一些常见基团质子的化学位移值
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特征质子的化学位移
特征质子的化学位移由于不同类型的质子化学位移不同，因此化学位移值对于分辨各类质子是重要的，而确定质子类型对于阐明分子结构是十分有意义的。
下表列出了一些特征质子的化学位移，表中黑体字的H是要研究的质子。
特征质子的化学位移质子的类型化学位移质子的类型化学位移RCH30.9ArOH4.5-4.7（分子内缔合10.5～16)R2CH21.3R3CH1.5R2C=CR—OH15～19（分子内缔合）0.22RCH2OH3.4～4R2C=CH24.5～5.9ROCH33.5～4R2C=CRH5.3RCHO9～10R2C=CR—CH31.7RCOCR2—H2～2.7RC≡CH7～3.5HCR2COOH2～2.6ArCR2—H2.2～3R2CHCOOR2～2.2RCH2F4～4.5RCOOCH33.7～4RCH2Cl3～4RC≡CCOCH32～3RCH2Br3.5～4RNH2或R2NH0.5～5（峰不尖锐，常呈馒头形）RCH2I3.2~4ROH0.5～5.5（温度、溶剂、浓度改变时影响很大）RCONRH或ArCONRH5～9.4[1]烷烃甲烷氢的化学位移值为0.23，其它开链烷烃中，一级质子在高场δ≈9处出现，二级质子移向低场在δ≈1.33处出现，三级质子移向更低场在δ≈1.5处出现。
例如：烷烃CH4CH3—CH3CH3—CH2—CH3(CH3)3CHδ0.230.860.860.911.330.910.861.50甲基峰一般具有比较明显的特征，亚甲基峰和次甲基峰没有明显的特征，而且常呈很复杂的峰形，不易辨认。
当分子中引人其它官能团后，甲基、次甲基及亚甲基的化学位移会发生变化，但其δ值极少超出0.7～4-5这一范围。
环己烷的各向异性屏蔽效应[1]环烷烃能以不同构象形式存在，未被取代的环烷烃处在一确定的构象中时，由于碳碳单键的各向异性屏蔽作用，不同氢的δ值略有差异。
例如，在环己烷的椅型构象中，由于C-I上的平伏（图键氢处于C⑵—C⑶键及C⑸—C⑹键的去屏蔽区，而C-I上的直立键氢不处在去屏蔽区，环己烷的各向异性屏蔽效应）。
有机波谱分析知识点
名词解析发色团(chromophoric groups)：分子结构中含有π电子的基团称为发色团，它们能产生π→π*和n→π*跃迁从而你呢个在紫外可见光范围内吸收。
助色团(auxochrome)：含有非成键n电子的杂原子饱和基团本身不吸收辐射，但当它们与生色团或饱和烃相连时能使该生色团的吸收峰向长波长移动并增强其强度的基团，如羟基、胺基和卤素等。
红移(red shift)：由于化合物结构发生改变，如发生共轭作用引入助色团及溶剂改变等，使吸收峰向长波方向移动。
蓝移(blue shift)：化合物结构改变时，或受溶剂的影响使吸收峰向短波方向移动。
增色效应(hyperchromic effect)：使吸收强度增加的作用。
减色效应(hypochromic effect)：使吸收强度减弱的作用。
吸收带：跃迁类型相同的吸收峰。
指纹区（fingerprint region）：红外光谱上的低频区通常称指纹区。
当分子结构稍有不同时，该区的吸收就有细微的差异，并显示出分子特征，反映化合物结构上的细微结构差异。
这种情况就像人的指纹一样，因此称为指纹区。
指纹区对于指认结构类似的化合物很有帮助，而且可以作为化合物存在某种基团的旁证。
但该区中各种官能团的特征频率不具有鲜明的特征性。
共轭效应(conjugated effect)：又称离域效应，是指由于共轭π键的形成而引起分子性质的改变的效应。
诱导效应（Inductive Effects）：一些极性共价键，随着取代基电负性不同，电子云密度发生变化，引起键的振动谱带位移，称为诱导效应。
核磁共振：原子核的磁共振现象，只有当把原子核置于外加磁场中并满足一定外在条件时才能产生。
化学位移：将待测氢核共振峰所在位置与某基准物氢核共振峰所在位置进行比较，其相对距离称为化学位移。
