核磁共振与化学位移

核磁共振与化学位移2023/8/21第1页，课件共18页，创作于2023年2月一、核磁共振与化学位移

nuclearmagneticresonanceandchemicalshift1.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)。2023/8/21第2页，课件共18页，创作于2023年2月化学位移：

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。2023/8/21第3页，课件共18页，创作于2023年2月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。2023/8/21第4页，课件共18页，创作于2023年2月位移的表示方法

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；2023/8/21第5页，课件共18页，创作于2023年2月二、影响化学位移的因素

factorsinfluencedchemicalshift1．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2023/8/21第6页，课件共18页，创作于2023年2月电负性对化学位移的影响碳杂化轨道电负性：SP>SP2>SP32023/8/21第7页，课件共18页，创作于2023年2月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。2023/8/21第8页，课件共18页，创作于2023年2月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。2023/8/21第9页，课件共18页，创作于2023年2月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。2023/8/21第10页，课件共18页，创作于2023年2月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。2023/8/21第11页，课件共18页，创作于2023年2月3.空间效应2023/8/21第12页，课件共18页，创作于2023年2月空间效应

Ha=3.92ppm

Hb=3.55ppm

Hc=0.88ppm

Ha=4.68ppm

Hb=2.40ppm

Hc=1.10ppm去屏蔽效应2023/8/21第13页，课件共18页，创作于2023年2月4.各类有机化合物的化学位移①饱和烃-CH3:

CH3=0.791.10ppm-CH2:

CH2=0.981.54ppm-CH:

CH=CH3+(0.50.6)ppm

H=3.2~4.0ppm

H=2.2~3.2ppm

H=1.8ppm

H=2.1ppm

H=2~3ppm2023/8/21第14页，课件共18页，创作于2023年2月各类有机化合物的化学位移②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=4~7ppm③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=7.2~8.0ppm2023/8/21第15页，课件共18页，创作于2023年2月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=9~10ppm2023/8/21第16页，课件共18页，创作于2023年2月常见结构单元化学位移范围2023/8/21第17页，课件共18页，创作于2023年2月

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