核磁共振氢谱的分析
有机波谱分析 --核磁共振氢谱
C C CH
5.8～6.7 6.5～8.0 4.0～5.0
C CH O
6.0～8.1
CH C O 4.0～5.0
CH C N
3.7～5.0
C CH N
5.7～8.0
2-甲基-1-戊烯的氢谱
常用溶剂的特点
CDCl3：最常用的NMR溶剂。溶解性能好，峰形尖锐，价格便宜 ；峰位一般处于7.2ppm，但也会受到溶质的影响，使δ =7.0-7.4， 某些胺类使它移至 δ 7.55 。
氘代的苯、二甲基亚砜、丙酮：峰形不尖锐，常为组峰：丙酮-d6, 五重峰；二甲基亚砜-d6，堆峰或五重峰。二甲基亚砜溶解性特好 ，冬天使用易于结冻；丙酮不要用于可能与其反应的样品，如胺 类、醛类；苯可与某些分子形成“复合物”—有利有弊。
化合物中非球形对称的电子云，如π电子系统，对邻近质子会 附加一个各向异性的磁场，即这个附加磁场在某些区域与外磁 场B0的方向相反，使外磁场强度减弱，起抗磁性屏蔽作用，而 在另外一些区域与外磁场B0方向相同，对外磁场起增强作用， 产生顺磁性屏蔽的作用。 通常，抗磁性屏蔽作用简称为屏蔽作用，产生屏蔽作用的区域 用“ + ”表示，顺磁性屏蔽作用也称作去屏蔽作用，去屏蔽 作用的区域用“ -”表示。
HC HB HO HA
HC
HB HA OH
16
HA = 3.92 ppm HB = 3.55 ppm HC = 0.88 ppm
17
HA = 4.68 ppm HB = 2.40 ppm HC = 0.88 ppm
(6)氢键的影响
-OH、-NH2等基团能形成氢键。一般的醇可形成分子间氢 键，β-二酮的烯醇式形成分子内氢键。
③三键的各向异性效应
核磁共振氢谱结构表征
核磁共振氢谱结构表征
核磁共振氢谱是通过测量氢原子核在强磁场中的能级跃迁而得到的，可以提供有关分子结构的信息。
在核磁共振氢谱中，不同分子中的氢原子核会产生不同的峰，每个峰对应一个能级跃迁。
氢谱结构表征包括以下几个方面：
1. 化学位移：氢原子核在磁场中所处的化学环境不同，会导致其共振频率发生变化，从而产生不同的化学位移。
化学位移可以用来确定不同官能团的存在，以及分子中不同氢原子核的化学环境。
2. 峰形及峰面积：峰形可以提供有关分子内部的旋转、振动等运动的信息。
不同的谱线形状可能反映了分子的不同亚结构。
峰面积可以用来计算不同种类氢原子核的数量比例。
3. 耦合常数：当一个氢原子核与周围的其它氢原子核发生相互作用时，会出现谱线的分裂现象，称为核磁共振耦合。
耦合常数可以提供有关氢原子核之间相互作用的信息，例如相邻原子核之间的键合情况、官能团的位置等。
4. 卫星峰：当某个氢原子核旁边有多个等效的邻近氢原子核时，可以观察到卫星峰。
卫星峰能提供有关分子中多个等效原子核之间的相互作用信息。
通过对核磁共振氢谱进行分析，可以确定分子的化学结构、官能团、立体构型等，为化学研究和结构鉴定提供了重要的工具。
核磁氢谱解析
如 成盐后氮旁边的CH2会低场偏移0.5 ppm，同 样在CDCl3或DMSO做溶剂的谱图中没有成盐之前的氨活 泼氢在0.5－4.0ppm处，但成盐后活泼氢会出在10－ 12ppm处，并且是两个NH.HCl，这也是鉴定氨是否成盐 的一种方法。
重水交换
重水交换是在核磁管里加入1-2滴重水,摇匀,再做谱图会发现 活泼氢消失。
1) ROH; RNH2; R2NH; ArOH; ArSH; ArNH2; RSO3H; RCOOH;RNH2.HCl的活泼氢是比较容易交换;
2) RCOH; RCONH2; ArCONH2; RCONHR`; ArCONHAr; ArCONHR的活泼氢有时比较难交换,特别是醛氢,这时候在 加完重水后可以用电吹风加热一下,稍等片刻再进行检测，会 发现活泼氢明显减少或消失。但谱图会发现水峰信号增强.在 CDCl3中此时HDO峰会在4.8 ppm的位置。
值得一提的是卤素与不饱和烷烃连接时同时有共轭 作用和诱导作用：
F的共轭作用大于诱导作用,所以邻位的氢谱和碳谱 都移向高场；
Cl的共轭作用和诱导作用相互抵消所以影响很小； Br到I共轭作用小于诱导作用所以相比较邻位氢明 显偏向低场。
记住三类取代基的概念
1. 使邻,间,对位氢的化学位移值影响不大的集团就是在 有机化学中使苯环弱活化和弱钝化的集团.这类集团有CH3, -CH2-,-CH(CH3)2, -CH=CHR, , -Cl, -Br.