弛豫:通过无辐射的释放能量的途径核由高能态向低能态的过程。
分子离子：有机质谱分析中，化合物分子失去一个电子形成的离子。
丙酮质子的相对化学位移2.1,这种质子共振吸收处于tms的低场
丙酮质子的相对化学位移2.1,这种质子共振吸收处于tms的低场1. 引言1.1 概述丙酮是一种常见的有机溶剂和化工原料，广泛应用于化学合成、药物制造、涂料和染料等领域。
在有机化学研究中，通过核磁共振（NMR）技术可以对丙酮分子进行分析和表征。
其中，丙酮质子的相对化学位移则是一个重要的参数，可以给出关于丙酮分子结构和其它相关性质的信息。
1.2 文章结构本文将首先概述丙酮质子相对化学位移的背景和意义，然后详细介绍质子共振吸收处于三甲基硅烷（TMS）低场下的解释原理。
接着，我们将探讨影响丙酮质子相对化学位移的因素，并通过实验数据分析来验证这些因素在实际情况中的作用。
最后，我们将讨论丙酮质子相对化学位移与其结构之间可能存在的关系，并展望未来研究在此领域中的重要意义。
1.3 目的本文旨在系统地讲解丙酮质子相对化学位移及其相关内容，并深入分析影响丙酮质子相对化学位移的因素。
通过本文的阐述，读者将能够更好地理解丙酮质子相对化学位移与结构之间的关系，并对该领域的未来研究方向有所了解。
以上就是本文章“1. 引言”部分的详细内容，希望能满足您的需求。
如有任何问题，请随时提问。
2. 正文：2.1 丙酮质子的相对化学位移概述在核磁共振（NMR）光谱中，丙酮的质子信号是一个常见的实验信号。
相对化学位移是指某个原子核在强加外磁场下的共振频率与参考物质（通常为四甲基硅烷，简称TMS）的共振频率之比。
丙酮质子的相对化学位移被测定为2.1，在一般实验条件下，这个数值较为稳定。
2.2 质子共振吸收处于TMS的低场解释TMS作为一个标准参考物质，其H-NMR谱图中包含一个定义为零点的信号。
这个信号被定义为0 ppm （部分百万）。
而丙酮所产生的信号出现在更高场（消化位置），意味着它比TMS更受外界磁场影响。
这种低场位移可以通过电荷环境、溶剂效应以及分子构象等因素来解释。
2.3 影响丙酮质子相对化学位移的因素有多种因素会影响丙酮质子相对化学位移。
第三章 核磁共振氢谱2-化学位移
六、 氢键的影响 • 氢键的形成 降低了核外电子云密度，有去屏蔽效应， 使质子的δ值显著增大。δ值会在很宽的范围内变化。
• 随样品浓度的增加，缔合程度增大，分子间氢键 增强，羟基氢δ值增大。
PhOH中酚羟基H的化学位移与浓度的关系：
浓度 δ/ppm 100% 7.45 20% 6.8 10% 6.4 5% 5.9 2% 4.9 1% 4.35
一、 饱和碳上质子的化学位移 甲基 甲基的化学位移在0.7～4ppm之间。
亚甲基（CH2)和次甲基(CH)：1-2ppm Shoolery经验计算： δ ：-CH< = 0.23 + ∑Ci
0.23是甲烷的化学位移值，Ci是与次甲基（亚甲
基）相连的取代基的影响参数（P95，表3.1）。 例：BrCH2Cl Br: 2.33; Cl: 2.53
-CH 2 -NO
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
各类质子的化学位移值范围
• 有机化合物中质子化学位移规律：
饱和碳原子上的质子的 值：叔碳 > 仲碳 > 伯碳 与H相连的碳上有电负性大的原子或吸电子基团 （N, O, X, NO2, CO等）， 值变大。电负性越 大，吸电子能力越强， 值越大。 值：芳氢 > 烯氢 > 烷氢
吸电子诱导效应：去屏蔽效应，化学位移增大 给电子诱导效应：屏蔽效应，化学位移减小
化合物 δ
CH4 0.23
CH3Cl 3.05
CH2Cl2 5.33
CHCl3 7.27
化合物 电负性 δ
C－CH3 C: 2.5 0.7～1.9
N－CH3 N: 3.0 2.1～3.1
氢的化学位移
张而不弛,文武弗能也;弛而不张,文武弗为也,一
34
张一弛,文武之道也
自旋核的核磁矩可以通过成键电子影响邻近磁核是引起自旋－自旋
偶合的根本原因。磁性核在磁场中有不同的取向，产生不同的局部
