核磁共振波谱法之氢谱解析学习教案.pptx

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1、会计学1核磁共振核磁共振(h c n zhn)波谱法之氢谱波谱法之氢谱解析解析第一页，共61页。第五节第五节 核磁共振核磁共振(h c n(h c n zhn)zhn)氢谱的解析氢谱的解析要求：要求：1、掌握核磁共振氢谱中峰面积与氢核数目的、掌握核磁共振氢谱中峰面积与氢核数目的关系；关系；2、掌握核磁共振氢谱的解析步骤；、掌握核磁共振氢谱的解析步骤；3、熟悉、熟悉(shx)并会解析一些简单的核磁共并会解析一些简单的核磁共振氢谱。振氢谱。第1页/共60页第二页，共61页。一、谱图中化合物的结构(jigu)信息（1 1）峰的数目：标志）峰的数目：标志）峰的数目：标志）峰的数目：标志(biozh)(

2、biozh)分子中磁不等价质子的种类，多分子中磁不等价质子的种类，多分子中磁不等价质子的种类，多分子中磁不等价质子的种类，多少种；少种；少种；少种；（2 2）峰的强度）峰的强度）峰的强度）峰的强度(面积面积面积面积)：每类质子的数目：每类质子的数目：每类质子的数目：每类质子的数目(相对相对相对相对)，多少个；，多少个；，多少个；，多少个；（3 3）峰的位移）峰的位移）峰的位移）峰的位移()：每类质子所处的化学环境，化合物中位置；：每类质子所处的化学环境，化合物中位置；：每类质子所处的化学环境，化合物中位置；：每类质子所处的化学环境，化合物中位置；（4 4）峰的裂分数：相邻碳原子上质子数；）峰的

3、裂分数：相邻碳原子上质子数；）峰的裂分数：相邻碳原子上质子数；）峰的裂分数：相邻碳原子上质子数；（5 5）偶合常数）偶合常数）偶合常数）偶合常数(J)(J)：确定化合物构型。：确定化合物构型。：确定化合物构型。：确定化合物构型。1 1、核磁共振氢谱提供的信息：由化学位移、偶合常数及峰、核磁共振氢谱提供的信息：由化学位移、偶合常数及峰、核磁共振氢谱提供的信息：由化学位移、偶合常数及峰、核磁共振氢谱提供的信息：由化学位移、偶合常数及峰面积面积面积面积(min j)(min j)积分曲线分别提供含氢官能团、核间关系及氢积分曲线分别提供含氢官能团、核间关系及氢积分曲线分别提供含氢官能团、核间关系及氢积

4、分曲线分别提供含氢官能团、核间关系及氢分布等三方面的信息。具体如下：分布等三方面的信息。具体如下：分布等三方面的信息。具体如下：分布等三方面的信息。具体如下：第2页/共60页第三页，共61页。不足之处：不足之处：不足之处：不足之处：仅能确定仅能确定仅能确定仅能确定(qudng)(qudng)质子质子质子质子（氢谱）。（氢谱）。（氢谱）。（氢谱）。第3页/共60页第四页，共61页。2 2、峰面积和氢核数目、峰面积和氢核数目、峰面积和氢核数目、峰面积和氢核数目(shm)(shm)的关系：的关系：的关系：的关系：在1H-NMR谱上，各吸收峰覆盖的面积与引起该吸收的氢核数目成正比。峰面积常以积分曲线高

5、度表示。积分曲线的画法(hu f)由左至右，即由低磁场向高磁场。积分曲线的总高度（用cm或小方格(fn)表示）和吸收峰的总面积相当，即相当于氢核的总个数。而每一相邻水平台阶高度则取决于引起该吸收峰的氢核数目。当知道元素组成时，即知道该化合物总共有多少个当知道元素组成时，即知道该化合物总共有多少个当知道元素组成时，即知道该化合物总共有多少个当知道元素组成时，即知道该化合物总共有多少个氢原子时，根据积分曲线便可确定图谱中各峰所对应氢氢原子时，根据积分曲线便可确定图谱中各峰所对应氢氢原子时，根据积分曲线便可确定图谱中各峰所对应氢氢原子时，根据积分曲线便可确定图谱中各峰所对应氢原子数目，即氢分布；如果

6、不知道元素组成，但图谱中原子数目，即氢分布；如果不知道元素组成，但图谱中原子数目，即氢分布；如果不知道元素组成，但图谱中原子数目，即氢分布；如果不知道元素组成，但图谱中有能判断氢原子数目的基团（如甲基、羟基、取代芳环有能判断氢原子数目的基团（如甲基、羟基、取代芳环有能判断氢原子数目的基团（如甲基、羟基、取代芳环有能判断氢原子数目的基团（如甲基、羟基、取代芳环等），以此为基准也可以判断化合物中各种含氢官能团等），以此为基准也可以判断化合物中各种含氢官能团等），以此为基准也可以判断化合物中各种含氢官能团等），以此为基准也可以判断化合物中各种含氢官能团的氢原子数目。的氢原子数目。的氢原子数目。的氢原