下面是我们比较常见的两种结构的互变异构.在有些化合物中只表现一种 构型.有些化合物中两种构型皆有，此时在核磁管里面加入浓盐酸1－2滴，会 发现变为单一的构型，这样的方法比升温要方便。
核磁共振氢谱图怎么看(谷风参考)
7
2
CH3CH2O
5
4
CH3 CH3CH2O
5
4
CH3
O
O
1
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2
20
5.3 帮助分析图谱的一些辅助手段
• 5.3.4 溶剂效应 • 苯、吡啶等溶剂具有强的磁各向异性，
在样品溶液中加入少量此类溶剂，它们会 对样品分子的不同部位产生不同的屏蔽作 用。由此可以使样品的1HNMR谱发生较大 的变化，有时，可以使重叠的峰组分开。 • 例：下面的化合物的1HNMR谱:
• (4) 应该具有与大量的溶剂易于混溶的性质；
• (5) 应该尽可能是易于挥发的物质，以便于回收 样品。
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5.2 分析图谱时，经常碰到的一些问题
• 5.2.1.4 常用的标准物质 • TMS (四甲基硅) • DSS: (CH3)3SiCH2CH2CH2SO3Na
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5.2 分析图谱时，经常碰到的一些问题
DMSO-d6、CD3COCD3、CD3OD、C6D6、 C5D5N、CD3CN等。
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5.2 分析图谱时，经常碰到的一些问题
• 5.2.1.3 标准
• 内标准的选择条件：
• (1) 必须具有高度的化学惰性；
• (2) 必须是磁各向同性的，或者接近于磁各向同 性的；
• (3) 应该给出一个简单的、尖锐的和易于识别的 共振信号；
CH
• 其结果，原来的羟基峰消失，同时，与 羟基相连的次甲基峰左移1-2ppm。
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5.3 帮助分析图谱的一些辅助手段
• 如果羟基为酚羟基，则加三氟醋酸酐后， 羟基的邻、对位氢的峰也发生左移。
• 例:下面两个化合物的区别（应用三氟醋 酸酐确定羟基的位置）：
核磁共振 氢谱的分析
第一节 电磁波的一般概念
一、光的频率与波长 光是电磁波，有波长和频率两个特征。电磁波包括了一个极广 阔的 区域，从波长只有千万分之一纳米的宇宙线到波长用米，甚至千 米计 的无线电波都包括再内，每种波长的光的频率不一样，但光速都 一样 即3×1010cm/s。 波长与频率的关系为： υ= c /λ υ=频率，单位：赫（HZ）； λ=波长，单位：厘米（cm），表示波长的单位很多。 如：1nm=10-7cm=10-3μm λ=300nm的光，它的频率为（1HZ=1S1）
Ha Hb Hc
CH2 C CH3
单峰 6 + 1=7 重峰 1 + 1= 重峰
当邻近氢原子有几种磁不等性氢时，裂分峰数为 （n + 1）（n′+ 1）（n″+ 1）
谱学知识介绍
五、核磁共振谱的解析及应用
1．应用 核磁共振谱图主要可以得到如下信息： （1）由吸收峰数可知分子中氢原子的种类。 （2）由化学位移可了解各类氢的化学环境。 （3）由裂分峰数目大致可知各种氢的数目。 （4）由各种峰的面积比即知各种氢的数目。
2．谱图解析
例 某分子式为C5H12O的化合物，含有五组不等性质子， 从NMR谱图中见到： a 在δ= 0.9处有一个二重峰(6H) b 在δ=1.6处有一个多重峰(1H) (6+1) (1+1) = 14重峰 c 在δ=2.6处有一个八重峰(1H) (3+1) (1+1) = 8重峰 d 在δ=3.6处有一个单峰(1H) e 在δ=1.1处有一个双重峰(3H) 解析得其结构为：