磁场，从而加强或减弱外磁场的作用，使其周围的磁核感受到两种
或数种不同强度的磁场的作用，故在两个或数个不同的位置上产生
张而不弛,文武弗能也;弛而不张,文武弗为也,一
31
张一弛,文武之道也
杂环芳氢的的化学位移值
杂环芳氢的化学位移受溶剂的影响较大。一般α
位的杂芳氢的吸收峰在较低场
6.30
6.22
7.04
7.75 7.38
O 7.40 N 6.68 H
S 7.29
呋喃
吡咯
噻吩
（CDCl3) （CDCl3) （CDCl3)
B.三键碳上的质子：
C 苯环上的质子:
δ=1.7～3
δ = 6～ 8.5
张而不弛,文武弗能也;弛而不张,文武弗为也,一
13
张一弛,文武之道也
芳环环的上下方为屏蔽区，其它地方为去屏蔽区
张而不弛,文武弗能也;弛而不张,文武弗为也,一
14
张一弛,文武之道也
叁键 ：键轴向为屏蔽区，其它为去屏蔽区。
张而不弛,文武弗能也;弛而不张,文武弗为也,一
去屏蔽效应 ，共振信号移向低场
张而不弛,文武弗能也;弛而不张,文
3
武弗为也,一张一弛,文武之道也
(2). 化学位移的表示方法
化学位移的差别约为百万分之十，精确测量十分 困难，现采用相对数值。以四甲基硅（TMS）为标准 物质，规定：它的化学位移为零，然后，根据其它吸 收峰与零点的相对距离来确定它们的化学位移值。
氢的化学位移
各向异性效应
芳环 叁键 羰基 双键 单键
在分子中处于某一化学键的不同空间位置上的核受到不同的屏 蔽作用,这种现象称为各向异性效应,这是因为由电子构成的化 学键在外磁场的作用下,产生一个各向异性的附加磁场,使得某 些位置的核受到屏蔽,而另一些位置上的核则为去屏蔽.
磁各向异性效应： A.双键碳上的质子
4.2. 不饱和碳上质子的化学位移 炔氢 叁键的各向异性屏蔽作用，使炔氢的化学位移出现在1.6 –3.4ppm范围内.
烯氢
烯氢的化学位移可用Tobey和Simon等人提出的经验公 式来计算： δ = 5.25 + Z同 + Z顺 + Z反 式中常数5.25是乙烯的化学位移值，Z是同碳、顺式 及反式取代基对烯氢化学位移的影响参数。
对于氢谱，根据偶合质子间相隔化学键的数目可分为 同碳偶合（2J），邻碳偶合（3J）和远程偶合（相隔4 个以上的化学键）。一般通过双数键的偶合常数（2J， 4J等）为负值，通过单数键的偶合常数（3J，5J等）为 正值。
同碳质子的偶合常数（2J，J同）
以2J或J同表示，2J一般为负值，但变化范围较大
屏蔽效应
化学位移的根源
磁场中所有自旋核产生感应磁场，方向与外加磁场相反或相同，使 原子核的实受磁场降低或升高，即屏蔽效应。
H核=HO（1-σ ）
其中H核表示氢核实际所受的磁场，σ为屏蔽常数 分类：顺磁屏蔽，抗磁屏蔽
显然，核外电子云密度越大，屏蔽效应越强，要发
生共振吸收就势必增加外加磁场强度，共振信号将移向
预测化合物中各组氢的裂分情况
5.3 偶合常数
偶合常数(用J表示)也是核磁共振谱的重要数据，它与 化合物的分子结构关系密切。偶合常数的大小与外磁 场强度无关。由于磁核间的偶合作用是通过化学键成 键电子传递的，因而偶合常数的大小主要与互相偶合 的二个磁核间的化学键的数目及影响它们之间电子云 分布的因素（如单键、双键、取代基的电负性、立体 化学等）有关。 偶合常数,单位为赫(Hz)
碳谱提供的信息
e. 分子内部作用 分子内氢键使C=O的δ↑ 的 分子内氢键使
7
影响因素
f. γ效应 效应(1,3-效应） 效应） 效应 较大基团对γ-位碳上的氢通过空间有一种挤压作用， 较大基团对 位碳上的氢通过空间有一种挤压作用，使电子 位碳上的氢通过空间有一种挤压作用 云偏向碳原子，使碳化学位移向高场移动，这种效应称为γ-效 云偏向碳原子，使碳化学位移向高场移动，这种效应称为 效 应。
12
5、DEPT谱：改变照射氢核的第三脉冲宽度（ θ ） 、 谱 改变照射氢核的第三脉冲宽度（ 图谱 所测定的13C-NMR图谱 特点： 信号呈单峰分别朝上或向下,可 特点：不同类型13C信号呈单峰分别朝上或向下 可 信号呈单峰分别朝上或向下 识别CH3、CH2、CH、C. 识别 、 常用） 脉冲宽度 θ=135°CH3, CH ↑, CH2↓ （常用） ° θ=90°CH ↑, ° θ=45°CH3, CH2 , CH ↑, 季碳不出现 °