7、子数目。第4页/共60页第五页，共61页。8 7 6 5 4 3 2 1 05223化合物化合物 C C1010H1212O2第5页/共60页第六页，共61页。例例例例1 1 计算计算计算计算(j sun)(j sun)下图中下图中下图中下图中a a、b b、c c、d d各峰的氢核各峰的氢核各峰的氢核各峰的氢核数目。数目。数目。数目。C4H7BrO2C4H7BrO2的核磁共振的核磁共振的核磁共振的核磁共振(h c(h c n zhn)n zhn)氢谱氢谱氢谱氢谱第6页/共60页第七页，共61页。测量测量测量测量(cling)(cling)各峰的积分高度，各峰的积分高度，各峰的积分高度，各峰的

8、积分高度，a a为为为为1.6cm1.6cm，b b为为为为1.0cm1.0cm，c c为为为为0.5cm0.5cm，d d为为为为0.6cm0.6cm。氢分布可采用下面两种方法求出。氢分布可采用下面两种方法求出。氢分布可采用下面两种方法求出。氢分布可采用下面两种方法求出。同理计算同理计算(j sun)c峰和峰和d峰各相当于峰各相当于1H。（1 1）由每个（或每组）峰面积的积分）由每个（或每组）峰面积的积分）由每个（或每组）峰面积的积分）由每个（或每组）峰面积的积分(jfn)(jfn)值在总积分值在总积分值在总积分值在总积分(jfn)(jfn)之中所占的比例求出之中所占的比例求出之中所占的比例

9、求出之中所占的比例求出:第7页/共60页第八页，共61页。依已知含氢数目依已知含氢数目依已知含氢数目依已知含氢数目(shm)(shm)的峰的积分值为准，求出一个氢相当的的峰的积分值为准，求出一个氢相当的的峰的积分值为准，求出一个氢相当的的峰的积分值为准，求出一个氢相当的积分值，而后求出氢分布。积分值，而后求出氢分布。积分值，而后求出氢分布。积分值，而后求出氢分布。本题中d10.70很容易认定(rndng)为羧基氢的共振峰，因而0.60cm相当于1个氢，因此：第8页/共60页第九页，共61页。1 1、样品纯度应、样品纯度应、样品纯度应、样品纯度应9898。2 2、选用良溶剂；、选用良溶剂；、选用

10、良溶剂；、选用良溶剂；3 3、样品用量：、样品用量：、样品用量：、样品用量：CWCW仪器一般样品需仪器一般样品需仪器一般样品需仪器一般样品需10mg10mg左右，否则信号弱，不易左右，否则信号弱，不易左右，否则信号弱，不易左右，否则信号弱，不易获得正常图谱。获得正常图谱。获得正常图谱。获得正常图谱。FT-NMRFT-NMR仪器，样品量由累加次数确定仪器，样品量由累加次数确定仪器，样品量由累加次数确定仪器，样品量由累加次数确定(一般只需要一般只需要一般只需要一般只需要几个毫克即可几个毫克即可几个毫克即可几个毫克即可)；4 4、推测未知物是否含有酚羟基、推测未知物是否含有酚羟基、推测未知物是否含有

11、酚羟基、推测未知物是否含有酚羟基(qingj)(qingj)、烯醇基、羧基及醛基等，、烯醇基、羧基及醛基等，、烯醇基、羧基及醛基等，、烯醇基、羧基及醛基等，以确定图谱是否需扫描至以确定图谱是否需扫描至以确定图谱是否需扫描至以确定图谱是否需扫描至1010以上；以上；以上；以上；5 5、推测未知物是否含有活泼氢、推测未知物是否含有活泼氢、推测未知物是否含有活泼氢、推测未知物是否含有活泼氢(OH(OH、NHNH、SHSH及及及及COOHCOOH等等等等)，以决，以决，以决，以决定是否需要进行重水交换。定是否需要进行重水交换。定是否需要进行重水交换。定是否需要进行重水交换。二、核磁共振二、核磁共振二、

12、核磁共振二、核磁共振(h c n zhn)(h c n zhn)氢谱前的氢谱前的氢谱前的氢谱前的要求：要求：要求：要求：第9页/共60页第十页，共61页。1 1 先检查内标物的峰位是否准确，底线是否平坦，溶剂先检查内标物的峰位是否准确，底线是否平坦，溶剂先检查内标物的峰位是否准确，底线是否平坦，溶剂先检查内标物的峰位是否准确，底线是否平坦，溶剂(rngj)(rngj)中残留的中残留的中残留的中残留的1H1H信号是否出现在预定的位置。信号是否出现在预定的位置。信号是否出现在预定的位置。信号是否出现在预定的位置。2 2 已知分子式，算出不饱和度已知分子式，算出不饱和度已知分子式，算出不饱和度已知分

