高中化学竞赛——大学有机化学(4).ppt

第二十九讲 核磁共振谱 NMR 开始讲课 复习 本课要点 总结 作业 3 峰面积的计算 1 化学位移的相对表示法 4 自旋偶而与自旋分裂 2 影响化学位移的因素 返回总目录 第二十八讲要点复习 3 只靠IR还不能确定是什么物质 需要与其他谱图相结合 如 HNMR 1 IR可以作出类的判断 如 有机或无机 饱和或不饱和 脂肪或芳香族 2 IR可以判断存在什么官能团 是否共轭 核磁共振谱 NMR 在外磁场 H0 中 磁性原子核吸收某一频率的电磁波 而产生的共振跃迁信号 1 什么叫磁性原子核 2 磁性原子核在外磁场中会怎么样 3 什么叫共振跃迁 4 外磁场和吸收频率是什么关系 原子的质量数和原子序数有一者为奇数时 该原子核就有自旋现象 此即称为磁性原子核 2 磁性原子核在外磁场 H0 作用下有什么表现 一 基本原理 氢原子核在外磁场的自旋有两种取向 顺时针和逆时针 产生两种方向相反的自旋磁矩 H 非磁性原子核 磁性原子核 原子核自旋能产生循环电流 因而产生自旋磁矩 H H 与H0反向 能量高 H 与H0同向 能量低 4 外磁场和吸收频率是什么关系 核常数 3 什么叫共振跃迁 若电磁波提供的能量 恰好等于核的自旋能级之差 则该原子核能够吸收 从低能级跃迁到高能级 此称为共振跃迁 也即产生了核磁共振吸收 1HH0 1 0T 42 6MHzH0 1 4029T 60MHzH0 2 3486T 100MHz 产生共振吸收的条件 仪 60MHz 100MHz 二 1HNMR可测有几种氢 化学位移 CH3CH2OH 由于化学环境不同 造成的核磁共振信号的位置变化 H核周围电子云密度越大 屏蔽效应越大 核外电子在外磁场中也产生感应磁场 其方向与外磁场相反 1 化学位移是怎样产生的 产生共振吸收所需要的H0越高 信号向高场移动 2 化学位移如何表示 存在两个问题 化学位移的绝对值很小 H0不同 位移值不同 采用相对数值表示法 选择 CH3 4Si TMS 为标准 0 TMS结构对称 只有一种氢 屏蔽效应高 在高场吸收 小 高场 大 低场 CH3CCl2CH2Cl 1 2 2 三氯丙烷 ppm 为什么选TMS作标准 3 影响化学位移的因素 电子效应 吸电作用 电子云密度降低 屏蔽效应减弱 共振吸收移向低场 三 1HNMR可测各种氢的比例 峰面积的计算 化学环境相同的质子 等价质子等价质子 在相同位移处有吸收吸收峰的面积 与质子数成正比 1HNMR在给出吸收峰的同时 自动画出阶梯曲线 以表示各类质子的相对多少 一般可以根据坐标纸的格数计算 Ha Hb Hc 17 8 12 4 6 3 2 1 CH3CH2OH 高分辨 四 1HNMR可测各种氢的数目 自旋偶合和自旋裂分 1 信号裂分的原因 质子自旋产生自旋磁矩H 相邻C不等价质子的H 彼此影响 导致信号裂分 外磁场强度 自旋磁矩 H 三重峰 两重峰 H0 2 自旋偶合和自旋裂分的一般规律 相邻C上不等价H 各自自旋磁矩对对方产生的影响 称为自旋偶合作用 由于自旋偶合作用 导致的共振吸收信号的裂分 称为自旋裂分 如果相邻C上 有n个等价的质子 则信号裂分为 n 1 个峰 如果相邻C上 分别有n1 n2个不等价质子 则信号裂分为 n1 1 n2 1 个峰 单峰 s 双峰 d 三峰 t 四峰 q 多峰 m 练习1 下列物质中质子在1HNMR中呈现几重峰 s s CH3CHClCH3 7重峰 CH3CH2CH2Cl CH3CH2OH 高分辨 O H中的H 因迅速交换 一般不发生偶合 练习2 指出下列图中各峰的归属 CH3 CH2 CH2 OH 有四种氢 产生四组吸收峰 第二十九讲总结 1 由化学位移 值 可知H的环境 特征数值 1 H C 2 x H C O 3 x H C O 3 由峰面积可知各种氢的比例 2 由峰的数目可知有机中等价的H 4 由一个峰的裂分 可知相邻C上有几个H 第二十九讲作业 一 用草图表示CH3 CH2 CH2I的三类质子在1HNMR谱中