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14
主 要 类 型 碳 核 的 化 学 位 移 值
15
取代基位移规律
16
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常用氘代溶剂的13C-NMR信号的化学位移 信号的化学位移
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习题
分子式： 分子式：C10H10O
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谱学知识介绍
④.常见的二维谱 常见的二维谱
1H-1H
COSY(相互偶合的氢核给出交叉峰 相互偶合的氢核给出交叉峰) 相互偶合的氢核给出交叉峰
a. 碳的杂化方式 δsp3 < δ sp < δ sp2 10-80 60-120 90-200
b. 碳核的电子云密度 电子云密度↑ 电子云密度↑, δ↓ 高场位移
氢的化学位移
屏蔽效应
化学位移的根源
磁场中所有自旋核产生感应磁场，方向与外加磁场相反或相同，使 原子核的实受磁场降低或升高，即屏蔽效应。
H核=HO（1-σ ）
其中H核表示氢核实际所受的磁场，σ为屏蔽常数 分类：顺磁屏蔽，抗磁屏蔽
显然，核外电子云密度越大，屏蔽效应越强，要发
生共振吸收就势必增加外加磁场强度，共振信号将移向
芳环氢的化学位移值
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
9.10
噻吩 吡咯 呋喃 （CDCl3) （CDCl3) （CDCl3)
吡啶 (DMSO)
吲哚 (DMSO)
活泼氢的化学位移值
常见的活泼氢，如-OH、-NH-、-SH、-COOH等基团的质子，在溶 剂中交换很快，并受测定条件如浓度、温度、溶剂的影响，δ值不 固 定在某一数值上，而在一个较宽的范围内变化（表3-9）。活泼氢的 峰形有一定特征，一般而言，酰胺、羧酸类缔合峰为宽峰，醇、酚 类的峰形较钝，氨基，巯基的峰形较尖。用重水交换法可以鉴别出 活泼氢的吸收峰，（加入重水后活泼氢的吸收峰消失）。
4.2. 不饱和碳上质子的化学位移 炔氢 叁键的各向异性屏蔽作用，使炔氢的化学位移出现在1.6 –3.4ppm范围内.
烯氢
烯氢的化学位移可用Tobey和Simon等人提出的经验公 式来计算： δ = 5.25 + Z同 + Z顺 + Z反 式中常数5.25是乙烯的化学位移值，Z是同碳、顺式 及反式取代基对烯氢化学位移的影响参数。
化学位移的根源
磁场中所有自旋核产生感应磁场，方向与外加磁场相反或相同，使 原子核的实受磁场降低或升高，即屏蔽效应。
H核=HO（1-σ ）
其中H核表示氢核实际所受的磁场，σ为屏蔽常数 分类：顺磁屏蔽，抗磁屏蔽
显然，核外电子云密度越大，屏蔽效应越强，要发
生共振吸收就势必增加外加磁场强度，共振信号将移向
芳环氢的化学位移值
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
9.10
噻吩 吡咯 呋喃 （CDCl3) （CDCl3) （CDCl3)
吡啶 (DMSO)
吲哚 (DMSO)
活泼氢的化学位移值
常见的活泼氢，如-OH、-NH-、-SH、-COOH等基团的质子，在溶 剂中交换很快，并受测定条件如浓度、温度、溶剂的影响，δ值不 固 定在某一数值上，而在一个较宽的范围内变化（表3-9）。活泼氢的 峰形有一定特征，一般而言，酰胺、羧酸类缔合峰为宽峰，醇、酚 类的峰形较钝，氨基，巯基的峰形较尖。用重水交换法可以鉴别出 活泼氢的吸收峰，（加入重水后活泼氢的吸收峰消失）。
4.2. 不饱和碳上质子的化学位移 炔氢 叁键的各向异性屏蔽作用，使炔氢的化学位移出现在1.6 –3.4ppm范围内.