13、子式，算出不饱和度U U：3 3 根据各峰的积分线高度，参考分子式或孤立甲基峰等，算根据各峰的积分线高度，参考分子式或孤立甲基峰等，算根据各峰的积分线高度，参考分子式或孤立甲基峰等，算根据各峰的积分线高度，参考分子式或孤立甲基峰等，算出氢分布。出氢分布。出氢分布。出氢分布。4 4 先解析孤立甲基峰：通过计算或查表确定甲基类型，如先解析孤立甲基峰：通过计算或查表确定甲基类型，如先解析孤立甲基峰：通过计算或查表确定甲基类型，如先解析孤立甲基峰：通过计算或查表确定甲基类型，如CH3-O-CH3-O-及及及及CH3-Ar CH3-Ar 等。等。等。等。5 5 解析低场共振峰：醛基氢解析低场共振峰：醛基

14、氢解析低场共振峰：醛基氢解析低场共振峰：醛基氢 1010、酚羟基氢、酚羟基氢、酚羟基氢、酚羟基氢9.59.51515、羧、羧、羧、羧基氢基氢基氢基氢10101212及烯醇氢及烯醇氢及烯醇氢及烯醇氢14161416。6 6 计算计算计算计算 J J，确定图谱中的一级与高级偶合部分。先解析，确定图谱中的一级与高级偶合部分。先解析，确定图谱中的一级与高级偶合部分。先解析，确定图谱中的一级与高级偶合部分。先解析图谱中的一级偶合部分，由共振峰的化学位移值及峰分裂，图谱中的一级偶合部分，由共振峰的化学位移值及峰分裂，图谱中的一级偶合部分，由共振峰的化学位移值及峰分裂，图谱中的一级偶合部分，由共振峰的化学位

15、移值及峰分裂，确定归属及偶合系统。确定归属及偶合系统。确定归属及偶合系统。确定归属及偶合系统。三、核磁共振三、核磁共振三、核磁共振三、核磁共振(h c n(h c n zhn)zhn)氢谱的解析氢谱的解析氢谱的解析氢谱的解析第10页/共60页第十一页，共61页。7 7 解析图谱中高级偶合部分：解析图谱中高级偶合部分：解析图谱中高级偶合部分：解析图谱中高级偶合部分：先查看先查看先查看先查看77左右是否有芳氢的共振峰，按分裂图形确定自旋系左右是否有芳氢的共振峰，按分裂图形确定自旋系左右是否有芳氢的共振峰，按分裂图形确定自旋系左右是否有芳氢的共振峰，按分裂图形确定自旋系统及取代位置；统及取代位置；统

16、及取代位置；统及取代位置；难解析的高级偶合系统可先进行纵坐标扩展，若不解决问题，难解析的高级偶合系统可先进行纵坐标扩展，若不解决问题，难解析的高级偶合系统可先进行纵坐标扩展，若不解决问题，难解析的高级偶合系统可先进行纵坐标扩展，若不解决问题，可更换高场强仪器或运用双照射等技术测定；也可用位移试剂可更换高场强仪器或运用双照射等技术测定；也可用位移试剂可更换高场强仪器或运用双照射等技术测定；也可用位移试剂可更换高场强仪器或运用双照射等技术测定；也可用位移试剂使不同使不同使不同使不同(b tn)(b tn)基团谱线的化学位移拉开，从而使图谱简化。基团谱线的化学位移拉开，从而使图谱简化。基团谱线的化学

17、位移拉开，从而使图谱简化。基团谱线的化学位移拉开，从而使图谱简化。8 8 含活泼氢的未知物：可对比重水交换前后光谱的改变，以确定含活泼氢的未知物：可对比重水交换前后光谱的改变，以确定含活泼氢的未知物：可对比重水交换前后光谱的改变，以确定含活泼氢的未知物：可对比重水交换前后光谱的改变，以确定活泼氢的峰位及类型活泼氢的峰位及类型活泼氢的峰位及类型活泼氢的峰位及类型(OH(OH，NHNH，SHSH，COOHCOOH等等等等)。9 9 最好参考最好参考最好参考最好参考IRIR、UVUV及及及及MSMS等图谱进行综合波谱解析。等图谱进行综合波谱解析。等图谱进行综合波谱解析。等图谱进行综合波谱解析。10

18、10 结构初定后，查表或计算各基团的化学位移核对。核对偶合结构初定后，查表或计算各基团的化学位移核对。核对偶合结构初定后，查表或计算各基团的化学位移核对。核对偶合结构初定后，查表或计算各基团的化学位移核对。核对偶合关系与偶合常数是否合理。已发表的化合物，可查标准光谱核关系与偶合常数是否合理。已发表的化合物，可查标准光谱核关系与偶合常数是否合理。已发表的化合物，可查标准光谱核关系与偶合常数是否合理。已发表的化合物，可查标准光谱核对。对。对。对。第11页/共60页第十二页，共61页。例例例例2 2 一个一个一个一个(y)(y)含溴化合物分子式为含溴化合物分子式为含溴化合物分子式为含溴化合物分子式为