溶剂的影响
氢 键
5 常见结构类型的质子化学位移
Ar-H 7.28
பைடு நூலகம்
氢谱解析知识点总结
氢谱解析知识点总结一、氢谱解析的原理氢谱解析是利用核磁共振(NMR)技术对物质中氢原子进行分析的一种方法。
其原理基于氢原子核在外加磁场下发生的磁共振现象，通过测量氢原子核的共振频率和强度，可以得到有关样品组成和结构的信息。
在氢谱解析中，采用的主要是质子核磁共振(1H-NMR)技术，即利用氢原子核的磁共振进行分析。
1.1 原子核的磁矩氢原子核由一个质子组成，其核自旋为1/2，因此具有磁矩。
在外加磁场下，氢原子核会产生磁偶极矩，这导致核在磁场中存在能级分裂现象，从而引起共振现象。
1.2 核磁共振现象当氢原子核处于外部磁场中时，其核磁矩会与外部磁场发生相互作用，导致核的能量发生分裂，分裂的能级差与外部磁场的强度成正比。
当外部磁场的强度等于核的共振频率时，会发生共振吸收，此时氢原子核会发生能级跃迁，产生共振信号。
通过测量共振频率，可以得到氢原子核的化学环境和结构信息。
1.3 化学位移在氢谱解析中，样品中的不同氢原子会由于其化学环境不同而呈现出不同的共振频率。
这是因为，氢原子的共振频率与其周围的化学环境有关，如化学键的种类和数目、邻近的官能团等。
这种现象称为化学位移，通过化学位移可以对不同氢原子进行识别和定量分析。
1.4 耦合效应在一些情况下，样品中的氢原子之间会发生相互耦合，使得它们的共振频率发生变化。
这种现象称为耦合效应，通过耦合效应可以得到关于氢原子之间的相互作用和化学键的信息，进一步帮助解析样品的结构和成分。
以上是氢谱解析的基本原理，了解这些知识点有助于加深对氢谱解析技术的理解，为后续的仪器分析和谱图解析打下基础。
二、氢谱解析的仪器分析氢谱解析的仪器主要是核磁共振谱仪，利用核磁共振谱仪可以对样品进行快速准确的分析。
核磁共振谱仪通常由磁体、射频系统、梯度磁场和检测器等部分组成，其工作原理是利用外部静态磁场和射频辐射来引起样品中核的共振现象。
2.1 磁体核磁共振谱仪中的磁体是用来产生外部静态磁场的装置，常见的磁体有永磁体和超导磁体。
第一章核磁共振氢谱解析
2 芳环和芳杂环
苯环3J大于饱和碳链的3J，这是因为在苯环中耦合作用 传递比较好，典型数值为8 Hz. 由于吡啶环内有氮原子存在， 就像前面讨论的电负性基团的取代使饱和碳链的3J 减小一样， 吡啶环内靠近氮原子的3J数值下降.远离氮原子啶）靠近杂原子的3J数值下 降，远离杂原子的3J 数值则大些，但是比苯环的3J小不少。
C
Hd
(nb+1)(nc+1)(nd+1)=2×2 × 2=8
Ha裂分为8重峰
峰裂分数
HbHa Hc Hb C C C Br
HbHa Hc
Ha裂分为多少重峰？
Jba Jca
Jca Jba
4
3
2
1
0
Ha裂分峰:(3+1)(2+1)=12 实际Ha裂分峰:(5+1)=6 强度比近似为：1:5:10:10:5:1
• 常见官能团的化学位移 值(变化范围〉如表1. 1 所示.
1.1.2 影响化学位移的因素
核磁共振氢谱中影响化学位移的因素可以从官能团本身的性 质、取代基的影响和介质的影响等几个方面来进行讨论.
1 化学位移数值首先决定于官能团本身的性质 不饱和基团的值较大(苯环的值更大些) . 影响因素有： 1)官能团所含碳原子的s- p 电子杂化情况 与氢原子相连的碳原子如果从sp3杂化到Sp2 杂化，键电
先从一个简单的例子开始
该化合物存在分子的对称面，因此两个乙氧基出峰的位置相 同(其中的两个甲基在同一个位置出峰，两个亚甲基在同一个 位置出峰)。但是该对称面不平分OCH2的两个氢原子和它们 共同连接的碳原子的键角HCH，因此这两个氢原子具有不同 的化学位移数值， 因而它们形成AB 体系，产生四重峰. 旁边 的甲基使它们再四裂分，因此最后产生了16 重峰，远远超过 了简单的估计.
