核磁共振氢谱图怎么看
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谱图的解析NMR谱法一般经历如下的步骤进行谱图的解析:★与IR法相同,首先尽可能了解清楚样品的一些自然情况,以便对样品有一些大概的认识;通过元素分析获得化合物的化学式,计算不饱和度Ω;★根据化学位移值确认可能的基团,一般先辨认孤立的,未偶合裂分的基团,即单峰,即不同基团的1H之间距离大于三个单键的基团及一些活泼氢基团,如甲基醚、甲基酮()、甲基叔胺()、甲基取代的苯等中的甲基质子及苯环上的质子,活泼氢为―O―H,,-SH等;然后再确认偶合的基团。
从有关图或表中的δ可以确认可能存在的基团,这时应注意考虑影响δ的各种因素如电负性原子或基团的诱导效应、共轭效应、磁的各向异性效应及形成氢键的影响等;★根据偶合裂分峰的重数、偶合常数,判断基团的连接关系。
先解析一级光谱,然后复杂光谱。
进行复杂光谱解析时,应先进行简化;★根据积分高度确定出各基团中质子数比,印证偶合裂分多重峰所判断的基团连接关系;★通过以上几个程序,一般可以初步推断出可能的一种或几种结构式。
然后,反过来,从可能的结构式按照一般规律预测可能产生的NMR谱,与实际谱图对照,看其是否符合,从而可以推断出某种最可能的结构式。
例某化合物的化学式为,IR谱表明有一很强的吸收峰,NMR谱如下,试确定其结构。
解:有三组峰,相对面积为2:1:3,若分别为2、1、3个,则总数为6,为分子式12个的一半,因此分子可能有对称性;IR显示~1750cm-1有一强峰,应有存在,且分子中有4个O,则可能有2个;处有一组三重峰,可能为-CH3,且受裂分,而处有一组四重峰,与是典型的组分;而δ较大,可能为的组分;处有一单峰,相对面积为1,则是一个与碳基相连的孤立(不偶合)的,可能为所以可能有的结合。
而此结合的、O的数目为分子式的一半,而C原子数一半多半个原子。
因此可以推测出整个分子的中间C原子为对称的结构,可能为验证:以炔可能结构,推测其NMR谱,与实验谱图比较,结果相符合。
核磁共振氢谱解析步骤
核磁共振氢谱解析步骤如下:
1.观察图谱是否符合要求:如四甲基硅烷的信号是否正常、杂音大
不大、基线是否平、积分曲线中没有吸收信号的地方是否平整。
如果存在问题,需要重新测试图谱。
2.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:可以利用可靠的甲基信号或孤立的次甲基信号为标准计算各信号峰的质子数目。
3.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。
4.解析羧基、醛基、分子内氢键等低磁场的质子信号。
5.解析芳香核上的质子信号。
核磁一般氢谱和碳谱的解析步骤分析氢谱有如下的步骤。
(1) 区分出杂质峰、溶剂峰、旋转边带。
杂质含量较低,其峰面积较样品峰小很多,样品和杂质峰面积之间也无简单的整数比关系。
据此可将杂质峰区别出来。
氘代试剂不可能100%氘代,其微量氢会有相应的峰,如CDCl3中的微量CHCl3在约7.27ppm处出峰。
边带峰的区别请阅6.2.1。
(2) 计算不饱和度。
不饱和度即环加双键数。
当不饱和度大于等于4时,应考虑到该化合物可能存在一个苯环(或吡啶环)。
(3) 确定谱图中各峰组所对应的氢原子数目,对氢原子进行分配。
根据积分曲线,找出各峰组之间氢原子数的简单整数比,再根据分子式中氢的数目,对各峰组的氢原子数进行分配。
(4) 对每个峰的δ、J都进行分析。
根据每个峰组氢原子数目及δ值,可对该基团进行推断,并估计其相邻基团。
对每个峰组的峰形应仔细地分析。
分析时最关键之处为寻找峰组中的等间距。
每一种间距相应于一个耦合关系。
一般情况下,某一峰组内的间距会在另一峰组中反映出来。
通过此途径可找出邻碳氢原子的数目。
当从裂分间距计算J值时,应注意谱图是多少兆周的仪器作出的,有了仪器的工作频率才能从化学位移之差Δδ(ppm)算出Δν(Hz)。
当谱图显示烷基链3J耦合裂分时,其间距(相应6-7Hz)也可以作为计算其它裂分间距所对应的赫兹数的基准。