烯氢
烯氢的化学位移可用Tobey和Simon等人提出的经验公 式来计算： δ = 5.25 + Z同 + Z顺 + Z反 式中常数5.25是乙烯的化学位移值，Z是同碳、顺式 及反式取代基对烯氢化学位移的影响参数。
有机波普分析 4
114 -4.5
120 +2.5
JH-H
B 电子效应： 电子效应： 甲基，饱和碳和不饱和碳的亚甲基的 2JHH , 随取代基 甲基， 电负性的增加而向正向变化． 电负性的增加而向正向变化．
CH4
2
CH3OH -10.8
CH3F -9.67
JH-H -12.4
H2C
CH2
H2C
N
C(CH3)3
H2C
CH3CH3 CH2=CH2 0.96 5.25
CH3CH3 0.96
CH2=CH2 5.25
例子: 例子:
Hb Ha
1.01
Ha
Hb
0.85
1.01
1.01
A α=1.27，β= 0.85
B α=1.23，β= 0.72
单键
特点:碳碳单键也有抗磁各向异性效应,但较弱. 特点:碳碳单键也有抗磁各向异性效应,但较弱.
井冈山风景
桂林风情
屏蔽作用与化学位移
2 共轭效应
由于邻对位氧原子的存在， 由于邻对位氧原子的存在， 右图中双氢黄酮的芳环氢ab 右图中双氢黄酮的芳环氢ab ppm.通 的化学位移为 6.15 ppm.通 常芳环氢化学位移大于7 常芳环氢化学位移大于7 ppm.
3 碳原子的杂化状态
与氢相连的碳原子从 SP3 > SP2>SP. 其中 S 电子的成分从 25% 增加到 33%, 与相 应的氢原子共振向低场移动. 应的氢原子共振向低场移动
3J HH =
8.4 Hz
CH3CH2OH
3J =7.0 HH
Hz
H H H C C H H H
3J HH =
8.0 Hz
H H H H O O
波谱分析报告报告材料习的题目
波谱分析习题一、选择题DCCBB DAB一、选择题1 下面五种气体不吸收红外光的是( )A. CH3ClB. CH4C. CO2D. N2。
2 有一种含氮的药物如用红外光谱判断它是否为腈类物质主要依据的谱带范围为A. 1500一1300cm-lB.3000—2700cm-1C.2400—2100cm-1D.1900—1650cm-1E. 3300—3000cm-13. 峰的裂分数反应的是相邻碳原子上的质子数因此化合物BrCH2-CHBr2中-CH2-基团应该表现为A单峰B四重峰 C. 两重峰D. 三重峰。
4紫外光谱中观察到230-270nm有多个精细结构的弱吸收峰可能是含有以下哪种基团A. 烷基B. 苯环C. 双烯D. 羰基。
5某化合物红外光谱在3600-3200cm-1有两个中等强度的尖峰可能含有下列哪种基团A. -OHB.NH2C. –C=ND. –C=C6计算化合物C8H10O的不饱和度是A. 7B.6C. 5D. 4。
7. 处于高能级的核将其能量及时转移给周围分子骨架中的其它核从而使自己返回到低能态称为A. 纵向弛豫B. 横向弛豫C. 核磁共振D. 拉莫进动。
8. 下列化合物按化学位移值的从大到小的顺序排列正确的是A. CH3Br >CH3Cl> CH4> CH3I;B. CH3F >CH3Cl> CH3I> CH4C. CH4> CH3I > CH3Cl > CH3Br;D. CH3I > CH4> CH3Cl > CH3F.二、填空题1. 1/22. C=O3. 助色团红移增色4. 偶极矩5. 低四甲基硅烷TMS12大能级分裂核磁共振棱镜光栅振动能级1的原子呈核电荷均匀分布的球体有磁矩产生核磁共振吸收。
比较C=C和C=O键的伸缩振动谱带强度更大者是。
3. 有一些含有n电子的基团本身没有生色功能但当它们与生色团相连时就会发生n—π共轭作用增强其生色能力这样的基团称为即使得最大吸收波长λmax 同时伴随效应。
13CNMR 核磁共振碳谱化学位移总览表==
4.4 13C NMR的自旋偶合及偶合常数
