核磁共振氢谱中氢信号的裂分间距反映了什么信息?

作者&投稿:诗葛 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
核磁共振氢谱的裂分~

由于相邻碳上质子之间的自旋偶合,因此能够引起吸收峰裂分。例如,一个质子共振峰不受相邻的另一个质子的自旋偶合影响,则表现为一个单峰,如果受其影响,就表现为一个二重峰,该二重峰强度相等,其总面积正好和未分裂的单峰面积相等。自旋偶合使核磁共振谱中信号分裂成多重峰,峰的数目等于n+1,n是指邻近H的数目,例如CH3-CHCl2中CH3的共振峰是1+1=2,因为他邻近基团CHCl2上只有一个H;-CHCl2的共振峰是3+1=4,因为他邻近基团-甲基上有三个H。注意,只有当自旋偶合的邻近H原子都相同时才适用n+1规则。当自旋偶合的邻近H原子不相同时,裂分数目为(n+1)(n'+1)(n''+1)。例如化合物Cl2CH-CH2-CHBr2中,两端两个基团-CHCl2和-CHBr2中的H并不相同,因而-CH2-应该裂分成为(1+1)(1+1)=4重峰。又如ClCH2-CH2-CH2Br中-CH2-该裂分为(2+1)(2+1)=9重峰 。

化学环境这里指化合物中氢原子核外的电子分布情况、与该氢核邻近的其他原子和成键电子的分布情况及其对该氢核的影响。
化学环境不同的氢核(也就是结构环境不同的质子),其核磁共振谱图中的化学位移不同。
(1)由信号峰的组数可以推知有机物分子中含有几种类型的氢
(2)由各信号峰的强度(峰面积或积分曲线高度)比可以推知化合物中各类型氢数目的相对比,再根据分子中含有氢原子的总数可判断出各类型氢原子的数目
(3)从各信号峰的裂分数目可推知其邻近氢的数目
(4)由歌峰的化学位移可推知各类型氢的归属
(5)由偶合常数和裂分峰的外形可推测相邻的磁不等价质子的类型。
ch3-ch(cl)-ch2-ch2-ch3,中,应有2个甲基、两个亚甲基、一个次甲基,有三种磁不等价质子。

由于相邻碳上质子之间的自旋偶合,因此能够引起吸收峰裂分。例如,一个质子共振峰不受相邻的另一个质子的自旋偶合影响,则表现为一个单峰,如果受其影响,就表现为一个二重峰,该二重峰强度相等,其总面积正好和未分裂的单峰面积相等。
自旋偶合使核磁共振谱中信号分裂成多重峰,峰的数目等于n+1,n是指邻近H的数目,例如CH3-CHCl2中CH3的共振峰是1+1=2,因为他邻近基团CHCl2上只有一个H;-CHCl2的共振峰是3+1=4,因为他邻近基团-甲基上有三个H。注意,只有当自旋偶合的邻近H原子都相同时才适用n+1规则。
当自旋偶合的邻近H原子不相同时,裂分数目为(n+1)(n'+1)(n''+1)。例如化合物Cl2CH-CH2-CHBr2中,两端两个基团-CHCl2和-CHBr2中的H并不相同,因而-CH2-应该裂分成为(1+1)(1+1)=4重峰。又如ClCH2-CH2-CH2Br中-CH2-该裂分为(2+1)(2+1)=9重峰 。
2.1核磁共振氢谱中的几个重要参数
1、化学位移

(1)影响化学位移的主要因素:
a.诱导效应。
电负性取代基降低氢核外电子云密度,其共振吸收向低场位移,δ值增大,如
CH3F
CH3OH
CH3Cl
CH3Br
CH3I
CH4
TMS
δ(ppm)
4.06
3.40
3.05
2.68
2.16
0.23
0
X电负性
4.0
3.5
3.0
2.8
2.5
2.1
1.6

对于X-CH<YZ型化合物,X、Y、Z基对>CH- δ值的影响具有加合性,可用shoolery公式估算,式中0.23为CH4的δ,Ci值见下表。

例如:BrCH2Cl(括号内为实测值)
δ=0.23+2.33+2.53=5.09ppm(5.16ppm)
利用此公式,计算值与实测值误差通常小于0.6ppm,但有时可达1pmm。
值得注意的是,诱导效应是通过成键电子传递的,随着与电负性取代基距离的增大,诱导效应的影响逐渐减弱,通常相隔3个碳以上的影响可以忽略不计。例如:

b.磁各向异性效应。
上面所述的质子周围的电子云密度,能阐明大多数有机化合物的化学位移值。但是还存在用这一因素不能解释的事实:如纯液态下的乙炔质子与乙烯质子相比,前者在高场共振;相反苯的质子又在低场下发生共振。这些现象可用磁各向异性效应解释。
当分子中某些基团的电子云排布不是球形对称时,即磁各向异性时,它对邻近的H核就附加一个各向异性磁场,使某些位置上核受屏蔽,而另一些位置上的核受去屏蔽,这一现象称为各向异性效应。在氢谱中,这种邻近基团的磁各向异性的影响十分重要。 现举例说明一下:

