核磁共振氢谱

R''
R'' R'
vA = v中心 + = 819Hz (δ8.19ppm) vB = v中
心
例如：
图中：1，396.6Hz 2, 387.9Hz 3, 386.7Hz 4, 378.0Hz
图中：
ν1 = 396.6Hz，ν2 = 387.9Hz ν3 = 386.7Hz，ν4 = 378.0Hz JAB = 396.6 - 387.9 = 8.7Hz ν1-ν3 = 396.6 - 386.7 = 9.9Hz νAB = 9.92-8.72= 4.72Hz
峰强度比为1:1:1，
2J N-C-H
7.4Hz
核磁共振图谱的类型 核磁共振图谱分为一级谱和高级谱或二级谱图 一级谱 （1）一级谱的条件 (a)一个自旋体系中的两组质子的化学位移差()至少是偶 合常数J 的6倍以上，即/J6。 在此，和J皆用HZ作单位， = 仪器兆周数。
其它核对1H的偶合
13C
-1H
19F
-1H
31P -1H 2H
(D) -1H
14N-1H
13C
-1H
I=1/2, 符合(n + 1)规律。
1J C-H 2J C-C-H 3J C-C-C-H ；变化范围大，
在13CNMR谱中讨论。
13C
的天然丰度 1.1%，
如 CHCl3
98.9%
12CHCl
3 ， 1.1%
(b)各组质子的多重峰中心为该组质子的化学位移，峰形 左右对称，还有“倾斜效应”。 (c)裂距等于偶合常数，偶合常数可以从图上直接给出来。
(d)各组质子的多重峰的强度比为二项式展开式的系数比。
n（核的个数） 0 1 2 3 4 5 ...... 谱线相对强度 1 1 1
1
1 1 4 3
2
3 6
1
1 4 1 10 5 1
7 0 0 .0 0
6 5 0 .0 0
6 0 0 .0 0
5 5 0 .0 0
5 0 0 .0 0
4 5 0 .0 0
4 0 0 .0 0
JAB = [1-2]= [3-4]= 15Hz
D = [1-3]= [2-4]= 46Hz
Δv
AB=
D J AB
2
2
= 43.5Hz
v中
1 1 = [ v 1+ v 4]= [ v 2+ v 3] = 797.5Hz 2 2 2 = 776Hz (δ7.76ppm) 2
1
......
5
10
(e)各类质子积分面积之比等于质子个数之比。
二级谱图
一级谱的特征在二级谱中不表现出来。
自旋系统的分类与命名
自旋系统： 相互偶合的核构成一自旋系统，
不与系统外的核偶合。 一个分子可由一个或一个以上的自旋系统组成。 如 C6H5CH2CH2OCOCH=CH2 由三个自旋系统组成
自旋系统的分类
二旋系统
AX, AB, A2 （>C=CH2,X-CH=CH-Y,C*-CH2-等）
AX
v1 v2
AB
v3 v4
AB
A2
AB系统
H
C H C H
H C C H
C H
C
和有些孤立的CH2
以及两个芳氢可能成为AB系，AB系由两组 二重峰组成。
AB 系统
[1-2] =[3-4]=JAB [1-3]=[2-4]=D
2J D-C-H
~1Hz δ 2.0 五重峰
CD3CN
CD3COCD3
δ2.1 五重峰
CD3SOCD3… δ2.5 五重峰
五重峰的强度比为1：2：3：2：1
D D H H 2D
14N-1H
I = 1, 符合(2n + 1)规律。
14N对1H的偶合一般不表现，但在酸性
介质中，可能表现出来。
如 CH3NH3+ Cl- 1JN-H 54Hz,
υA
υM
υX
AMX系统
CH 2 CH N C N
其中的五元环上的CH-CH2-系统为AMX系统。
CH 2 CH N C N
(4)A2X2系统:
(a) A2和X2各为三条谱线，共有六条谱线。
(b)每两条相邻谱线间的距离为JAX。 (c)三条谱线的中点为化学位移。 (d)每组三条谱线的强度比为1：2：1。 例 ：化合物Ph-CH2-CH2-O-CO-CH3中的两个亚甲基为 A2X2系统，
如CHCl2-CH2Cl中 CH=5.85ppm， CH2=3.96ppm，J=6.5Hz
在60兆周的仪器中 =（5.85-3.96) 60=113.4Hz， /J =l13.4/6.5=17> 6。 所以CHCl2-CH2Cl在60兆周仪器中的NMR图是一级谱 当/J <6时为高级谱。