核磁共振氢谱的原理和应用
核磁共振氢谱的原理和应用1. 引言核磁共振（Nuclear Magnetic Resonance，NMR）是一种基于原子核的磁共振现象进行分析的技术。
其中，核磁共振氢谱（Proton Nuclear Magnetic Resonance，^1H NMR）是应用最广泛的一种核磁共振技术，可以对化合物的分子结构和环境提供丰富的信息。
本文将介绍核磁共振氢谱的工作原理和一些常见的应用。
2. 原理核磁共振氢谱的原理基于核磁共振现象，即处于外磁场中的原子核会产生共振吸收现象。
核磁共振氢谱主要利用氢原子核的磁性来获得信息。
氢原子核是由一个质子组成，质子的核自旋会产生磁矩，当样品中的氢原子核受到外磁场作用时，磁矩会根据输入条件来进行翻转，从而发生共振。
具体步骤如下： 1. 设置一个强大的外磁场：核磁共振实验需要一个强大的外磁场，通常用超导磁体来提供。
2. 吸收能量：通过调整一定的能量输入，使得氢原子核进行翻转，从而共振吸收能量。
3. 检测共振信号：通过实验装置中的探头，可以检测到共振信号的强度和频率。
4. 数据处理与分析：根据共振信号的强度和频率，可以对样品进行分析，得到相应的谱图。
3. 应用核磁共振氢谱在化学和生物领域有广泛的应用，下面介绍几个常见的应用：3.1. 分析化合物结构核磁共振氢谱可以提供有关化合物分子结构的丰富信息。
通过观察吸收峰的位置和强度，可以确定原子的类型和环境。
例如，化合物中不同的氢原子在谱图上通常会出现在不同的化学位移位置，由此可以推断出分子中的化学环境和它们的相对位置。
3.2. 确定化合物纯度核磁共振氢谱可以用来检测化合物的纯度。
对于某些化合物而言，纯度是十分重要的，因为杂质可能影响其性质和应用。
通过观察谱图中的峰的数量和形状，可以判断化合物是否纯净。
3.3. 研究化学反应核磁共振氢谱也可以用来研究化学反应的进行情况。
通过对反应过程中样品的谱图进行监测，可以观察到反应物和产物之间的变化。
核磁氢谱分析范文
核磁氢谱分析范文
核磁共振现象是指在外加磁场的作用下，原子核在能量状态上存在不
同的能量水平，并且可以在不同能级之间跃迁。
核磁共振谱仪通过给样品
提供一个恒定的磁场，并施加射频脉冲来激发样品中的氢原子核，然后测
量氢原子核的共振吸收信号，从而推断样品中的化学环境和分子结构。
核磁氢谱分析基于氢原子核的峰位和峰面积等参数，可以提供丰富的
结构信息。
其中，峰位可以提供化学位移信息，即原子核所处的化学环境。
不同化学官能团和化学键对氢原子核的吸引力不同，导致其化学位移发生
改变。
通过与参考化合物的化学位移进行比较，可以确定样品中不同氢原
子核的位置。
峰面积与氢原子核的相对数量直接相关，可以用于定量分析。
对于有
机化合物，由于氢原子核数量有限，峰面积的比例关系可反映分子结构中
不同基团的存在情况。
通过仔细分析峰面积的相对比例，可以推测出化合
物的分子式。
此外，核磁氢谱分析还可以提供耦合常数的信息，即核磁共振信号峰
的分裂情况。
当相邻的氢原子核之间存在耦合时，共振信号会发生分裂，
并出现多个子峰。
子峰的数量和相对强度可以用于推断氢原子核之间的耦
合方式和相对位置，进一步了解分子中原子核之间的关系。
总体而言，核磁氢谱分析是一种快速、非破坏性和高分辨率的分析方法，广泛应用于有机合成、药物化学、环境监测等领域。
通过分析核磁共
振谱图，可以推断出样品的分子结构、官能团存在与位置、异构体的比例
等重要信息，为研究人员提供了强有力的工具，促进了许多领域的科学研
究进展。
核磁共振氢谱的解析
2.2核磁共振氢谱的解析1、自旋偶合系统及分类（1）自旋－自旋偶合机理自旋核与自旋核之间的相互作用称自旋－自旋偶合（spin-spin coupling），简称自旋偶合。
下图是1,1，2－三氯乙烷的1HNMR谱。
双峰和三峰的出现是由于相邻的氢核在外加磁场B中产生不同的局部磁场且相互影响造成的。
CHCl2中有两种取向，与B同向和与B反向，粗略认为二者几率相等。
同向取向使CH2Cl的氢感受到外磁场强度稍稍增强，其共振吸收稍向低场（高频）位移，反向取向使CH2Cl的氢感受到的外磁场强度稍稍降低，其共振吸收稍向高场（低频）端位移，故CH使CH2裂分为双峰。
这种自旋－自旋偶合机理，认为是空间磁性传递的，即偶极－偶极相互作用。
对自旋－自旋偶合的另一种解释，认为是接触机理。
即自旋核之间的相互偶合是通过核之间成键电子对传递的。
根据Pauling原理（成键电子类的自旋方向相反）和Hund规则（同一原子对成键电子应自旋平行）及对应的电子自旋取向与核的自旋取向相同时，势能稍有降低，以Ha －C－C－Hb为例分析。
无偶合时Hb有一种跃迁方式，所吸收的能量为，在Ha 的偶合作用下，Hb有两种跃迁方式，对应的能量分别为E1，E2。
