14.2 核磁共振谱分析与质谱分析

目录CONTENTS 14.1
电磁波谱分析
14.2
核磁共振谱与质谱分析
14.3
X-射线衍射分析与热分析技术
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1)核磁共振
若质子受到一定频率的电磁波辐射，辐射所提供的能量恰好等于质子两种取向的能量差(ΔE )时，质子就吸收电磁辐射的能量，从低能级跃迁到高能级，这种现象即称为核磁共振。

（1）
核磁共振谱分析
（1）核磁共振谱分析
2)核磁共振谱
核磁共振谱图可提供如下的信息：
①信号的数目：说明在分子中不同“种类”的质子有几种。

②信号的位置（化学位移）：说明每种质子的电子环境的某
些情况。

③信号的强度（峰的面积）：说明每种质子有几个。

④信号的裂分：自旋—自旋偶合，可提供邻近质子数目、类
型及相对位置的情况。

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7化学位移
由电子的屏蔽效应引起的核磁共振吸收位置的移动。

①化学位移的标定
•δ值越大，表示屏蔽效应作用越小，吸收峰出现在低场。

•δ值越小，表示屏蔽效应作用越大，吸收峰出现在高场。

②各种常见基团的值。

（1）核磁共振谱分析
第十四章结构分析表征技术
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③δ值与有机物结构的关系
a 、δ值从RCH 3，R 2CH 2，R 3CH 依次增加。

b 、δ值从烷烃、烯基、芳基依次增加。

c 、δ值随着邻近原子电负性的增加而增加。

如：CH 3Li <CH 3NH 2<CH 3OH <CH 3F
（1）核磁共振谱分析
d 、δ值随着H 原子与电负性基团距离的增大而减小。

R—O—C—C—C—H <R—O—C—C—H <R—O—C—H
（1）核磁共振谱分析有缘学习更多＋谓ｙｇｄ３０７６或关注桃报：奉献教育（店铺）小结：
氢核周围电子
屏蔽效应化学位移（δ）共振吸收峰云密度
小小大低场出现
大大小高场出现G—CH
—H：G吸电子效应，δ值增大；
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G给电子效应，δ值增小。

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（1）核磁共振谱分析
峰面积与H原子数目
1．称重法
2．积分曲线高度法
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（1）核磁共振谱分析
自旋偶合和自旋裂分
A)自旋偶合：分子中位置相邻近碳上质子间自旋的相互影响
B)由自旋偶合引起的吸收峰的裂分，叫做峰的裂分。

自旋偶合使核磁共振谱中信号分裂为多重峰，峰的
数目等于（n+1）。

C)偶合常数（J）用以表示相互干扰的强度。

相邻两个峰之间的距离为偶合常数，单位是赫(Hz)。

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例：CH 3CH 2O CH 2CH 3中的2个H b 对H a 的偶合作用。

Ha Hb 自旋组合总自旋数
（1）核磁共振谱分析
D)裂分的式样一般可依下列情况计算：
①(n+1)规则：自旋偶合的邻近H 原子都相同时才适用(n+1)规则。

②如果自旋偶合的邻近H 原子不相同时，裂分的数目为(n+1)(n’+1)(n’’+1)
（1）核磁共振谱分析
谱线相对强度则为：
①在（n+1）的简单情况。

则：n=1其比例为1:1；
n=2其比例为1:2:1；
n=3其比例为1:3:3:1；
n=4其比例为1:4:6:4:1等。

②在(1+1) (1+1)的情况，四重峰具有同样的强度。

③在(2+1) (2+1)的情况，其强度比例为1:2:1:2:4:2:1:2:1，
但通常不易分辨出。

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自旋偶合的限度
①所谓邻近H 原子通常指邻位碳上的H 。

自旋间作用随着距离的增大而很快消失（通常隔三个σ键作用就很小了）。

②通过重键的作用要比单键的大。

③如果H
较活动受溶剂的影响，也会产生偶合。

（1）核磁共振谱分析
（1）核磁共振谱分析
磁等同和磁不等同的质子
磁等同质子：指的是在分子中一组氢质子，其化
学环境相同，化学位移相同，对组外任何一个质
子核的偶合作用强度相同（即J值相同）。

但化
学等价的核，不一定是磁等价的核。

化学环境不相同的氢质子是磁不等同的质子。

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第十四章结构分析与表征技术
（1）核磁共振谱分析
核磁共振谱解析
•磁等同质子例:环已烷的1HNMR图
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第十四章结构分析与表征技术
（1）核磁共振谱分析
例对二甲苯1HNMR图
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质谱分析
（2）
1)质谱仪
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（2）质谱分析
2)质谱图
条图（或棒图）
•横坐标为质荷m/e，
•纵坐标为相对强度（丰度），把最强的离子峰为基峰(100%)，而其它离子峰以对基峰的相对百分值表示。

•母离子峰（M），就是所测物质的相对分子量。

•同位素峰（M+1），可计算同位素的相对丰度。

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第十四章结构分析与表征技术
（2）质谱分析
3)质谱的特点
•可测精确的分子量。

可计算同位素的相对丰度。

•用量少。

用极少量的化合物（10-9克）即可记录到它的质谱。

•鉴别两个化合物是否相同。

•混合物的定性和定量分析，同位素的分析。

•为确定化合物的结构提供有用的信息。

•与上述方法不同，在测定过程中样品被完全破坏了。

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第十四章结构分析与表征技术
今天的课，我们就上到这里
同学们再见
22。