19、C4H7BrO2C4H7BrO2，核磁共振氢谱，核磁共振氢谱，核磁共振氢谱，核磁共振氢谱如图。由光谱解析确定结构。已知如图。由光谱解析确定结构。已知如图。由光谱解析确定结构。已知如图。由光谱解析确定结构。已知1.78(d)1.78(d)、2.95(d)2.95(d)、4.43(sex)4.43(sex)、10.70(s)10.70(s)；JacJac6.8Hz6.8Hz，JbcJbc6.7Hz6.7Hz。a ab bc cd d第12页/共60页第十三页，共61页。氢分布氢分布氢分布氢分布(fnb)(fnb)：a:b:c:d=3H:2H:1H:1Ha:b:c:d=3H:2H:1H:1H未知物可

20、能未知物可能未知物可能未知物可能(knng)(knng)结构为：结构为：结构为：结构为：或或或或第13页/共60页第十四页，共61页。即即即即第14页/共60页第十五页，共61页。例3 一个未知物的分子式为C9H13N。a1.22(d)、b2.80(sep)、c3.44(s)、d6.60(m，多重峰)及e7.03(m)。核磁共振(h c n zhn)氢谱如图，试确定结构式。C9H13NC9H13N的核磁共振的核磁共振的核磁共振的核磁共振(h c(h c n zhn)n zhn)氢谱氢谱氢谱氢谱6H6H1H1H2H2H4H4H第15页/共60页第十六页，共61页。氢分布氢分布氢分布氢分布(fnb

21、)(fnb)：a:b:c:d:e=6H(1.8cm)a:b:c:d:e=6H(1.8cm)：1H(0.3cm)1H(0.3cm)：2H(0.6cm)2H(0.6cm)：2H(0.6cm)2H(0.6cm)：2H(0.6cm)2H(0.6cm)解：解：解：解：不饱和度：不饱和度：不饱和度：不饱和度：，可能有苯环。对双取代苯，对双取代苯，对双取代苯，对双取代苯，AABBAABB系统系统系统系统第16页/共60页第十七页，共61页。由分子式由分子式由分子式由分子式C9H13NC9H13N中减去（中减去（中减去（中减去（C3H7+C6H4C3H7+C6H4）余）余）余）余NH2(NH2(氨基氨基氨基氨

22、基)，化学，化学，化学，化学(huxu)(huxu)位移也相符。位移也相符。位移也相符。位移也相符。所以未知物可能所以未知物可能所以未知物可能所以未知物可能(knng)(knng)是异丙是异丙是异丙是异丙基苯胺基苯胺基苯胺基苯胺dede第17页/共60页第十八页，共61页。例例例例4 4 一化合物结构式为一化合物结构式为一化合物结构式为一化合物结构式为 ，其其其其NMRNMR图谱如图，试解释各峰的归属图谱如图，试解释各峰的归属图谱如图，试解释各峰的归属图谱如图，试解释各峰的归属。C10H13O2的核磁共振(h c n zhn)氢谱3H3H3H3H2H2H1H1H4H4H第18页/共60页第十九

23、页，共61页。解：（解：（解：（解：（1 1）由积分）由积分）由积分）由积分(jfn)(jfn)曲线可知曲线可知曲线可知曲线可知HH分布：分布：分布：分布：a a ：b b ：c c ：d d ：e e 3H 3H 2H 4H 1H 3H 3H 2H 4H 1H （2 2）峰归属）峰归属）峰归属）峰归属 1.3 2 4 7 8 1.3 2 4 7 8 三重峰三重峰三重峰三重峰 单峰单峰单峰单峰 四重峰四重峰四重峰四重峰 双二重峰双二重峰双二重峰双二重峰 单峰单峰单峰单峰 第19页/共60页第二十页，共61页。例例例例5 5 某未知物分子式为某未知物分子式为某未知物分子式为某未知物分子式为C8H

24、12O4C8H12O4，60MHz60MHz磁场强度的磁场强度的磁场强度的磁场强度的NMRNMR图谱如下，图谱如下，图谱如下，图谱如下，a=1.31(a=1.31(三重三重三重三重(sn zhn)(sn zhn)峰峰峰峰)，b=4.19(b=4.19(四重峰四重峰四重峰四重峰)，c=6.71(c=6.71(单峰单峰单峰单峰)，Jab=7HzJab=7Hz，峰面积积分值比，峰面积积分值比，峰面积积分值比，峰面积积分值比a:b:c=3:2:1a:b:c=3:2:1，试推断其结构。，试推断其结构。，试推断其结构。，试推断其结构。C8H12O4C8H12O4的核磁共振的核磁共振的核磁共振的核磁共振(h

25、 c n zhn)(h c n zhn)氢图谱氢图谱氢图谱氢图谱6H6H4H4H2H2H第20页/共60页第二十一页，共61页。解：解：解：解：（1 1）计算不饱和度）计算不饱和度）计算不饱和度）计算不饱和度 （2）由积分值比值计算H分布：a:b:c=3:2:1 分子式有12个H，可知分子具有对称(duchn)结构 a :b :c 6H :4H :2H （3）偶合系统(xtng)（ab）为一级偶合A2X3系统(xtng)（二个质子的四重峰与三个质 子的二重峰）。（4 4）根据）根据）根据）根据a=1.31a=1.31，b=4.19 b=4.19及偶合系统很容易推测及偶合系统很容易推测及偶合系统