在Hb 的偶合作用下，Ha也被裂分为双峰，分别出现在处，峰间距等于Jab，J为偶合常数。
所以自旋－自旋偶合是相互的，偶合的结果产生谱线增多，即自旋裂分。
偶合常数（J）是推导结构的又一重要参数。
在1HNMR谱中，化学位移（δ）提供不同化学环境的氢。
积分高度（h）代表峰面积，其简化为各组数目之比。
裂分峰的数目和J值可判断相互偶合的氢核数目及基团的连接方式。
（2）n+1规律某组环境完全相等的n个核(I=1/2)，在B中共有(n+1)种取向，使与其发生偶合的核裂分为(n+1)条峰。
这就是(n+1)规律，概括如下：某组环境相同的氢若与n个环境相同的氢发生偶合，则被裂分为（n ＋1）条峰。
某组环境相同的氢，若分别与n个和m个环境不同的氢发生偶合，且J值不等，则被裂分为(n+1)(m+1)条峰。
核磁共振氢谱的操作方法
核磁共振氢谱的操作方法核磁共振氢谱（Proton Nuclear Magnetic Resonance，简称1H NMR）是一种常用的分析技术，用于确定化合物的结构和分析样品的组成。
下面是1H NMR的操作方法，包括样品制备、仪器设置和数据分析等步骤。
1. 样品制备：a. 准备适量的待测化合物，通常为液体样品。
确保样品纯度高，无杂质干扰。
b. 使用干燥剂（例如无水氯化钙或无水硫酸铜）除去样品中的水分。
c. 将样品溶解在适当的溶剂中，常用的溶剂包括氯仿、二氯甲烷、二甲基甲酰胺等。
溶剂选择要避免与待测化合物相互作用或干扰信号。
2. 仪器设置：a. 打开核磁共振仪，确保仪器处于正常工作状态。
b. 调节仪器的温度控制，一般选择室温或其他适当的温度。
c. 选择适当的核磁共振频率，通常为300 MHz至800 MHz，具体取决于仪器性能和需求。
3. 样品装填：a. 使用适当的样品管（通常为NMR试管）装填样品。
确保样品管干净，无杂质。
b. 使用移液器将样品转移至样品管中，通常需要10-15毫升样品。
c. 安装样品管到核磁共振仪的样品槽中，确保样品正确安装并固定。
4. 参数设置：a. 打开核磁共振软件，设置相关参数。
包括扫描数目、扫描时间、脉冲宽度等。
b. 设置核磁共振仪的基线校正，确保仪器的信号稳定和准确。
5. 数据采集：a. 点击软件中的"开始"按钮，启动数据采集过程。
b. 仪器会发送一系列脉冲和信号来激发样品中的氢原子。
c. 接收到的信号将被转换为频谱图，并在计算机屏幕上显示。
6. 数据分析：a. 在频谱图上观察峰的位置和强度。
每个峰对应于样品中的不同氢原子环境。
b. 使用参考物质（例如三氯甲烷或二氯乙烷）作为内部标准，可以确定峰的化学位移（chemical shift）。
c. 使用积分曲线测量峰的面积，可以确定不同类型氢原子的相对数量。
d. 通过与已知化合物进行比较，可以确定待测化合物的结构和组成。
核磁共振氢谱的解析要点
2.2核磁共振氢谱的解析1、自旋偶合系统及分类（1）自旋－自旋偶合机理自旋核与自旋核之间的相互作用称自旋－自旋偶合（spin-spin coupling），简称自旋偶合。
下图是1,1，2－三氯乙烷的1HNMR谱。
双峰和三峰的出现是由于相邻的氢核在外加磁场B中产生不同的局部磁场且相互影响造成的。
CHCl2中有两种取向，与B同向和与B反向，粗略认为二者几率相等。
同向取向使CH2Cl的氢感受到外磁场强度稍稍增强，其共振吸收稍向低场（高频）位移，反向取向使CH2Cl的氢感受到的外磁场强度稍稍降低，其共振吸收稍向高场（低频）端位移，故CH使CH2裂分为双峰。
这种自旋－自旋偶合机理，认为是空间磁性传递的，即偶极－偶极相互作用。
对自旋－自旋偶合的另一种解释，认为是接触机理。
即自旋核之间的相互偶合是通过核之间成键电子对传递的。
根据Pauling原理（成键电子类的自旋方向相反）和Hund规则（同一原子对成键电子应自旋平行）及对应的电子自旋取向与核的自旋取向相同时，势能稍有降低，以Ha －C－C－Hb为例分析。
无偶合时Hb有一种跃迁方式，所吸收的能量为，在Ha 的偶合作用下，Hb有两种跃迁方式，对应的能量分别为E1，E2。
在Hb 的偶合作用下，Ha也被裂分为双峰，分别出现在处，峰间距等于Jab，J为偶合常数。
所以自旋－自旋偶合是相互的，偶合的结果产生谱线增多，即自旋裂分。
偶合常数（J）是推导结构的又一重要参数。
在1HNMR谱中，化学位移（δ）提供不同化学环境的氢。
积分高度（h）代表峰面积，其简化为各组数目之比。
裂分峰的数目和J值可判断相互偶合的氢核数目及基团的连接方式。
（2）n+1规律某组环境完全相等的n个核(I=1/2)，在B中共有(n+1)种取向，使与其发生偶合的核裂分为(n+1)条峰。
这就是(n+1)规律，概括如下：某组环境相同的氢若与n个环境相同的氢发生偶合，则被裂分为（n ＋1）条峰。