叁键的磁各向异性效应:如乙炔分子呈直线型,叁键轴向的周围电子云是对称分布的。乙炔质子处于屏蔽区,使质子的δ值向高场移动。

双键:π电子云分布于成键平面的上、下方,平面内为去屏蔽区。与SP2杂化碳相连的氢位于成键的平面内(处于去屏蔽区),较炔氢低场位移。乙烯:5.25ppm;醛氢:9-10ppm。
化学键的各向异性还可由下述化合物(1)至(4)看出:
化合物(1)、(3)中的标记氢分别处于双键和苯环的屏蔽区,而化合物(2)、(4)中相应的氢分别处于双键和苯环的去屏蔽区,δ值增大。

芳环的磁各向异性效应:芳香族化合物的环形π电子云,在外磁场Bo的作用下形成大π电子环流。这电子环流所产生的感应磁场,使苯环平面上下两圆锥体为屏蔽区,其余为去屏蔽区。苯环质子处在去屏蔽区,所心共振信号位置与大多数质子相比在较低场。

由于相邻碳上质子之间的自旋偶合,因此能够引起吸收峰裂分。例如,一个质子共振峰不受相邻的另一个质子的自旋偶合影响,则表现为一个单峰,如果受其影响,就表现为一个二重峰,该二重峰强度相等,其总面积正好和未分裂的单峰面积相等。自旋偶合使核磁共振谱中信号分裂成多重峰,峰的数目等于n+1,n是指邻近H的数目,例如CH3-CHCl2中CH3的共振峰是1+1=2,因为他邻近基团CHCl2上只有一个H;-CHCl2的共振峰是3+1=4,因为他邻近基团-甲基上有三个H。...

核磁共振氢谱 (也称氢谱) 是一种将分子中氢-1的核磁共振效应体现于核磁共振波谱法中的应用。可用来确定分子结构。 当样品中含有氢,特别是同位素氢-1的时候,核磁共振氢谱可被用来确定分子的结构。氢-1原子也被称之为氕。
简单的氢谱来自于含有样本的溶液。为了避免溶剂中的质子的干扰,制备样本时通常使用氘代溶剂(氘=2H, 通常用D表示),例如:氘代水D2O,氘代丙酮(CD3)2CO,氘代甲醇CD3OD,氘代二甲亚砜(CD3)2SO和氘代氯仿CDCl3。同时,一些不含氢的溶剂,例如四氯化碳CCl4和二硫化碳CS2,也可被用于制备测试样品。
历史上,氘代溶剂中常含有少量的(通常0.1%)四甲基硅烷(TMS)作为内标物来校准化学位移。TMS是正四面体分子,其中所有的氢原子化学等价,在谱图中显示为一个单峰,峰的位置被定义为化学位移等于0ppm。TMS易于挥发,这样有利于样品的还原。现代的核磁仪器可以以氘代溶剂中残余的氢-1(如:CDCl3中含有0.01% CHCl3)峰作为参照,因此现在的氘代试剂中通常已经不再添加TMS。
氘代溶剂的应用允许核磁共振仪磁场强度
的自然漂移可以被氘频率-磁场锁定(也被描述为氘锁定或者磁场锁定)所抵消。为了实现氘锁定,核磁共振仪监视着溶液中氘信号的共振频率,通过对
的调整来保持共振频率的恒定。另外,氘信号也可以被用来更加准确的定义0ppm,这是因为氘代溶剂的共振频率以及其与TMS的共振频率之差都是已知的。


核磁共振
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永靖县13788967355: 怎样由核磁共振氢谱判断结构简式?峰的高低表示什么?
揣俗聚维: 氢谱可以传达的信息还是很多的.主要是看化学位移,峰积分面积的比值以及峰的裂分和耦合常数.由化学位移可以判断氢的类型.因为不同类型的氢,化学位移是不一样的.以“化学位移”为关键词可以收到很多内容,具体的分类自己看....

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