第八章 B核磁共振谱

1.核磁共振产生的基本原理核磁共振是无线电波与处于磁场中的自旋核相互作用，引起核自旋能级的跃迁而产生的。1945年StanfoldUniversity的F.Bloch(布洛赫）HarvardUniversity的E.MPurcell(珀塞尔)发现了核磁共振现象，他们于1952年获诺贝尔物理学奖。随后，核磁共振在鉴定化合物结构方面获得广泛应用。第二节、核磁共振谱某些质量数或原子序数为奇数的原子核，其自旋量子数不为零。其中1H、13C、19F、31P核的自旋量子数I=1/2，它们在磁场中有两种自旋方向。与外磁场方向相同的自旋能级较低(α)与外磁场方向相反的自旋能级较高(β)分子的二能级差用ΔE表示，ΔE与外磁场强度H0成正比。当用频率为ν的电磁波照射处于磁场的样品时，如果hν=ΔE,电磁波被吸收，核从α态跃迁到β态，这样就产生了核磁共振吸收，用仪器记录下来就是核磁共振谱(NMR)。2.产生核磁共振的条件是：即注：1.对1H、13C来讲，没有外磁场时，两种自旋方向不同核能级相同。3.1HNMR谱的应用范围最广，其次为13CNMR,本节主要介绍1HNMR。2.化学位移化学位移是由核外电子的屏蔽而引起的。

有机分子的氢核被电子云包围着。电子云在外加磁场H0的作用下，产生一个外加感应磁场ΔH0，多数情况下，感应磁场的方向与外磁场相反，氢核实际感应的磁场为：（H0-ΔH0）。由于不同质子所处周围的电子的密度不同，它们实际感受到的磁场也不相同，发生的共振频率也不相同。通常用化学位移来表示质子共振吸收相对位置。ν试样试样共振频率频率νTMS四甲基硅烷的共振频率ν0操作仪器选用频率影响化学位移的因素:A.电负性影响：取代基的电负性越大，相应碳上质子的化学位移越大。B.磁各向异性效应：自旋偶合和自旋裂分自旋偶合：指自旋核受邻近自旋核所产生的感应磁场影响的现象。自旋裂分：指自旋偶合引起的谱线增多的现象。1.定义：CHBr2-CH2Br中质子的偶合及峰的裂分：ab2.偶合常数自旋裂分谱线之间的距离称为偶合常数。一般用J表示，单位Hz。J=ΔS×ν0(ν0为仪器固有频率，ΔS为两条谱线化学位移差值)。常见有邻碳偶合、同碳偶合和远程偶合。两个自旋核相距越远，偶合常数越小，超过三个碳就可忽略不计。一级谱是指Δν>6J时，是简单的一级谱。特点：3.一级谱的特点(n+1)规律——一个信号被裂分的数目取决于相邻碳上1H的数目，如果相邻碳上有n个氢，则该信号被裂分为(n+1)重峰。裂分峰强度比符合二项式展开系数比，可由巴斯卡三角形求得。①相互偶合的两组峰的外形特点是“中间高，两边低”；②等价质子间不发生峰的裂分。例如：CH3CH3的NMR只有一个单峰。ClCH2CH2Cl的NMR只有一个单峰。③(n+1)规律只适用于一级谱（(△ν/J)＞6）。

注意：4.谱图解析(1).先看有几组峰，确定化合物有几种氢核。(2).从积分线确定各组质子个数比。(3).从偶合裂分情况判断各组质子间的相互作用。例1：CH3CH2CH2NO2的NMR谱。通常，只有相邻碳上1H才相互偶合。例2：CH3CH2OH的NMR谱。1,1,2-三溴乙烷(乙)解析实例

例1：C3H7Cl的NMR。例2：下列谱图是否的NMR？所以，该图是2,3,4-三氯苯甲醚的NMR。δ3.9(单峰)-OCH3

δ6.7~7.3苯环氢苯氢与氧原子相连的甲基氢例3：下图与A、B、C哪个化合物的结构符合？例4：芳香酮C8H7ClO的NMR谱。(连在羰基上)例5：指出C6H5CH2CH2OCOCH3的NMR谱图中各峰的归属。(苯氢)(与氧原子相连的亚甲基氢)(与羰基相连的甲基氢)正庚烷顺-2-庚烯

反-2-庚烯

2-甲基-1-庚烯

顺,反-2,4-己二烯2-甲基-1-丁烯-3-炔

1-庚炔

2-己炔

1,7-辛二炔2-氯丁烷

1-碘丁烷

1-氟代戊烷

1-氯代戊烷

1-己醇

甲丁醚

异戊醛

乙基乙烯基酮

丁酸

α-甲基丙烯酸乙酯

乙酸丁酯

乙酸酐

2-氯代丙酰氯

丙酰胺

丁酰胺

丙胺

异丙苯

正丁苯

3-甲基-1-乙基苯1,3-二乙基苯

4-甲氧基苯乙烯

4-硝基苯酚

4-甲基苯乙酮

4-乙基苯乙酮

3-乙氧基苯甲醛(4