26、很容易推测及偶合系统很容易推测-CH2CH3-CH2CH3的的的的存在，并向低场位移存在，并向低场位移存在，并向低场位移存在，并向低场位移(wiy)(wiy)，故为，故为，故为，故为-OCH2CH3-OCH2CH3型结构。型结构。型结构。型结构。第21页/共60页第二十二页，共61页。（5 5）c=6.71c=6.71一个质子单峰，由不饱和度可知不是芳香质一个质子单峰，由不饱和度可知不是芳香质一个质子单峰，由不饱和度可知不是芳香质一个质子单峰，由不饱和度可知不是芳香质子峰，在如此低场范围内的质子，可能烯质子旁边连接一子峰，在如此低场范围内的质子，可能烯质子旁边连接一子峰，在如此低场范围内的质子

27、，可能烯质子旁边连接一子峰，在如此低场范围内的质子，可能烯质子旁边连接一个去屏蔽基团，使烯质子进一步去屏蔽，又因化合物中个去屏蔽基团，使烯质子进一步去屏蔽，又因化合物中个去屏蔽基团，使烯质子进一步去屏蔽，又因化合物中个去屏蔽基团，使烯质子进一步去屏蔽，又因化合物中3 3个个个个不饱和数，氧原子较多，可能有羰基，因此推测有不饱和数，氧原子较多，可能有羰基，因此推测有不饱和数，氧原子较多，可能有羰基，因此推测有不饱和数，氧原子较多，可能有羰基，因此推测有 结构。结构。结构。结构。（6）根据以上信息，化合物中可能(knng)有以下结构：上式正好(zhngho)为分子式的一半，故完整的结构式应为：第2

28、2页/共60页第二十三页，共61页。烯氢（反式）烯氢（反式）烯氢（反式）烯氢（反式）=5.28+0.68+0+1.02=6.98=5.28+0.68+0+1.02=6.98（与（与（与（与6.716.71相近相近相近相近(xin(xin jn)jn)）烯氢烯氢烯氢烯氢（顺式）（顺式）（顺式）（顺式）=5.28+0.68+0.33+0=6.29=5.28+0.68+0.33+0=6.29所以所以所以所以(suy)(suy)，该化合物的结构式为：，该化合物的结构式为：，该化合物的结构式为：，该化合物的结构式为：第23页/共60页第二十四页，共61页。例例例例6 6 由下述由下述由下述由下述NMRN

29、MR图谱，进行波谱解析，给出未知化合物的图谱，进行波谱解析，给出未知化合物的图谱，进行波谱解析，给出未知化合物的图谱，进行波谱解析，给出未知化合物的结构及自旋系统结构及自旋系统结构及自旋系统结构及自旋系统(xtng)(xtng)。（1 1）已知未知化合物的分子式为）已知未知化合物的分子式为）已知未知化合物的分子式为）已知未知化合物的分子式为C4H10OC4H10O，核磁共振图谱，核磁共振图谱，核磁共振图谱，核磁共振图谱如图所示：如图所示：如图所示：如图所示：C4H10OC4H10O的核磁共振的核磁共振的核磁共振的核磁共振(h c n zhn)(h c n zhn)谱谱谱谱6H6H4H4H第24

30、页/共60页第二十五页，共61页。解：解：解：解：氢分布：氢分布：氢分布：氢分布：a a：b=2.1cmb=2.1cm：1.4cm=31.4cm=3：2 2，因为分子式中氢总数，因为分子式中氢总数，因为分子式中氢总数，因为分子式中氢总数(zngsh)(zngsh)为为为为1010，因此，因此，因此，因此a a含含含含6 6个氢，个氢，个氢，个氢，b b为为为为4 4个氢。个氢。个氢。个氢。第25页/共60页第二十六页，共61页。自旋系统：自旋系统：自旋系统：自旋系统：因为因为因为因为 ，多重峰峰高比符合二项式展，多重峰峰高比符合二项式展，多重峰峰高比符合二项式展，多重峰峰高比符合二项式展开系数

31、比，峰裂数目符合开系数比，峰裂数目符合开系数比，峰裂数目符合开系数比，峰裂数目符合n+1n+1，因而是一级偶合的，因而是一级偶合的，因而是一级偶合的，因而是一级偶合的A A2 2X X3 3系系系系统（或统（或统（或统（或A A3 3X X2 2系统）。系统）。系统）。系统）。结构式：分子式中有4个碳、10个氢，而核磁共振谱上只有(zhyu)两组峰，无疑未知物的结构式为对称结构。所以所以所以所以(suy)(suy)未知化未知化未知化未知化合物为：合物为：合物为：合物为：CHCH3 3CHCH2 2OCHOCH2 2CHCH3 3第26页/共60页第二十七页，共61页。（2 2）已知未知化合物的