4.4.1 13C－1H的自旋偶合 13C-13C偶合的几率很小（13C天然丰度1.1%）；
13C- 1H偶合；偶合常数1JCH：100-250 Hz；峰裂分；谱图复杂；
去偶！！！
4.4.2 13C—X的自旋偶合
1.13C－19F的偶合常数
19F对13C的偶合也符合n＋1规律，其偶合常数1JCF的数值很大，并 为负 值，1JCF为－150－360Hz（在谱图上以绝对值存在）、2JCF为20－60Hz、 3JCF为4－20Hz、4JCF为0－5Hz。
5.13C－15N的偶合常数
由于15N的天然丰度很小，只有14N的0.37％，因此13C与15N 直接相连的概率很低，偶合常数也很小。一般13C与15N的偶合常数 在1－15Hz。
4.5 核磁共振碳谱解析及应用 4.5.1 核磁共振碳谱谱图解析程序
13C NMR谱的解析并没有一个成熟、统一的程序，应该根 据具体情况，结合其他物理方法和化学方法测定的数据，综合 分析才能得到正确的结论。
INEPT谱中不出现季碳 的信号 CH3和CH为正峰，而CH2为 负峰
只出现CH的正峰
CH3、CH2、CH为正值
2)DEPT法
DEPT谱中也不出 现季碳的信号
DEP－45°谱，CH3、CH2和 CH的峰均为正峰 DEPT－90°谱，只出现 CH的正峰 DEPT－135°谱，CH3和 CH为正峰，而CH2的峰为 负
3．能给出不连氢碳的吸收峰 在1H NMR中不能直接观察到C=O、C=C、C≡C、C=N、季
碳等不连氢基团的吸收信号，只能通过相应基团的化学位移值、 分子式不饱和度等来判断这些基团是否存在。而13C NMR谱可直 接给出这些基团的特征吸收峰。由于碳原子是构成有机化合物 的基本元素，因此从13C NMR谱可以得到有关分子骨架结构的信 息。
核磁共振波谱法 2
9
自旋偶合与自旋裂分
如果H 邻近没有其他质子， 共振条件为： 如果Ha邻近没有其他质子，则Ha共振条件为：
ν0 = [γ / (2π ) ](1- σ)H0 π
由公式9-6和9-8 由公式 和
邻近有H 存在， Ha邻近有Hb存在，Hb 在外磁场中有两 种自旋取向，相应产生两种自旋磁场， 种自旋取向，相应产生两种自旋磁场，对Ha 核有干扰。 核有干扰。
O CH 3 H 3C C N CH 3
O H H 3C C N H
与手性碳相连的CH2的两个氢化学不等价。 的两个氢化学不等价。 ⑷ 与手性碳相连的
H2 R1 R C C R2 R3
H 2 CH 3 R 1 C C C R2 CH 3 R 3
自旋体系的分类
核磁共振氢谱谱图分分为一级谱和高级谱（不要求） 核磁共振氢谱谱图分分为一级谱和高级谱（不要求）。 高级谱 一级谱的特征： 一级谱的特征：
22
谱Байду номын сангаас解析的步骤 (3)已知分子式，计算不饱和度 已知分子式，
2x + 2 − y Ω= 2
23
(4)利用化学位移确定各吸收峰所对应的 氢核类型
谱图解析的步骤
（5）根据重峰数、偶合常数及峰形确定基团的连接关系 根据重峰数、 利用n+1规律） n+1规律 （利用n+1规律） 结合元素分析、红外光谱、紫外光谱、质谱、 ( 6) 结合元素分析 、 红外光谱 、 紫外光谱 、 质谱、 13 C 核 磁共振谱和化学分析的数据推导化合物的结构。 磁共振谱和化学分析的数据推导化合物的结构。 (7)仔细核对个组信号的化学位移和偶合常数与推定的结 7)仔细核对个组信号的化学位移和偶合常数与推定的结 构是否相符，必要时， 构是否相符，必要时，找出类似化合物的共振谱进行 比较， 比较，进而确定化合物的结构式 。
化学位移
化学位移
1.化学位移是由于电子的屏蔽作用，核磁共振吸收位置的移动。
2.化学位移的绝对值差异很小，因此很难精确测量。
因此，需要选择一种标准物质，将其NMR吸收峰的位置设为零，用相对数值表示法来表示化合物吸收峰的位置。
3.常用的标准物质为四甲基硅烷（TMS），化学位移=0。