(5) 根据对各峰组化学位移和耦合常数的分析,推出若干结构单元,最后组合为几种可能的结构式。
每一可能的结构式不能和谱图有大的矛盾。
(6) 对推出的结构进行指认。
每个官能团均应在谱图上找到相应的峰组,峰组的δ值及耦合裂分(峰形和J值大小)都应该和结构式相符。
如存在较大矛盾,则说明所设结构式是不合理的,应予以去除。
通过指认校核所有可能的结构式,进而找出最合理的结构式。
必须强调:指认是推结构的一个必不可少的环节。
如果未知物的结构稍复杂,在推导其结构时就需应用碳谱。
在一般情况下,解析碳谱和解析氢谱应结合进行。
氢谱谱图解析步骤谱图得解析NMR谱法一般经历如下得步骤进行谱图得解析:★与IR法相同,首先尽可能了解清楚样品得一些自然情况,以便对样品有一些大概得认识;通过元素分析获得化合物得化学式,计算不饱与度Ω;★根据化学位移值确认可能得基团,一般先辨认孤立得,未偶合裂分得基团,即单峰,即不同基团得1H之间距离大于三个单键得基团及一些活泼氢基团,如甲基醚、甲基酮()、甲基叔胺()、甲基取代得苯等中得甲基质子及苯环上得质子,活泼氢为―O―H,,-SH等;然后再确认偶合得基团。
从有关图或表中得δ可以确认可能存在得基团,这时应注意考虑影响δ得各种因素如电负性原子或基团得诱导效应、共轭效应、磁得各向异性效应及形成氢键得影响等;★根据偶合裂分峰得重数、偶合常数,判断基团得连接关系。
先解析一级光谱,然后复杂光谱。
进行复杂光谱解析时,应先进行简化;★根据积分高度确定出各基团中质子数比,印证偶合裂分多重峰所判断得基团连接关系;★通过以上几个程序,一般可以初步推断出可能得一种或几种结构式。
然后,反过来,从可能得结构式按照一般规律预测可能产生得NMR 谱,与实际谱图对照,瞧其就是否符合,从而可以推断出某种最可能得结构式。
例某化合物得化学式为,IR谱表明有一很强得吸收峰,NMR谱如下,试确定其结构。
解:有三组峰,相对面积为2:1:3,若分别为2、1、3个,则总数为6,为分子式12个得一半,因此分子可能有对称性;IR显示~1750cm-1有一强峰,应有存在,且分子中有4个O,则可能有2个;处有一组三重峰,可能为-CH,且受裂分,而处有一组四重峰,与就是典型得3组分;而δ较大,可能为得组分; 处有一单峰,相对面积为1,则就是一个与碳基相连得孤立(不偶合)得,可能为所以可能有得结合。
而此结合得、O得数目为分子式得一半,而C原子数一半多半个原子。
因此可以推测出整个分子得中间C原子为对称得结构,可能为验证:以炔可能结构,推测其NMR谱,与实验谱图比较,结果相符合。
2.3核磁共振氢谱解析方法1、核磁共振氢谱谱图的解析方法a.检查整个氢谱谱图的外形、信号对称性、分辨率、噪声、被测样品的信号等。
b.应注意所使用溶剂的信号、旋转边带、C卫星峰、杂质峰等。
c.确定TMS的位置,若有偏移应对全部信号进行校正。
d.根据分子式计算不饱和度u。
e.从积分曲线计算质子数。
f.解析单峰。
对照附图I是否有-CH3-O-、CHCOCH3N=、CH3C、RCOCH2Cl、RO-CH2-Cl等基团。
g.确定有无芳香族化合物。
如果在6.5-8.5范围内有信号,则表示有芳香族质子存在。
如出现AA`BB`的谱形说明有芳香邻位或对位二取代。
h.解析多重峰。
按照一级谱的规律,根据各峰之间的相系关系,确定有何种基团。
如果峰的强度太小,可把局部峰进行放大测试,增大各峰的强度。
i.把图谱中所有吸收峰的化学位移值与附图I相对照,确定是何官能团,并预测质子的化学环境。
j.用重水交换确定有无活泼氢。
k.连接各基团,推出结构式,并用此结构式对照该谱图是否合理。
再对照已知化合物的标准谱图。
2、核磁共振氢谱谱图解析举例例1:已知某化合物分子式为C3H7NO2。
测定氢谱谱图如下所示,推定其结构。
解析计算不饱和度u=1,可能存在双键,1.50和1.59ppm有小峰,峰高不大于1个质子,故为杂质峰。
经图谱可见有三种质子,总积分值扣除杂质峰按7个质子分配。
从低场向高场各峰群的积分强度为2:2:3,可能有-CH2-、-CH2-、-CH3-基团。
