核磁共振氢谱及碳谱NMR

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核磁共振氢谱(NMR)

氢谱可以用于鉴定生物体内代谢产物的化学结构，有助于了解生物体的代谢过程和生理状态。
代谢物变化分析
通过比较不同生理状态下的氢谱数据，可以分析代谢产物的变化，从而研究疾病、营养状况等对生物体的影响。
药物代谢动力学研究
药物代谢过程研究
氢谱可以用于研究药物在体内的代谢过程，了解药物在体内的转化和排泄机制。
反应机理研究
总结词
核磁共振氢谱在反应机理研究中具有重要应用，通过监测反应过程中谱峰的变化，可以揭示反应的中间产物和反应路径。
详细描述
核磁共振氢谱可以实时监测反应过程中氢原子所处的化学环境变化，从而揭示反应的中间产物和反应路径。通过分析谱峰的变化，可以推断出反应过程中各组分的生成和消耗情况，有助于深入理解反应机理。
催化剂活性位点研究
总结词
核磁共振氢谱在催化剂活性位点研究中具有独特的应用价值，通过分析催化剂表面吸附物种的谱峰特征，可以揭示催化剂的活性位点和反应机制。
详细描述
核磁共振氢谱可以用来研究催化剂表面吸附物种的结构和性质。通过分析谱峰的位置和裂分情况，可以推断出吸附物种所处的化学环境和与催化剂表面的相互作用关系。这些信息有助于揭示催化剂的活性位点和反应机制，对于优化催化剂性能和提高催化反应效率具有重要意义。
重要信息。
生物医学
用于研究生物大分子的结构和功能，为疾病诊
断和治疗提供依据。
02
核磁共振氢谱的基本原理
原子核的自旋与磁矩
原子核自旋
原子核具有自旋角动量，使得原子核具有一定的磁矩。
磁矩与磁场相互作用
能级跃迁
当外加射频场能量与能级分裂相匹配时，原子核发生能级跃迁，释放出共振信号。
原子核磁矩在外部磁场中受到洛伦兹力，产生能级分裂。

核磁共振谱—天然药物化学

B.谱图中的二维坐标都是1H的化学位移.
C.处于对角线上的信号与一维氢谱提供的化
学位移是一致的.
D.处于对角线外的信号称为交叉峰.
E.从交叉峰出发,分别画水平线和垂直线,它们
与对角线产生两个交点, 两个交点所对应的两
个质子之间存在偶合作用.
2 5 1 1 2 3 3 2 4 3
3 2
1
ppm
1
● ●
B、各向异性效应
a.苯环的各向异性效应
b.乙烯的各向异性效应
c.乙炔的各向异性效应
（4）不同类型质子化学位移的大致范围
-CHO 芳环-H -C=C-H -C≡C-H -CH2-CH2活泼氢 9~10ppm 6~8ppm 4.5~6.5ppm 2~3ppm 0.8~1.2ppm. 不定(加D2O消失)
13C-NMR谱图没有积分曲线; 13C的化学位移比1H大得多;
◆ 常规碳谱是去偶碳谱，13C的谱线都是彼此分离的单峰。 ◆ 弛豫时间在碳谱的解析中用处很大. ＊处于不同化学环境的碳核弛豫时间相差很大.
＊弛豫时间: 弛豫过程所需的时间.
＊弛豫过程：激发核通过非辐射途径损失能
量而恢复至基态的过程。
找出存在偶合关系的质子1H和13C核.
14.371 ●
●
δppm 25
COO-CH2-CH3 H H
60.25
113.7 ● 131.5
● 1.358 6.63
100
NH2
4.303
175
7.85 8 6 4 2
δppm
6﹑旋光光谱(ORD)
① 紫外及可见光经尼可尔棱镜产生偏振光，以偏振光照射具有旋光性的化合物，偏振光振动平面产生改变，产生旋光现象。 ②测出旋光度(α)，以波长对比旋度[α]×10-2作