32、分子式为）已知未知化合物的分子式为）已知未知化合物的分子式为）已知未知化合物的分子式为C9H12C9H12，核磁共振，核磁共振，核磁共振，核磁共振(h c n(h c n zhn)zhn)图谱如图所示：课本图谱如图所示：课本图谱如图所示：课本图谱如图所示：课本P307 19(1)P307 19(1)C9H12C9H12的核磁共振的核磁共振的核磁共振的核磁共振(h c n zhn)(h c n zhn)谱谱谱谱6H6H5H5H1H1H第27页/共60页第二十八页，共61页。解：解：解：解：氢分布：氢分布：氢分布：氢分布：a:b:c=6:1:5a:b:c=6:1:5，因为，因为，因为，因为(yn

33、wi)(yn wi)分子式中氢总数为分子式中氢总数为分子式中氢总数为分子式中氢总数为1212，因此，因此，因此，因此a a含含含含6 6个氢，个氢，个氢，个氢，b b为为为为1 1个氢，个氢，个氢，个氢，c c为为为为5 5个氢。个氢。个氢。个氢。第28页/共60页第二十九页，共61页。结构式：根据结构式：根据结构式：根据结构式：根据(gnj)(gnj)(gnj)(gnj)以上分析，未知物以上分析，未知物以上分析，未知物以上分析，未知物为：为：为：为：自旋系统：因为自旋系统：因为自旋系统：因为自旋系统：因为 ，符合，符合，符合，符合(fh)n+1(fh)n+1律及一级偶合律及一级偶合律及一级偶

34、合律及一级偶合的其他特征，异丙苯为的其他特征，异丙苯为的其他特征，异丙苯为的其他特征，异丙苯为A6XA6X及及及及A5A5两个一级自旋系统。两个一级自旋系统。两个一级自旋系统。两个一级自旋系统。第29页/共60页第三十页，共61页。（3 3）已知未知化合物的分子式为）已知未知化合物的分子式为）已知未知化合物的分子式为）已知未知化合物的分子式为C10H10Br2OC10H10Br2O，核磁共振图，核磁共振图，核磁共振图，核磁共振图谱谱谱谱(tp)(tp)如图所示：课本如图所示：课本如图所示：课本如图所示：课本P307 19(3)P307 19(3)C10H10Br2OC10H10Br2O的核磁共

35、振的核磁共振的核磁共振的核磁共振(h c n zhn)(h c n zhn)氢谱氢谱氢谱氢谱3H3H2H2H5H5H第30页/共60页第三十一页，共61页。解：解：解：解：氢分布：氢分布：氢分布：氢分布：a:b:c:d=3H:1H:1H:5Ha:b:c:d=3H:1H:1H:5H而不是而不是而不是而不是(b shi)(b shi)与氧相连（与氧相连（与氧相连（与氧相连（CH3-O-CH3-O-的的的的 为为为为3.53.83.53.8）第31页/共60页第三十二页，共61页。由分子式中扣除由分子式中扣除由分子式中扣除由分子式中扣除(kuch)CH3-CO-(kuch)CH3-CO-及及及及C6

36、H5-C6H5-，余，余，余，余C2H2Br2C2H2Br2而而而而c c、d d皆为二重峰，而化学位移皆为二重峰，而化学位移皆为二重峰，而化学位移皆为二重峰，而化学位移b4.91b4.91、c5.33 c5.33，说明存在，说明存在，说明存在，说明存在着着着着-CHBr-CHBr-CHBr-CHBr-基团。基团。基团。基团。结构式：结构式：结构式：结构式：综上所述，未知物结构式为：综上所述，未知物结构式为：综上所述，未知物结构式为：综上所述，未知物结构式为：自旋自旋自旋自旋(z xun)(z xun)系统：系统：系统：系统：A5A5、ABAB、A3A3。第32页/共60页第三十三页，共61页

37、。例例例例7 7 有一芳香有一芳香有一芳香有一芳香(fngxing)(fngxing)酯酯酯酯C10H12O3C10H12O3样品，其核磁共振样品，其核磁共振样品，其核磁共振样品，其核磁共振氢谱如图，试确定其结构。氢谱如图，试确定其结构。氢谱如图，试确定其结构。氢谱如图，试确定其结构。C10H12O3C10H12O3的核磁共振的核磁共振的核磁共振的核磁共振(h c n zhn)(h c n zhn)氢谱氢谱氢谱氢谱sexsex第33页/共60页第三十四页，共61页。从上述三个吸收从上述三个吸收从上述三个吸收从上述三个吸收(xshu)(xshu)峰分析，可能为峰分析，可能为峰分析，可能为峰分析，

38、可能为-OCH2CH2CH3OCH2CH2CH3基团。基团。基团。基团。解：解：解：解：氢分布氢分布氢分布氢分布(fnb)(fnb)：a:b:c:d:e:f=3H:2H:2H:2H:1H:2Ha:b:c:d:e:f=3H:2H:2H:2H:1H:2H，共有，共有，共有，共有1212个氢个氢个氢个氢第34页/共60页第三十五页，共61页。已知样品分子式为已知样品分子式为已知样品分子式为已知样品分子式为C10H12O3C10H12O3，并为一个芳香酯类，因此，并为一个芳香酯类，因此，并为一个芳香酯类，因此，并为一个芳香酯类，因此(ync)(ync)它的化学结构推测为：它的化学结构推测为：它的化学结