原因：
（1）TMS为对称分子，四个甲基上所连H化学环境相同，属于化学等价质子，其吸收峰只有一个；
（2）硅与碳属于同一主族元素，电负性相差不大，TMS中的质子所受屏蔽作用较大，共振吸收峰出现在高场。
4.绝大多数有机物中质子所受屏蔽效应比TMS 小，吸收峰处于低场，在TMS吸收峰的左侧。
5.影响化学位移的因素
(1) 电负性：
吸电子基团使得H核周围的电子云密度降低，屏蔽效应减小，化学位移值增大；
给电子基团使得H核周围的电子云密度升高，屏蔽效应增大，化学位移值减小。
(2) 值会随着H核与吸电子基团距离的增大而减小。
（可理解为：H核距离吸电子基团越远，H核周围电子云密度降低得越少，屏蔽效应越大，化学位移越小）
总结：
(1)化学位移与H核周围的电子云密度有关，可根据H核周围的电子云密度判断化合物吸收峰与标准物质吸收峰的位置关系。
(2)屏蔽区的质子向高场化学移动；未掩蔽区域中的质子化学移动到低场。
(3)高场位于参考材料的右侧，低场位于参考材料的左侧。
例如：卤素原子为吸电子基团，H核周围的电子云密度降低，屏蔽效应减小，化学位移值增大，位于低场，在标准物质吸收峰的左边。
祝各位小伙伴们端午节快乐！过节也不忘学习哦~~~。
不同类型质子的化学位移甲基
而重现的测定，一般采用核磁共振峰间共振频率差异去测定。所以核
磁共振谱峰的位置均以标准物质的共振峰为参比，用相对数值表示化
学位移（Δν, δ）。通常最常采用的参比物质是四甲基硅烷（TMS）。
二、化学位移标准物质和化学位移的表示
四甲基硅烷（TMS）具有以下优点：
1. 硅的电负性（1.9）比碳的电负性（2.5）小，TMS上的氢和碳核 外电子云密度相对较高，产生较大的屏蔽效应，其位置出现于高磁场 处。
1. 共振频率差(Δν,Hz)：
v v样品 - v标准 2 B0 标准 - 样品
共振频率差(Δν,Hz)与外磁场强度B0成正比。同一样品的同一磁性核 用不同MHz仪器测得的共振频率差不同。如我们假定一个峰在300 MHz仪器上对于频率为1200 Hz，如果换作600 MHz的仪器，我们 指定的峰将会是2400 Hz的位置。
二、化学位移标准物质和化学位移的表示
2. 化学位移常数(δ 值)
v样品 v标准 v标准
106
v 106 v0
标准 样品 106 1 标准
标准 样品
106
δ 值只取决于测定核与标准物质参比核间的屏蔽常数差，即反映原子 核所处的化学环境，而与外磁场强度无关。如在300 MHz仪器上的 化学位移为1200 Hz/300 MHz = 4，在600 MHz的仪器上化学位 移为2400 Hz/600 MHz = 4。
共轭取代基可使与之共轭结构中的价电子分布发生改变，从而引起质
子的化学位移变化。如醛基（-CHO）与苯环间呈吸电子共轭效应，
使苯环上总的电子云密度减少，苯环上各质子δ 值都大于未取代苯上
质子的δ值。
核磁共振氢谱解析
原子核的进动
在磁场中，原子核的自旋取向有2I+1个。各个取向由一个自旋量子 数m表示。
磁旋比：1H=26753， 2H=410 7，13C= 6726弧度/秒 高斯
N
2 H0 H0
自旋角速度ω，外磁场H0，进动频率ν
共振条件
原子核在磁场中发生能级分裂，在磁场的垂直方向上加小交变电场， 如频率为v射，当v射等于进动频率ν ，发生共振。低能态原子核吸收 交变电场的能量，跃迁到高能态，称核磁共振。
1H
13C
19F 31P
60.000 MHZ 15.086 MHZ 56.444 MHZ 24.288 MHZ
对于1H 核，不同的频率对应的磁场强度：
射频 40 MHZ 60 100 200 300 500 磁场强度 0.9400 特斯拉 1.4092 2.3500 4.7000 7.1000 11.7500
化学等价
处于相同化学环境的原子 — 化学等价原子
化学等价的质子其化学位移相同，仅出现一组 NMR 信号。