某组环境相同的氢，若分别与n个和m个环境不同的氢发生偶合，且J值不等，则被裂分为(n+1)(m+1)条峰。
核磁共振氢谱解析
核磁共振氢谱解析
核磁共振氢谱（NMR）是一种分析有机分子结构的技术。
在该技术中，核磁共振仪会对样品中的氢原子进行激发，使其产生共振信号，然后测量该信号的频率和强度。
利用核磁共振氢谱技术可以确定分子中不同类型氢原子的相对数量和结构。
每种氢原子所产生的信号的位置、强度和形状均有所不同，可以通过与已知的标准进行比较，从而确定分子结构中每个氢原子的位置和数目。
在解析核磁共振氢谱时，可以通过以下步骤进行：
1. 确定信号的化学位移：信号的化学位移是指共振信号在谱图中所处位置的数值。
该数值可以通过将信号的频率与参考化合物的信号频率进行比较得出。
2. 确定信号的数量：每种不同类型的氢原子所产生的信号数量是确定的，可以通过比较谱图中各个信号的峰的面积或积分来确定每种氢原子的相对数量。
3. 确定信号的形状：不同类型氢原子产生的信号的形状可以有所不同，可能是单峰、双峰或多峰。
该信号形状可以提供分子结构的信息。
4. 确定化合物的结构：通过确定化学位移、数量和形状，可以确定化合物中氢原子的位置和数目，从而确定化合物的结构。
总之，核磁共振氢谱解析是一种能够确定有机分子结构的技术，对有机化学和药物化学等领域具有重要的应用价值。
分析化学课件-核磁共振氢谱的解析
二、核磁共振氢谱的解析方法
（一）解析顺序 1．首先检查内标物的峰位是否准确，底线是否平坦，
溶剂中残存的 1H 信号是否出现在预定的位置。 2．根据已知分子式，算出不饱和度U。 3．根据氢谱的积分曲线计算出各个信号对应的 H
数即氢分布。
4．先解析孤立甲基峰，例如，CH3－O－ 、CH3－N －及CH3－Ar等均为单峰。
(b)
图14-9 C9H9Br02 1H-NMR谱
(a) (b)
解析：（1）计算不饱和度
U 2 2 9 10 5 2
（2）推测结构式
由紫外光谱得知有 B 带和 R 带，说明 2个结 构式中均含有苯环和羰基。又由红外光谱得知化合物 (a)在指纹区位于840cm-1处有一吸收带，可以推测可 能为对取代苯；化合物(b)在指纹区800cm-1，890cm-1 左右有两个吸收峰，可能为间取代苯。
2．氢分布
a: 6H(1.8cm) b: 1H(0.3cm) c: 2H(0.6cm) d: 2H(0.6cm) e: 2H(0.6cm)
可能有苯环
3. 推断
a: 二重峰（6个H） 可能为
CH3 CH
CH3
b: 七重峰（1个H）
CH3 CH
CH3
可能为
c: (2H) 单峰
C9H13N C6H4 --) C3H7
3.51 单峰
2
3.60 单峰
3
7.20 单峰
5
可能结构式为：
可能基团 CH2 CH3
相邻基团
O CH2 C
O CH3
O CH2 C O CH3
(1) O
CH2 O C CH3
(2)
O O CH2 C CH3
核磁共振氢谱
核磁共振氢谱
核磁共振氢谱（Nuclear Magnetic Resonance Hydrogen Spectrum）是一种用于分析和确定化合物结构的技术。
在核磁共振谱仪中，氢原子的核自旋和核磁矩与外加磁场相互作用，产生共振信号。
核磁共振氢谱通过测量氢原子的化学位移（Chemical Shift），研究化合物中氢原子的周围环境及化学结构。
化学位移是一个相对于参考标准（通常为四氢呋喃或二甲基硅烷）的数值，由ppm（部分百万）表示。
不同化学环境下的氢原子具有不同的化学位移，提供了有关它们周围结构的信息。
此外，核磁共振氢谱还提供了关于氢原子的耦合信息。
氢原子之间的耦合是由相邻氢原子间的相互作用引起的，称为耦合常数（Coupling Constants）。
通过分析这些耦合常数，可以确定化合物中各个氢原子的相对位置和它们之间的化学键。
核磁共振氢谱在有机化学、药物学、化学生物学等领域广泛应用，可以帮助确定物质的结构、研究反应机理、鉴定化合物等。
第四章 核磁共振波谱法-氢谱 第四节
a
1
0
（1）先计算不饱和度 =1+3+（0-6）/2=1 可能有双键，C=C或C=O （2）根据峰积分线高度求出各种类型H的数目 三组峰 a组：6H×3/6=3H b组：6H×2/6=2H c组：6H×1/6=1H （3）质子有三种类型，化学位移分别为a=1， b=2.4， c=9.8 （4）跟据峰裂分情况分析 据裂分情况和化学位 Ha 为三重峰,它与2个H原子相邻 移，判断为-CH2CH3 Hb 为四重峰,它与三个H原子相邻
第六节 核磁共振氢谱的解析
一、 解析化合物结构的一般步骤
1. 获取试样的各种信息和基本数据 尽量多地了解待鉴定样品的来源,物理、化学性 质.化学分析结果.最好确定其化学式(一般可用质谱 法) 2. 根据分子式计算不饱和度.