39、构推测为：它的化学结构推测为：用用用用D D2 2OO交换后，峰消失交换后，峰消失交换后，峰消失交换后，峰消失可能为可能为可能为可能为OHOH基基基基所以所以所以所以(suy)(suy)该化合物该化合物该化合物该化合物为：为：为：为：第35页/共60页第三十六页，共61页。例例例例8 8 某化合物的分子式为某化合物的分子式为某化合物的分子式为某化合物的分子式为C5H7NO2C5H7NO2，红外光谱中，红外光谱中，红外光谱中，红外光谱中2230cm-12230cm-1，1720cm-11720cm-1有特征吸收峰，有特征吸收峰，有特征吸收峰，有特征吸收峰，1H-NMR1H-NMR如图，数据为如图

40、，数据为如图，数据为如图，数据为1.31.3（三重峰），（三重峰），（三重峰），（三重峰），3.453.45（单峰），（单峰），（单峰），（单峰），4.254.25（四重峰），（四重峰），（四重峰），（四重峰），a a、b b、c c的积分高度分别的积分高度分别的积分高度分别的积分高度分别(fnbi)(fnbi)为为为为1515，1010，1010格，推测其结构式。格，推测其结构式。格，推测其结构式。格，推测其结构式。C5H7NO2C5H7NO2的核磁共振的核磁共振的核磁共振的核磁共振(h c(h c n zhn)n zhn)氢谱氢谱氢谱氢谱3H3H2H2H2H2H第36页/共60页第三十七页

41、，共61页。解：解：解：解：红外光谱分析红外光谱分析红外光谱分析红外光谱分析(un p fn x)(un p fn x)，该化合物，该化合物，该化合物，该化合物含有羰基和氰基含有羰基和氰基含有羰基和氰基含有羰基和氰基氢分布氢分布氢分布氢分布(fnb)(fnb)：a:b:c=3:2:1a:b:c=3:2:1所以所以所以所以(suy)(suy)，该化合物可能结构式为：，该化合物可能结构式为：，该化合物可能结构式为：，该化合物可能结构式为：第37页/共60页第三十八页，共61页。碳谱：核磁共振碳谱：核磁共振碳谱：核磁共振碳谱：核磁共振(h c n zhn)(h c n zhn)碳谱（碳谱（碳谱（碳谱

42、（13C-NMR)13C-NMR)1 1H-NMR1 1H-NMR和和和和13C-NMR13C-NMR：1 1）13C13C的自然丰度低（的自然丰度低（的自然丰度低（的自然丰度低（1.108%1.108%），磁旋比是），磁旋比是），磁旋比是），磁旋比是1H1H的的的的1/41/4，所以，所以，所以，所以13C-13C-NMRNMR灵敏度低，信号弱，所需样品量大，需要多次扫描，进行长灵敏度低，信号弱，所需样品量大，需要多次扫描，进行长灵敏度低，信号弱，所需样品量大，需要多次扫描，进行长灵敏度低，信号弱，所需样品量大，需要多次扫描，进行长时间的信号累加；时间的信号累加；时间的信号累加；时间的信号累

43、加；2 2）13C13C谱中峰面积与碳数不成比例；谱中峰面积与碳数不成比例；谱中峰面积与碳数不成比例；谱中峰面积与碳数不成比例；3 3）13C 13C谱化学位移宽，谱化学位移宽，谱化学位移宽，谱化学位移宽，02500250，可以研究有机化合物的碳骨架和含，可以研究有机化合物的碳骨架和含，可以研究有机化合物的碳骨架和含，可以研究有机化合物的碳骨架和含碳基团；碳基团；碳基团；碳基团；1H1H谱窄，谱窄，谱窄，谱窄，020020，研究不同，研究不同，研究不同，研究不同(b tn)(b tn)环境下的环境下的环境下的环境下的HH核；核；核；核；4 4）13C 13C核与核与核与核与1H1H的偶合有的偶

44、合有的偶合有的偶合有1J1J，2J2J，3J3J等，等，等，等，1J1J很大，约很大，约很大，约很大，约100200Hz100200Hz，需要去偶需要去偶需要去偶需要去偶5 5）13C13C谱与谱与谱与谱与1H1H谱基本原理相同，化学位移定义与表示法一样，内谱基本原理相同，化学位移定义与表示法一样，内谱基本原理相同，化学位移定义与表示法一样，内谱基本原理相同，化学位移定义与表示法一样，内标物都是标物都是标物都是标物都是TMSTMS；2 2 相关谱：相关谱：相关谱：相关谱：第38页/共60页第三十九页，共61页。小小 结结1.1.核磁共振核磁共振核磁共振核磁共振(h c n zhn)(h c n