化学不等价的质子在 NMR 谱中出现不同的信号 组。
例1：CH3-O-CH3 例2：CH3-CH2-Br 例3：(CH3)2CHCH(CH3)2 例4：CH3-CH2COO-CH3 一组NMR 信号 二组NMR信号 二组NMR 信号 三组NMR 信号
试比较下面化合物分子中 Ha Hb Hc 值的大小。
CH3 CH3-O-CH2-C-CH3
a b
Cl
c
b>a>c
电负性较大的原子，可减小H原子受到的屏蔽作用，引起 H原子向低场移动。向低场移动的程度正比于原子的电负
性和该原子与H之间的距离。
氢谱解析
核磁共振波谱
核磁共振波谱
所谓核磁共振是指处在外磁场中的物质 原子核系统受到相应频率（兆赫数量级的射 频）的电磁波作用时，在其磁能级之间发生 的共振跃迁现象。检测电磁波被吸收的情况 就可以得到核磁共振波谱。根据核磁共振波 谱图上共振峰的位置、强度和精细结构可以 研究分子结构。
核磁共振基本原理 １．核磁共振现象的产生
取向为m=+1/2的核，磁矩方向与B0方向一致，其能量为：
E＋1/2=-gNμNmB0=-1/2gNμNB0=-hγB0/4π
取向为m=-1/2的核，磁矩方向与B0方向相反，其能量为：
E-1/2=-gNμNmB0=1/2gNμNB0=hγB0/4π
磁核的两种不同取向代表两个不同的能级， m=+1/2，核处 于低能级，m=－1/2，核处于高能级。 ⊿E= E-1/2- E+1/2=γhB0/2π
(1) 各种基团中质子化学位移值的范围 化学位 移是利用核磁共振推测分子结构的重要依据， 了解并记住各种类型质子化学位移分布的大致 情况，对于初步推测有机物结构类型十分必要。
羧 酸
烯 醇 醛 芳香烃
烯烃
炔烃 XCHn CCHn 2 1 0
14 13 12 11 10
9
8
7
6
5
4
3
（2）1H化学位移的数据表和经验公式
１）原子核的基本属性 原子核有自旋运动，在量子力学中用自旋量子数I描述核的 运动状态。 表１ 各种核的自旋量子数
质量数 质子数 偶数 偶数 奇数 偶数 奇数 偶数 奇数 中子数 偶数 奇数 奇数 偶数 自旋量子数I ０ n/2(n=2,4,…) n/2(n=1,3,5…) 典型核
12C, 16O 2H,14N 1H,13C,19F,31P,15N
核磁共振波谱
所谓核磁共振是指处在外磁场中的物质 原子核系统受到相应频率（兆赫数量级的射 频）的电磁波作用时，在其磁能级之间发生 的共振跃迁现象。检测电磁波被吸收的情况 就可以得到核磁共振波谱。根据核磁共振波 谱图上共振峰的位置、强度和精细结构可以 研究分子结构。
核磁共振基本原理 １．核磁共振现象的产生
取向为m=+1/2的核，磁矩方向与B0方向一致，其能量为：
E＋1/2=-gNμNmB0=-1/2gNμNB0=-hγB0/4π
取向为m=-1/2的核，磁矩方向与B0方向相反，其能量为：
E-1/2=-gNμNmB0=1/2gNμNB0=hγB0/4π
磁核的两种不同取向代表两个不同的能级， m=+1/2，核处 于低能级，m=－1/2，核处于高能级。 ⊿E= E-1/2- E+1/2=γhB0/2π
(1) 各种基团中质子化学位移值的范围 化学位 移是利用核磁共振推测分子结构的重要依据， 了解并记住各种类型质子化学位移分布的大致 情况，对于初步推测有机物结构类型十分必要。
羧 酸
烯 醇 醛 芳香烃
烯烃
炔烃 XCHn CCHn 2 1 0
14 13 12 11 10
9
8
7
6
5
4
3
（2）1H化学位移的数据表和经验公式
１）原子核的基本属性 原子核有自旋运动，在量子力学中用自旋量子数I描述核的 运动状态。 表１ 各种核的自旋量子数
质量数 质子数 偶数 偶数 奇数 偶数 奇数 偶数 奇数 中子数 偶数 奇数 奇数 偶数 自旋量子数I ０ n/2(n=2,4,…) n/2(n=1,3,5…) 典型核
12C, 16O 2H,14N 1H,13C,19F,31P,15N