核磁共振与化学位移ppt课件.ppt

第十一章核磁共振波谱分析法 一 核磁共振与化学位移nuclearmagneticresonanceandchemicalshift二 影响化学位移的因素factorsinfluencedchemicalshift 第二节核磁共振与化学位移 nuclearmagneticresonancespectroscopy nuclearmagneticresonanceandchemicalshift 1 一 核磁共振与化学位移nuclearmagneticresonanceandchemicalshift 1 屏蔽作用与化学位移理想化的 裸露的氢核 满足共振条件 0 H0 2 产生单一的吸收峰 实际上 氢核受周围不断运动着的电子影响 在外磁场作用下 运动着的电子产生相对于外磁场方向的感应磁场 起到屏蔽作用 使氢核实际受到的外磁场作用减小 H 1 H0 屏蔽常数 越大 屏蔽效应越大 0 2 1 H0屏蔽的存在 共振需更强的外磁场 相对于裸露的氢核 2 化学位移 chemicalshift 0 2 1 H0由于屏蔽作用的存在 氢核产生共振需要更大的外磁场强度 相对于裸露的氢核 来抵消屏蔽影响 在有机化合物中 各种氢核周围的电子云密度不同 结构中不同位置 共振频率有差异 即引起共振吸收峰的位移 这种现象称为化学位移 3 2 化学位移的表示方法 1 位移的标准没有完全裸露的氢核 没有绝对的标准 相对标准 四甲基硅烷Si CH3 4 TMS 内标 位移常数 TMS 0 2 为什么用TMS作为基准 a 12个氢处于完全相同的化学环境 只产生一个尖峰 b 屏蔽强烈 位移最大 与有机化合物中的质子峰不重迭 c 化学惰性 易溶于有机溶剂 沸点低 易回收 4 位移的表示方法 与裸露的氢核相比 TMS的化学位移最大 但规定 TMS 0 其他种类氢核的位移为负值 负号不加 样 TMS TMS 106 ppm 小 屏蔽强 共振需要的磁场强度大 在高场出现 图右侧 大 屏蔽弱 共振需要的磁场强度小 在低场出现 图左侧 5 二 影响化学位移的因素factorsinfluencedchemicalshift 1 电负性 去屏蔽效应与质子相连元素的电负性越强 吸电子作用越强 价电子偏离质子 屏蔽作用减弱 信号峰在低场出现 CH3 1 6 2 0 高场 CH2I 3 0 3 5 O H C H 大 小低场高场 6 电负性对化学位移的影响 碳杂化轨道电负性 SP SP2 SP3 7 影响化学位移的因素 磁各向异性效应 价电子产生诱导磁场 质子位于其磁力线上 与外磁场方向一致 去屏蔽 8 影响化学位移的因素3 价电子产生诱导磁场 质子位于其磁力线上 与外磁场方向一致 去屏蔽 9 影响化学位移的因素4 苯环上的6个 电子产生较强的诱导磁场 质子位于其磁力线上 与外磁场方向一致 去屏蔽 10 2 氢键效应 形成氢键后1H核屏蔽作用减少 氢键属于去屏蔽效应 11 3 空间效应 12 空间效应 Ha 3 92ppm Hb 3 55ppm Hc 0 88ppm Ha 4 68ppm Hb 2 40ppm Hc 1 10ppm 去屏蔽效应 13 4 各类有机化合物的化学位移 饱和烃 CH3 CH3 0 79 1 10ppm CH2 CH2 0 98 1 54ppm CH CH CH3 0 5 0 6 ppm H 3 2 4 0ppm H 2 2 3 2ppm H 1 8ppm H 2 1ppm H 2 3ppm 14 各类有机化合物的化学位移 烯烃 端烯质子 H 4 8 5 0ppm 内烯质子 H 5 1 5 7ppm 与烯基 芳基共轭 H 4 7ppm 芳香烃 芳烃质子 H 6 5 8 0ppm 供电子基团取代 OR NR2时 H 6 5 7 0ppm 吸电子基团取代 COCH3 CN NO2时 H 7 2 8 0ppm 15 各类有机化合物的化学位移 COOH H 10 13ppm OH 醇 H 1 0 6 0ppm 酚 H 4 12ppm NH2 脂肪 H 0 4 3 5ppm 芳香 H 2 9 4 8ppm 酰胺 H 9 0 10 2ppm CHO H 9 10ppm 16 常见结构单元化学位移范围 17 内容选择 第一节核磁共振基本原理principleofnuclearmagneticresonance第二节核磁共振与化学位移nuclearmagneticresonanceandchemicalshift第三节自旋偶合与自旋裂分spincouplingandspinsplitting第四节谱图解析与结构确定analysisofspectrographandest