第3节 自旋偶合与自旋裂分

第四章

核磁共振波谱分析法一、自旋偶合与自旋裂分spincouplingandspinsplitting二、峰裂分数与峰面积numberofpearsplittingandpearareas三、磁等同与磁不等同magneticallyequivalentandnonequivalent第三节

自旋偶合与自旋裂分nuclearmagneticresonancespectroscopy;NMRspincouplingandspinsplitting一、自旋偶合与自旋裂分

spincouplingandspinsplitting自旋偶合

是指相邻碳原子上两个氢质子之间的自旋干扰作用。一个氢质子自旋产生的磁场对另一个的作用。2.自旋裂分由自旋偶合引起的氢质子共振吸收峰数量增多的现象。某个氢质子的自旋磁场使另一个氢质子产生共振吸收所需要的外界磁场发生变化，引起化学位移变化。

但是更多的氢核会产生多重峰。原因是自旋偶合两个氢核的化学环境和磁环境不同。如碘代乙烷，如右图：如果氢质子的化学环境和磁场环境都等同，则虽然存在自旋偶合，但是不发生自旋裂分现象。例如：乙烷的NMR图，如右图：自旋偶合示意图3.核的等价性（1）化学等价化学位移等价。分子中相同的原子处于相同的化学环境。有相同的化学位移。（2）磁等价在化学等价的基础上，对任意另一核的偶合常数相同。4.偶合作用的一般规则（1）偶合裂分峰数量应用n+1规则。

2nI+1,(n+1)(m+1),n+m+1（2）多重峰强度分布用二项式展开系数表示。（3）偶合常数表示偶合质子间作用力，与质子间距离有关，与外界磁场无关。与裂分峰之间距离有关。（4）磁等价质子间的偶合不产生峰裂分。二、峰裂分数量与峰面积

numberofpearsplittingandpearareas峰裂分数应用n+1规则；2nI+1,(质子I=1/2)(n+1)(m+1),(n+m+1)2.多重峰强度系数分布符合二项式的展开式系数；3.峰面积与同类质子数成正比，仅能确定各类质子之间的相对比例。峰裂分数示意图4.峰裂分数举例：1:11:3:3:11:11:2:1（1）1H核与n个不等价1H核偶合，裂分峰数为（n+1)个（2）1H核同时与n个和m个不等价1H核相邻时，裂分峰数：（n+1)(m+1)个；(nb+1)(nc+1)(nd+1)=2×2×2=8Ha裂分为8重峰1:3:3:11:2:11:11:6:15:20:15:6:1Ha裂分为多少重峰？01234JcaJbaJca

JbaHa裂分峰:(3+1)(2+1)=12实际Ha裂分峰:(5+1)=6强度比近似为：1:5:10:10:5:1三、磁等同与磁不等同

magneticallyequivalentandnonequivalent1.化学等价（化学位移等价）若分子中两个相同原子（或两个相同基团）处于相同的化学环境，其化学位移相同，它们是化学等价的。化学不等价例子：

⑴对映异构体

在手性溶剂中：两个CH3化学不等价在非手性溶剂中：两个CH3化学等价⑵固定在环上CH2的两个氢化学不等价。⑶单键不能快速旋转，连于同一原子上的两个相同基化学不等价。⑷与手性碳相连的CH2的两个氢化学不等价。

分子中相同种类的核（或相同基团），不仅化学位移相同，而且还以相同的偶合常数与分子中其它的核相偶合，只表现一个偶合常数，这类核称为磁等同的核。磁等同例子：三个H核化学等同磁等同二个H核化学等同，磁等同二个F核化学等同，磁等同六个H核化学等同磁等同2.磁等同两核（或基团）磁等同条件①化学等价（化学位移相同）②对组外任一个核具有相同的偶合常数（数值和键数）Ha，Hb化学等价，磁不等同。JHaFa≠JHbFaFa，Fb化学等价，磁不等同。磁不同等例子：

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