各裂分峰的裂距(J),低场三重峰为7Hz,高场三重峰为8Hz,所以这两个三峰没有偶合关系,但它们与中间六重峰有相互作用。
这六重峰的质子为2个,所以使两边信号各裂分为三重峰。
则该化合物具有CH3-CH2-CH2-结构单元。
参考所给定的分子式应为CH3-CH2-CH2-NO2,即1-硝基丙烷。
例2:已知某化合物分子式为C7H16O3,其氢谱谱图如下图所示,试求其结构。
解析计算不饱和度u=0,为饱和化合物。
谱图的解析NMR谱法一般经历如下的步骤进行谱图的解析:★与IR法相同,首先尽可能了解清楚样品的一些自然情况,以便对样品有一些大概的认识;通过元素分析获得化合物的化学式,计算不饱和度Ω;★根据化学位移值确认可能的基团,一般先辨认孤立的,未偶合裂分的基团,即单峰,即不同基团的1H之间距离大于三个单键的基团及一些活泼氢基团,如甲基醚、甲基酮()、甲基叔胺()、甲基取代的苯等中的甲基质子及苯环上的质子,活泼氢为―O―H,,-SH等;然后再确认偶合的基团。
从有关图或表中的δ可以确认可能存在的基团,这时应注意考虑影响δ的各种因素如电负性原子或基团的诱导效应、共轭效应、磁的各向异性效应及形成氢键的影响等;★根据偶合裂分峰的重数、偶合常数,判断基团的连接关系。
先解析一级光谱,然后复杂光谱。
进行复杂光谱解析时,应先进行简化;★根据积分高度确定出各基团中质子数比,印证偶合裂分多重峰所判断的基团连接关系;★通过以上几个程序,一般可以初步推断出可能的一种或几种结构式。
然后,反过来,从可能的结构式按照一般规律预测可能产生的NMR谱,与实际谱图对照,看其是否符合,从而可以推断出某种最可能的结构式。
例某化合物的化学式为,IR谱表明有一很强的吸收峰,NMR谱如下,试确定其结构。
解:有三组峰,相对面积为2:1:3,若分别为2、1、3个,则总数为6,为分子式12个的一半,因此分子可能有对称性;IR显示~1750cm-1有一强峰,应有存在,且分子中有4个O,则可,且受裂分,而能有2个;处有一组三重峰,可能为-CH3处有一组四重峰,与是典型的组分;而δ较大,可能为的组分;处有一单峰,相对面积为1,则是一个与碳基相连的孤立(不偶合)的,可能为所以可能有的结合。
而此结合的、O的数目为分子式的一半,而C原子数一半多半个原子。
因此可以推测出整个分子的中间C原子为对称的结构,可能为验证:以炔可能结构,推测其NMR谱,与实验谱图比较,结果相符合。
谱图的解析(一)NMR谱法一般经历如下的步骤进行谱图的解析:★与IR法相同,首先尽可能了解清楚样品的一些自然情况,以便对样品有一些大概的认识;通过元素分析获得化合物的化学式,计算不饱和度Ω;★根据化学位移值确认可能的基团,一般先辨认孤立的,未偶合裂分的基团,即单峰,即不同基团的1H之间距离大于三个单键的基团及一些活泼氢基团,如甲基醚、甲基酮()、甲基叔胺()、甲基取代的苯等中的甲基质子及苯环上的质子,活泼氢为―O―H,,-SH等;然后再确认偶合的基团。
从有关图或表中的δ可以确认可能存在的基团,这时应注意考虑影响δ的各种因素如电负性原子或基团的诱导效应、共轭效应、磁的各向异性效应及形成氢键的影响等;★根据偶合裂分峰的重数、偶合常数,判断基团的连接关系。
先解析一级光谱,然后复杂光谱。
进行复杂光谱解析时,应先进行简化;★根据积分高度确定出各基团中质子数比,印证偶合裂分多重峰所判断的基团连接关系;★通过以上几个程序,一般可以初步推断出可能的一种或几种结构式。
然后,反过来,从可能的结构式按照一般规律预测可能产生的NMR谱,与实际谱图对照,看其是否符合,从而可以推断出某种最可能的结构式。
例某化合物的化学式为,IR谱表明有一很强的吸收峰,NMR谱如下,试确定其结构。
解:有三组峰,相对面积为2:1:3,若分别为2、1、3个,则总数为6,为分子式12个的一半,因此分子可能有对称性;IR显示~1750cm-1有一强峰,应有存在,且分子中有4个O,则可能有2个;处有一组三重峰,可能为-CH,且受裂分,而处有一组四重峰,与3是典型的组分;而δ较大,可能为的组分;处有一单峰,相对面积为1,则是一个与碳基相连的孤立(不偶合)的,可能为所以可能有的结合。