U
3. 根据积分曲线计算各峰所代表的氢核数和最大可
2n 2 a b 2
（3）峰面积
在核磁共振波谱中，各峰的面积与质子的 数目成正比。 通过核磁共振谱不仅能区分不同类型的质 子，还能确定不同类型质子的数目
（2）、核的化学等价与磁等价
1. 化学等价：具有相同位移值的核称为化学等价核，具 有相同的化学环境。 2. 磁等价：具有相同位移值、并且对组外的其他核的偶 合常数也相同。磁等价的核不产生裂分。 19 F9= 1/2 JH1F1= JH2F1 F2 JH1F1≠ JH1F2 H1 F1 JH1F2= JH2F2 J ≠J
（5）分子式为C3H6O 可能的结构CH3CH2 CHO （6）验证 a .丙醛不饱和度为 Ω=1合理，符合计算结果 b. 用验证各基团a=1， b=2.4， c=9.8。 查得：-CH3=1~2， -CH2CO=2.3~2.4，-CHO=9~10 c. 用反证法验证，分子式为C3H6O的可能结构
核磁共振氢谱解析
原子核的进动
在磁场中，原子核的自旋取向有2I+1个。各个取向由一个自旋量子 数m表示。
磁旋比：1H=26753， 2H=410 7，13C= 6726弧度/秒 高斯
N
2 H0 H0
自旋角速度ω，外磁场H0，进动频率ν
共振条件
原子核在磁场中发生能级分裂，在磁场的垂直方向上加小交变电场， 如频率为v射，当v射等于进动频率ν ，发生共振。低能态原子核吸收 交变电场的能量，跃迁到高能态，称核磁共振。
1H
13C
19F 31P
60.000 MHZ 15.086 MHZ 56.444 MHZ 24.288 MHZ
对于1H 核，不同的频率对应的磁场强度：
射频 40 MHZ 60 100 200 300 500 磁场强度 0.9400 特斯拉 1.4092 2.3500 4.7000 7.1000 11.7500
化学等价
处于相同化学环境的原子 — 化学等价原子
化学等价的质子其化学位移相同，仅出现一组 NMR 信号。
化学不等价的质子在 NMR 谱中出现不同的信号 组。
例1：CH3-O-CH3 例2：CH3-CH2-Br 例3：(CH3)2CHCH(CH3)2 例4：CH3-CH2COO-CH3 一组NMR 信号 二组NMR信号 二组NMR 信号 三组NMR 信号
试比较下面化合物分子中 Ha Hb Hc 值的大小。
CH3 CH3-O-CH2-C-CH3
a b
Cl
c
b>a>c
电负性较大的原子，可减小H原子受到的屏蔽作用，引起 H原子向低场移动。向低场移动的程度正比于原子的电负
性和该原子与H之间的距离。
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5.3 帮助分析图谱的一些辅助手段
• 5.3.2 重氢氧化钠交换
• 重氢氧化钠交换可以把羰基的α-氢交换 掉。这个方法对于测定化学结构有很大帮 助。
5.2 分析图谱时，经常碰到的一些问题
• 5.2.1.5 图谱的记录 • 核磁共振图谱给出化学位移δ值，也有以
频率表示的。
5.2 分析图谱时，经常碰到的一些问题
• 5.2.3 杂质峰与溶剂峰 • 在核磁共振氢谱中，经常会碰到杂质峰。杂质
峰一般可以通过其峰面积进行鉴别：如果某峰的 积分面积与其它峰相比不成比例，则可断定其为 杂质峰。 • 核磁共振氢谱中的溶剂峰包括样品本身残留的 溶剂（如结晶溶剂、合成或提取时所用溶剂等） 和做测定时所用溶剂的溶剂峰。样品本身残留的 溶剂的谱峰要根据样品的具体情况做具体分析。 做1HNMR测试时所用溶剂的溶剂峰比较容易识别。
5.3 帮助分析图谱的一些辅助手段
• 如果羟基为酚羟基，则加三氟醋酸酐后， 羟基的邻、对位氢的峰也发生左移。
• 例:下面两个化合物的区别（应用三氟醋 酸酐确定羟基的位置）：
OH O
7
OCH2CH3
2
CH3CH2O O OH
7
2
CH3CH2O
5
4
CH3 CH3CH2O
5
4
CH3
O
O
1
2
5.3 帮助分析图谱的一些辅助手段
O
O
• 当用CDCl3做溶剂时，异丙基的两个甲基以 及另一个甲基的峰重叠非常严重，不能区
分。如改用C6D6作溶剂，则三个甲基可以 获得较好的分离。
HO
OR OH O
OMe OH R=ribo
5.3 帮助分析图谱的一些辅助手段
• 5.3.5 使用高场仪器
• 高场仪器的使用可以简化图谱：
