨别此化合物是哪个 OH
结构，但用过NOESY可以看到叔丁基只c和a一个a 氢
b
有NOE相关信号，所以可以确定结构为 C l
OH
Cl
如果结构是
a`
a`,b`两
c` b`
那么叔丁基应该与
个氢有NOE相关信号。
OCOCH3
or
H1
A
3J=A+BcosΦ+Ccos2Φ
Ha Hb CH3COO
H2
B
H1 OCOCH3
3JHH
H Φ
H
C
0°
90 180° Φ
A：H1和H2与Ha（Hb）构成的两面角相同，则3J1a(b)与3J2a(b)相同 B：H1和H2与Ha（Hb）构成的两面角不同，则3J1a(b)与3J2a(b)不同

OH CH 3 CH 3
2
1
CH 3
吡啶溶液
O H3C CH 3
2
1
资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
4. 去偶法（双照射）
第二射频场 H2
υ2
Xn（共振）
AmXn系统
消除了Xn对的Am偶合
Hb Ha Hc Hb C C C Br
Hb Ha Hc
照射 Ha
照射 Hb
资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
a. δ 2.32和δ 1.2—CH2CH3相互偶合峰 b. δ 7.3芳环上氢，单峰烷基单取代
c. δ 5.21—CH2上氢，低场与电负性基团相连
哪个正确? a O
b
CH2 C O CH2CH3 A
正确：B
a
Ob
为什么? CH2 O C CH2CH3 BΒιβλιοθήκη 料仅供参考,不当之处，请联系改正。
谱图解析与结构(4)
5. 位移试剂 (shift reagents)
稀土元素的离子与孤对电子配位后，相邻元素上质子的 化学位移发生显著移动。 常用：Eu（DPM）3 [三—（2,2,6,6—四甲基）庚二酮—3,5]铕
H 2H 2H 2H 2H 2 HO CCCCCC3H
OH
OH
资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
三、谱图解析
δ 2.1单峰三个氢，—CH3峰 结构中有氧原子，可能具有：
δ 7.3芳环上氢，单峰烷基单取代
O C CH3
正确结构：
a b Oc
CH 2CH 2OC CH 3
δ3.0 δ 4.30 δ2.1
资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
谱图解析与结构(2)确定