第十四章核磁讲解
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1、解释下列名词(1)屏蔽效应和去屏蔽效应屏蔽效应:绕核电子在外加磁场的诱导下,产生与外加磁场方向相反的感应磁场,使原子核实受磁场强度稍有降低,这种核外电子及其他因素对抗外加磁场的现象称为~。
去屏蔽效应:当次级磁场的磁力线与外磁场一致时,使得处于此空间的质子实受外磁场强度增加,这种效应为~。
(不定)(2)自旋偶合和自旋分裂自旋偶合是核自旋产生的核磁矩间的相互干扰,又称为自旋-自旋偶合。
自旋分裂是由自旋偶合引起共振峰分裂的现象,又称为自旋-自旋分裂。
(3)化学位移和偶合常数由于屏蔽效应的存在,不同化学环境的氢核的共振频率(进动频率,吸收频率)不同,这种现象称为化学位移。
当自旋体系存在自旋-自旋偶合时,核磁共振谱线发生分裂。
由分裂所产生的裂距反映了相互偶合作用的强弱,称为偶合常数。
(4)化学等价核和磁等价核在核磁共振谱中,有相同化学环境的核具有相同的化学位移,这种有相同化学位移的核称为化学等价。
分子中一组化学等价核(化学位移相同)与分子中的其他任何一个核都有相同强弱的偶合,则这组核为磁等价核。
2、略3、为什么强照射波照射样品,会使NMR信号消失,而UV与IR吸收光谱法则不消失?4、为什么用δ值表示峰位,而不用共振频率的绝对值表示?为什么核的共振频率与仪器的磁场强度有关,而偶合常数与磁场强度无关?由于屏蔽常数很小,不同化学环境的氢核的共振频率相差很小,要精确测量其绝对值较困难,并且屏蔽作用引起的化学位移的大小与外磁场强度成正比,在磁场强度不同的仪器中测量的数据也不同,因此,用共振频率的相差值来表示化学位移,符合为δ。
有两种表达P286。
因为核磁矩在外磁场中产生能级分裂,高能级与低能级的能量差随着外磁场强度的增大而增大,跃迁时所吸收的能量增大。
根据ν=γ·Ho/2π可知,核磁共振频率与外磁场强度成正比。
由于原子核间的自旋偶合起源于磁核间的干扰,是通过成键电子传递的,所以偶合常数的大小只与偶合核间距离、角度、电子云密度有关,与外磁场强度无关。
名词解释第十一章1.振动光谱——分子振动能级间的能量差比同一振动能级中转动能级之间能量差大100倍左右,他们大多在近红外区域内,因此称为红外光谱。
2.转动光谱——分子转动能级之间的能量差很小,转动光谱位于电磁波谱中的远红外及微波区域内。
3.红外吸收峰的位置——分子振动的频率决定分子所吸收的红外光频率。
4.红外吸收光谱——分子吸收红外光引起的振动和转动能级跃迁产生的信号。
5.红外光谱产生的条件——当一定频率的红外光照射物质时,如果分子中某一基团的振动频率正好与其相同,物质就能吸收这一频率的红外光从低能级跃迁到较高的能级,产生红外吸收光谱。
6.叁键和累积双键区——2500~2000 cm-1各种叁键基团和累积双键的伸缩振动区域7.氢键区——4000~2500cm-1含氢基团的伸缩振动区。
8.双键区——2000~1500 cm-1各种双键基团包括共轭双键以及苯基伸缩振动区域。
9.特征吸收峰——用于鉴定官能团存在的吸收峰。
10.特征谱带区——氢键,双键,叁键区的特征性强,所以4000~1500 cm-1的区域称为官能团特征频率区。
11.核磁共振谱——记录原子核对射频区电磁波的吸收,简称NMR。
12.质子磁共振谱——氢原子核共振谱,简称PMR。
13.化学位移——由于化学环境所引起的核磁共振信号位置的变化。
14.自旋偶合——相邻碳上氢核的相互影响。
15.硝基化合物的还原——硝基苯在强酸介质中,用金属还原时,总是得到苯胺,用催化加氢也可得到同样的结果。
16.胺的碱性——胺与氨相似,氮原子上的未共用电子对能与质子结合,形成带正电的铵离子。
17.胺——可看作氨的衍生物,即氨分子中的氢原子被烃基取代的产物。
18.胺的烃基化——与卤代烃(通常为伯卤代烃和具有活泼卤原子的芳卤化物),醇等烃基化试剂作用,胺基上的氢原子被烃基取代。
19.胺的酰基化——伯胺和仲胺作为亲核试剂可与酰卤,酸酐等酰基化试剂反应,生成N-取代酰胺和N,N-二取代酰胺。
第十四章核磁共振波谱法- 经典习题1.试对照结构指出图14-1上各个峰的归属。
解:δ1.2 三重峰3H-CH2-CH3δ2.0 单峰3H-CO-CH3δ4.0 四重峰2H-O-CH2-CH3δ6.8~7.6 4H-C6H4-δ9.8 单峰1H-NH-图14-1 例题1的1H-NMR谱2.由下述1H-NMR图谱,进行波谱解析,给出未知物的分子结构及自旋系统。
(1)已知化合物的分子式为C4H10O,1H-NMR谱如图14-2所示。
图14-2 C4H10O的1H-NMR谱解:u=(2+2×4-10)/2=0δ1.13 三重峰6H -CH2-CH3(2个)δ3.38 四重峰4H -O-CH2-CH3(2个)可能结构式为:CH3-CH2-O-CH2-CH3自旋系统:2个A2X3(2)已知化合物的分子式为C9H12,1H-NMR谱如图14-3所示。
图14-3 C9H12的1H-NMR谱解:u=(2+2×9-12)/2=4δ1.22 二重峰3H -CH-CH3δ2.83 七重峰1H -CH-(CH3)2δ7.09 单峰5H C6H5-可能结构式为:自旋系统:A6X,A5(3)已知化合物的分子式为C10H10Br2O,1H-NMR谱如图14-4所示。
图14-4 C10H10Br2O的1H-NMR谱解:u=(2+2×10-12)/2=5δa 2.42 单峰3H -CO-CH3δb 4.88 双峰1Hδc 5.33 双峰1Hδd 7.35 单峰5H C6H5-可能结构式为:自旋系统:A5、AB、A33.某化合物分子式为C8H12O4,NMR图谱如图14-6所示,δa=1.31(三重峰,)δb=4.19(四重峰),δc=6.71(单峰),Jab=7Hz,峰面积积分值比a:b:c=3:2:1,试推断其结构式。
图14-6 C8H12O4的氢核磁共振谱解:(1)计算不饱和度u=(2+2×8-1)/2=3(2)由积分值比计算氢分布:a:b:c=3:2:1分子式有12个H,可知分子具有对称结构为a:b:c=6H:4H:2H(3)偶合系统(ab)为一级偶合A2X3系统(二个质子的四重峰与三个质子的二重峰)(4)根据δa=1.31,δb=4.19及偶合系统可以推测有-CH2CH3存在,并均向低场移动,故为-OCH2CH3型结构。