（b）十二条谱线有三种裂距，分别对应为JAM、JAX、 JMX。每个质子的四条谱线有两种裂距，分别为该原子与 其他两个原子的偶合常数。 (c)每组四重峰的中点为该核的化学位移。
A JAX JAM JAX JAM JAX JMX
M
X JAX
JAM JMX
JMX JAX JAM JMX JAX
画法1
画法2
A与X，A与M与X
化学不等价，磁不等价，Δν/J 值较大。 A与B，A与B与C 化学不等价，磁不等价，Δν/J 值较小。 A与A 化学等价，磁不等价。 A2或X2 表示各自为两个磁全同的核。
现将典型的一级谱说明如下: （1）AX系统：
(a）AX系统有4条线，A、X各为两重峰； (b）两峰之间裂距为偶合常数JAX； (c) 各组双重峰的中点为该核的化学位移;
表现出1H对19F的偶合裂分。
2J F-C-H 45~90Hz 4J F–C-C-C-H 0~9Hz 3J F- C-C-H
0~45Hz
2J=54Hz, 3J
=5Hz, 14Hz, 4J =1.5Hz
31P -1H
I=1/2, 符合(n + 1)规律。
1J P-H 2J P-C-H 3J P–C-C-H 3J P–O-C-H；变化
A2B系的谱线样式如下：
随着ΔvAB/J 值的降低，二者化学位 移接近，综合峰强度增大。
AB2系统的化学位移和偶合常 数由下式求出：
vA = v3
1 vB = ( v5+ v7) 2
JAB
1 = {[1-4] + [6-8]} 3
例： 2，6-二甲基吡啶的1HNMR谱(60MHz)如下: v1 ~ v8 依次为456， 449.5， 447， 440.5， 421.5，420.5， 414， 412.5Hz 由上式计算得 δA=7.45ppm,δB=6.96ppm, JAB=7.8Hz
范围大。在1HNMR谱中，表现出31P对1H
的偶合裂分; 在31PNMR谱中，同样表现出
1H对31P的偶合裂分。
1J
P-H
>P-H 180~200Hz；
(CH3CH2O)2PH=O 6.3Hz
2J P-C-H
2~40Hz CH3P (CH3CH2)3P 13.7Hz
3J
CH2=CHP 10~40Hz
Δv
AB=
D J AB
2
2

D JAB
1 v中心 = 2 [ 1 = 2[
v 1+ v 4] v 2+ v 3]
A
vA = v中心
+ （v 2
> v
B
）
vB = v中心
2
例：2，3-二甲氧基-β-硝基苯乙烯的 1HNMR(100MHz)如
下，v1 828Hz，v2 813Hz，v3 782，v4 767Hz，确定双键上
二旋系统 >C=CH2, X-CH=CH-Y, C*-CH2- 等。
三旋系统 X-CH=CH2 , -CH2-CH< ,
三取代苯，二取代吡啶等。 四旋系统 X-CH2-CH2-Y ，二取代苯， 一取代吡啶等。 五旋系统 CH3-CH2-X , 一取代苯等。
自旋系统的命名
AX系统, AMX系统, AX2系统, A2X2系统 AB系统, AB2系统, ABX系统, ABC系统 A2B2系统, AAˊBBˊ系统, AAˊBBˊC系统
硝基丙烷的甲基与硝基相连的亚甲基对另一个亚甲基 的偶合大小相等，使其裂分为6重峰。
8 不同取代类型苯环上质子出峰情况 a
c
b
a
c
b
b a c
CONH2
b a c
C C
O O
Cl
C OH
Cl
NO 2
O
b为4重，c为3重 a b c a c
c b'
O2 N
b
NO 2
d
c
b COOH a
a
NH2
（三）A2B系 下列结构可能成为A2B系
H2 CH C
H CH C CH R N R
R R'
R
常见的AB2系统如下
（注意：虽结构不对称，但值相近）
A B H3C N B CH3 B Y X Cl B B Cl NO2 A B A B COOH NO2 OH B B A CH3 A B Y
CH3 NO2
取代基的位置，计算准确的化学位移值。
S u n A p r 1 6 0 9 : 1 7 : 2 4 2 0 0 0 : (u n t it le d ) W 1: 1H A x is = H z S c a le = 3 3 . 7 7 H z / c m
8 5 0 .0 0
8 0 0 .0 0