• (1) 氢原子核绕磁场进动有一定的角速度ω。ω 与外加磁场的磁场强度H0成正比，具有如下关系 式：
• 5.2.1 核磁共振氢谱的测定： • 5.2.1.1 样品 • 做核磁共振实验所需样品要比较纯，一
般情况下，纯度要求达到95%以上。 • 为了得到分辨率很高的图谱，一般情况
下，应将样品用溶剂溶解。 • 溶液的浓度视仪器的灵敏度、化合物的
分子量以及所测核磁共振图谱的类型而定。
5.2 分析图谱时，经常碰到的一些问题
5.2 分析图谱时，经常碰到的一些问题
• 5.2.3 受阻旋转
•
•
具有
O C
NM类e 结构的化合物，氮上的孤电子对
Me
• 能与羰基发生共轭，使CO―N键具有部分双键性 质，从而旋转不能自由，因此，两个甲基表现为 两种化学位移，这种现象称为受阻旋转。
5.3 帮助分析图谱的一些辅助手段
• 5.3.1 重氢交换 • 活泼氢在溶液中可以进行不断的交换。
• (3) 1HNMR谱图的复杂程度由Δυ/J的数 值所决定。J的数值反映了原子核磁矩间相 互干扰（作用能量）的大小，是化合物分 子所固有的属性，不因作图条件的改变而 改变。化学位移之差以ppm计，是相对数值， 不随仪器的频率的改变而改变；但以Hz计， 则是绝对数值，与仪器的频率成正比。 （例如，Δδ若为0.1ppm，在60MHz的仪器 上，它相当于6Hz；在400MHz的仪器上， 它相当于40Hz）。
• 5.2.1.2 溶剂 • 做核磁共振图谱测试所用溶剂本身最好
不含氢，含氢的溶剂应是重氢试剂。、 • 常用的溶剂有：CCl4、CDCl3、D2O、
DMSO-d6、CD3COCD3、CD3OD、C6D6、 C5D5N、CD3CN等。
5.2 分析图谱时，经常碰到的一些问题
• 5.2.1.3 标准 • 内标准的选择条件： • (1) 必须具有高度的化学惰性； • (2) 必须是磁各向同性的，或者接近于磁各向同
N
H0
2
H0
5.3 帮助分析图谱的一些辅助手段
• (2) 氢原子核在外加磁场H0中的实受磁场H 核与H0的关系：
•
H核=H0(1-σ)
• 其中σ为屏蔽常数,其数值与外加磁场无
关,而是取决于氢原子核的化学环境。H0σ 为氢原子核的核外电子所产生的抗磁场，
它的数值与H0成正比。
5.3 帮助分析图谱的一些辅助手段
• 例：下面两个化合物结构的测定：
OH OH
OH OH
C CH CH2 COOH O CH3
1
C CH2 CH COOH
O
CH3
2
5.3 帮助分析图谱的一些辅助手段
• 5.3.3 三氟醋酸酐试剂
• 样品中如果含有羟基，加三氟醋酸酐后 会有如下反应：
O
OH
O C CF3
CH
(CF3CO)2O
CH
• 其结果，原来的羟基峰消失，同时，与 羟基相连的次甲基峰左移1-2ppm。
核磁共振氢谱的分析
5.1 核磁共振氢谱分析的一般步骤
• 核磁共振氢谱的分析大体上可以分为以 下三个步骤：
• (1) 看峰的位置（即化学位移）和峰的面 积（即氢原子数目）：应用化学位移的知 识，结合谱峰面积，可以确定（或大致确 定）化合物中含氢官能团的种类。
5.1 核磁共振氢谱分析的一般步骤
• (2) 看峰的形状（即各个峰的偶合裂分情 况）：应用n+1规律或二级偶合裂分的知识， 可确定（或大致确定）分子中基团和基团 间的相互关系，区分出自旋体系的种类。
5.1 核磁共振氢谱分析的一般步骤
• (3) 计算偶合常数：应用偶合常数的知识， 可以确定分子的立体构型等。
5.1 核磁共振氢谱分析的一般步骤
在完成了对核磁氢谱的分析以后，(要广 泛查阅有关文献，比对有关数据)，根据分 析结果，确定需进一步开展的测试项目。
5.2 分析图谱时，经常碰到的一些问题
性的； • (3) 应该给出一个简单的、尖锐的和易于识别的的性质； • (5) 应该尽可能是易于挥发的物质，以便于回收
样品。
5.2 分析图谱时，经常碰到的一些问题
• 5.2.1.4 常用的标准物质 • TMS (四甲基硅) • DSS: (CH3)3SiCH2CH2CH2SO3Na
• 5.3.4 溶剂效应 • 苯、吡啶等溶剂具有强的磁各向异性，
在样品溶液中加入少量此类溶剂，它们会 对样品分子的不同部位产生不同的屏蔽作 用。由此可以使样品的1HNMR谱发生较大 的变化，有时，可以使重叠的峰组分开。 • 例：下面的化合物的1HNMR谱:
5.3 帮助分析图谱的一些辅助手段
• 例：下面的化合物的1HNMR谱: •