核磁共振谱nuclearmagneticresonancenmr

500Mhz的核磁共振波谱仪
1．氢谱
• （1）化学位移：化合物分子中不同类型的1H 核，由于在分子中所处的化学环境（核外电子云和周围其他核的分布情况）不同，而引起的共振谱线位移称为化学位移。化学位移用δ表示，单位为ppm。1H-NMR谱的化学位移范围在0～20ppm。化学位移是一个相对数值，它是以内标物四甲基硅烷（TMS）的共振峰为原点，测出各峰与原点的相对距离即为化学位移。
（的两个或两组1H核，在一定距离内会因相互自旋偶合干扰而使共振峰发生裂分，所以在谱图上，既可看到单峰（s），又可能看到裂分后产生的各种不同峰形，如二重峰（d）、三重峰（t）、四重峰（q）、多重峰（m）等。在低级偶合系统中，峰的裂分与相邻碳上干扰氢原子的数目（n）有关，符合 n+1规律，即某一质子裂分后的峰数= n+1。如乙基（-CH2CH3）中，亚甲基与甲基相邻产生偶合，裂分的峰数为3+1，呈现四重峰；而甲基裂分的峰数为2+1，呈现三重峰。
• 思考题： • 1．如何理解有效成分与无效成分无绝对区分？ • 2．什么是溶剂提取法？常用的提取溶剂水、乙醇分别可溶解哪些成分？ • 3．溶剂提取的具体操作方法有哪几种？ • 4．什么是水蒸气蒸馏法？此法适用于何种成分的提取？ • 5．醋酸铅与碱式醋酸铅的沉淀范围有何不同？ • 6．结晶法的溶剂选择条件是什么？ • 7．什么是正相分配色谱？什么是反相分配色谱？ • 8．自某药材中提取分离得到一个化合物，如何判断其是否为已知化合物？
质谱仪
• 用质谱法测定化合物的分子量和分子式是目前最快速而准确的方法。 • 质谱的另一个主要用途就是解析分子结构。
• 综上所述，紫外光谱、红外光谱、核磁共振谱与质谱通称四大光谱，这四种光谱技术常相辅相成，各自以不同的角度推导化合物的结构。综合分析化合物的这些波谱信息，已成为研究中药化学成分不可或缺的重要手段。

核磁共振氢谱和碳谱确定同分异构体

核磁共振（NMR）技术是一种非常重要的化学分析方法，它在有机化学和药物研究等领域中得到了广泛的应用。

其中，核磁共振氢谱和碳谱确定同分异构体是其中一项重要的应用。

1. 概述核磁共振是一种实验技术，通过核磁共振现象来研究原子核周围的环境。

而核磁共振氢谱和碳谱是两种常见的NMR技术，它们通过观察分子内氢原子和碳原子的核磁共振信号来确定化合物的结构和构型。

2. 同分异构体的概念同分异构体是指分子式相同、结构不同的化合物。

它们具有相同的分子式，但由于原子的排列方式不同，导致了化合物的性质也不同。

3. 核磁共振氢谱和碳谱在确定同分异构体中的应用核磁共振氢谱和碳谱可以通过观察氢原子和碳原子的化学位移、耦合常数和积分峰面积来确定分子中原子的环境和相对数量。

这些信息可以帮助我们确定同分异构体的结构和构型。

4. 核磁共振氢谱的解析在核磁共振氢谱中，化学位移可以告诉我们不同氢原子的化学环境，耦合常数可以揭示氢原子之间的相对位置关系，而峰面积则可以给出氢原子的数量信息。