而此结合的、O的数目为分子式的一半,而C原子数一半多半个原子。
因此可以推测出整个分子的中间C原子为对称的结构,可能为验证:以炔可能结构,推测其NMR谱,与实验谱图比较,结果相符合。
核磁共振氢谱解析图谱的步伐之迟辟智美创作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出生,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.解析图谱的步伐 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杂音年夜不年夜;③基线是否平;④积分曲线中没有吸收信号的处所是否平整.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:氘代试剂不成能到达100%的同位素纯度(年夜部份试剂的氘代率为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,当仪器调节未到达良好工作状态时,会呈现旋转边带,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%,只有氢的强峰才华观察到,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标准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.比力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. 如果一维1H-NMR难以解析分子结构,可考虑测试二维核磁共振谱配合解析结构.11. 组合可能的结构式,根据图谱的解析,组合几种可能的结构式.12. 对推出的结构进行指认,即每个官能团上的氢在图谱中都应有相应的归属信号.四. 核磁共振碳谱(13C—(1)溶剂峰:虽然碳谱不受溶剂中氢的干扰,但为兼顾氢谱的测定及磁场需要,仍常采纳氘代试剂作为溶剂,氘代试剂中的碳原子均有相应的峰.(2)杂质峰:杂质含量相对样品少很多,其峰面积极小,与样品化合物中的碳呈现的峰不成比例.(3)测试条件的影响:测试条件会对所测谱图有较年夜影响.如脉冲倾斜角较年夜而脉冲间隔不够长时,往往招致季碳不出峰;扫描宽度不够年夜时,扫描宽度以外的谱线会折叠到图谱中来;等等,均造成解析图谱的困难.根据分子式计算的不饱和度,推测图谱烯碳的情况.若谱线数目即是分子式中碳原子数目,说明分子结构无对称性;若谱线数目小于分子式中碳原子数目,说明分子结构有一定的对称性.另外,化合物中碳原子数目较多时,有些核的化学环境相似,可能δ值发生重叠现象,应予以注意.δ值的分区碳原子年夜致可分为三个区(1)高δ值区δ>165ppm,属于羰基和叠烯区:①分子结构中,如存在叠峰,除叠烯中有高δ值信号峰外,叠烯两端碳在双键区域还应有信号峰,两种峰同时存在才说明叠烯存在;②δ>200 ppm的信号,只能属于醛、酮类化合物;③160-180ppm的信号峰,则归属于酸、酯、酸酐等类化合物的羰基.(2)中δ值区δ90-160ppm(一般情况δ为100-150ppm)烯、芳环、除叠烯中央碳原子外的其他SP2杂化碳原子、碳氮三键碳原子都在这个区域出峰.(3)低δ值区δ<100ppm,主要脂肪链碳原子区:①不与氧、氮、氟等杂原子相连的饱和的δ值小于55ppm;②炔碳原子δ值在70-100ppm,这是不饱和碳原子的特例.由低核磁共振或APT(attached proton test)、DEPT(distortionless enhancement by polarization transfer)等技术可确定碳原子的级数,由此可计算化合物中与碳原子相连的氢原子数.若此数目小于分子式中的氢原子数,二者之差值为化合物中活泼氢的原子数.先推导出结构单位,并进一步组合成若干可能的结构式.将核磁共振碳谱中各信号峰在推出的可能结构式上进行指认,找出各碳谱信号相应的归属,从而在被推导的可能结构式中找出最合理的结构式,即正确的结构式.。