45、 zhn)波谱的定义，作用及发展；波谱的定义，作用及发展；波谱的定义，作用及发展；波谱的定义，作用及发展；2.2.原子核自旋分类：原子核自旋分类：原子核自旋分类：原子核自旋分类：质量数质量数质量数质量数电荷数电荷数电荷数电荷数（原子序（原子序（原子序（原子序数）数）数）数）自旋量子自旋量子自旋量子自旋量子数数数数(I)(I)NMRNMR信信信信号号号号原子核原子核原子核原子核偶数偶数偶数偶数偶数偶数偶数偶数0 0无无无无奇数奇数奇数奇数奇数奇数奇数奇数1/21/2有有有有3/23/2有有有有偶数偶数偶数偶数1/21/2有有有有3/23/2有有有有偶数偶数偶数偶数奇数奇数奇数奇数1 1有有有有第

46、39页/共60页第四十页，共61页。3.3.自旋自旋自旋自旋(z xun)(z xun)量子数不为零的原子核都有磁矩（微观磁矩），量子数不为零的原子核都有磁矩（微观磁矩），量子数不为零的原子核都有磁矩（微观磁矩），量子数不为零的原子核都有磁矩（微观磁矩），核磁矩的方向服从右手法则。其大小与自旋核磁矩的方向服从右手法则。其大小与自旋核磁矩的方向服从右手法则。其大小与自旋核磁矩的方向服从右手法则。其大小与自旋(z xun)(z xun)角动量成正角动量成正角动量成正角动量成正比。比。比。比。=P P4.4.核磁矩的取向和空间量子化：无外磁核磁矩的取向和空间量子化：无外磁核磁矩的取向和空间量子化：无

47、外磁核磁矩的取向和空间量子化：无外磁场时，核磁矩的取向是任意的，若将原场时，核磁矩的取向是任意的，若将原场时，核磁矩的取向是任意的，若将原场时，核磁矩的取向是任意的，若将原子核置于磁场中，则核磁矩的取向不再子核置于磁场中，则核磁矩的取向不再子核置于磁场中，则核磁矩的取向不再子核置于磁场中，则核磁矩的取向不再(b zi)(b zi)是任意的，是量子化的，共有是任意的，是量子化的，共有是任意的，是量子化的，共有是任意的，是量子化的，共有2I+12I+1种取向。种取向。种取向。种取向。第40页/共60页第四十一页，共61页。第41页/共60页第四十二页，共61页。E5.5.能级分裂能级分裂能级分裂能

48、级分裂:不同不同不同不同(b tn)(b tn)取向的核具有不同取向的核具有不同取向的核具有不同取向的核具有不同(b tn)(b tn)的能级，如的能级，如的能级，如的能级，如1H1H则：上式说明上式说明上式说明上式说明(shumng)I=1/2(shumng)I=1/2的核，两能级差与外磁场强度的核，两能级差与外磁场强度的核，两能级差与外磁场强度的核，两能级差与外磁场强度（H0H0）及磁旋比（）及磁旋比（）及磁旋比（）及磁旋比（）或核磁矩（）或核磁矩（）或核磁矩（）或核磁矩（）的关系。）的关系。）的关系。）的关系。第42页/共60页第四十三页，共61页。6.6.原子核的进动原子核的进动原子核

49、的进动原子核的进动(jn dn)(jn dn)：进动进动进动进动(jn(jn dn)dn)频频频频率：率：率：率：第43页/共60页第四十四页，共61页。7.7.所以共振吸收条件为：所以共振吸收条件为：所以共振吸收条件为：所以共振吸收条件为：1 1）核具有自旋，即为磁性核；）核具有自旋，即为磁性核；）核具有自旋，即为磁性核；）核具有自旋，即为磁性核；2 2）必须将磁核放在强磁场中，才能使核的能级差）必须将磁核放在强磁场中，才能使核的能级差）必须将磁核放在强磁场中，才能使核的能级差）必须将磁核放在强磁场中，才能使核的能级差显示显示显示显示(xinsh)(xinsh)出来；出来；出来；出来；3 3

50、）v0=v v0=v4 4）m=1 m=18.8.自旋自旋自旋自旋(z xun)(z xun)驰豫：驰豫：驰豫：驰豫：9.9.核磁共振波谱仪核磁共振波谱仪核磁共振波谱仪核磁共振波谱仪连续波核磁共振波谱仪连续波核磁共振波谱仪连续波核磁共振波谱仪连续波核磁共振波谱仪脉冲傅立叶变换核磁共振仪脉冲傅立叶变换核磁共振仪脉冲傅立叶变换核磁共振仪脉冲傅立叶变换核磁共振仪第44页/共60页第四十五页，共61页。10.10.溶剂和试样测定：溶剂和试样测定：溶剂和试样测定：溶剂和试样测定：1 1）溶剂的选择：）溶剂的选择：）溶剂的选择：）溶剂的选择：2 2）NMRNMR的试样要求：试验纯度的试样要求：试验纯度的试