通过这些信息，我们可以确定同分异构体中不同原子的位置和数量。

5. 核磁共振碳谱的解析与氢谱类似，碳谱也可以通过化学位移、耦合常数和峰面积来确定同分异构体中碳原子的环境和数量。

碳谱对于确定分子中碳原子的排列和连接方式非常重要，尤其在复杂结构的有机化合物中。

6. 个人观点和理解从我个人的角度来看，核磁共振氢谱和碳谱在确定同分异构体中的应用是非常重要的。

它们为化学家提供了一种强大的工具，可以帮助他们确定未知化合物的结构和构型，并且对于有机合成、天然产物和药物研究具有重要意义。

总结在本文中，我们对核磁共振氢谱和碳谱在确定同分异构体中的应用进行了全面的介绍。

通过分析化学位移、耦合常数和峰面积等信息，我们可以确定同分异构体分子的结构和构型。

这两种技术为化学研究提供了重要的帮助，也为未来的科学研究和产业应用提供了新的思路和方法。

通过本文的阅读，我相信您对核磁共振氢谱和碳谱在确定同分异构体中的应用有了更深入的理解。

NMR技术在化学分析中的应用

NMR技术在化学分析中的应用NMR技术是当今化学分析领域中最重要的一种方法。

它基于核磁共振现象，可以获取物质分子的结构、构型和化学环境等信息。

因此，NMR技术被广泛应用于有机合成、材料科学、药物设计等领域。

本文将探讨NMR技术在化学分析中的应用。

一、NMR技术简介NMR技术是一种基于核磁共振现象的分析方法。

它的原理是利用物质中核自旋的磁性性质，在静磁场和射频场的作用下发生共振吸收。

当外加的射频脉冲与样品内部的核自旋共振时，会产生一个能量转移，而这种转移会引起信号的出现。

信号的大小和形状取决于样品分子内部的结构、环境和排列方式等因素。

NMR技术可以针对不同类型的核进行分析。

目前使用最广泛的是氢核、碳核和氮核NMR。

除此之外，磷核、硫核、氟核、锂核等也可以被应用在一些特别的分析中。

二、化学结构分析NMR技术在化学结构分析中有着广泛的应用。

通过测量核磁共振信号，可以确定分子的化学结构。

氢谱和碳谱是最常见的两种NMR谱图。

氢谱可以展示物质中氢原子的化学环境，如化学位移、耦合常数和强度等。

而碳谱则可以确定物质中碳原子的化学环境，如化学位移、态数和强度等。

三、动力学研究除了结构分析外，NMR技术也可以用于动力学研究。

化学反应和分子运动的速度和机制等都可以通过NMR技术得到详细的了解。

例如，反应平衡的测量、反应速率定量、热力学参数测量等。

四、晶体学应用NMR技术也可以在固体化学分析中应用。

当一个分子被锁定在晶体中时，NMR技术可以探测其结构和运动。

晶体中固体分子的特殊性质使得NMR信号更加明显，尤其是不同方向的化学位移是非常明显的。

五、生化分析生物大分子的NMR分析是最近几年的一个新生领域。

通过NMR技术可以获取蛋白质、核酸等分子的结构信息和化学动力学特征。

NMR技术在这个领域的发展为人类治疗多种疾病的药物设计提供了新的思路。

六、结语NMR技术已成为化学分析中的核心技术之一。

它的精度、灵敏度和选择性都很高。

NMR技术可以应用在有机合成、材料科学、生物化学等多个领域。

核磁共振波谱扫描方式

核磁共振波谱扫描方式核磁共振波谱扫描方式是一种广泛应用于化学、生物和物理领域的高效分析方法。

通过这种方法，可以揭示物质中特定原子的结构与性质。

核磁共振波谱扫描主要依赖于外加磁场和射频信号的相互作用，以获取有关原子核的信息。

在本篇文章中，我们将详细讨论核磁共振波谱扫描的几种主要方式。

1.氢谱（1H-NMR）：氢谱是核磁共振波谱中最常用的一种扫描方式。

它通过检测氢原子的信号来获取有关化合物结构的信息。

氢谱图中的信号强度与氢原子的数量成正比，因此，可以通过分析氢谱来确定化合物中氢原子的种类和相对数量。

2.碳谱（13C-NMR）：碳谱用于检测化合物中的碳原子信号。

与氢谱相比，碳谱具有更高的分辨率，可以提供更详细的结构信息。

碳谱图中的信号强度与碳原子的数量成正比，因此，可以通过分析碳谱来确定化合物中碳原子的种类和相对数量。

3.氟谱（19F-NMR）：氟谱用于检测化合物中的氟原子信号。

由于氟原子具有较小的原子尺寸和较高的电负性，氟谱在有机化合物结构分析中具有较高的灵敏度和分辨率。

氟谱图中的信号强度与氟原子的数量成正比，因此，可以通过分析氟谱来确定化合物中氟原子的种类和相对数量。

4.磷谱（31P-NMR）：磷谱用于检测化合物中的磷原子信号。

磷谱在生物大分子和有机磷化合物分析中具有重要应用价值。

磷谱图中的信号强度与磷原子的数量成正比，因此，可以通过分析磷谱来确定化合物中磷原子的种类和相对数量。

5.二维核磁共振波谱（2D-NMR）：二维核磁共振波谱是一种高级的核磁共振技术，可以在两个相互垂直的频率轴上同时获取有关原子核的信息。

二维核磁共振波谱广泛应用于蛋白质结构分析、代谢物指纹图谱构建等领域。

6.固体核磁共振波谱（Solid-State NMR）：固体核磁共振波谱主要用于分析固态材料中的原子核信息。

与液态核磁共振波谱相比，固体核磁共振波谱具有更高的分辨率和灵敏度。

固体核磁共振波谱应用于材料科学、地质学和生物物理等领域。

实用波谱学：氢谱和碳谱

(2)反磁场排列，能量高，磁量子数ｍ＝－1/2;
B
E
ｍ＝－1/2（高能态）ｍ＝＋1/2（低能态）
此时，当吸收外来电磁辐射时，将发生核能级的跃迁，产生核磁共振（NMR）现象。
磁场中的原子核(能级分裂) ──射频辐射──吸收──能级跃迁
2020年12月14日12时17分
HNMR
11
E
B0
h 2
B0
2020年12月14日12时17分
HNMR
18
核磁共振波谱的测定
样品：纯度高，固体样品和粘度大液体样品必须溶解后测定。溶剂：氘代试剂(CDCl3, C6D6 ,CD3OD,CD3COCD3, C5D5N ) 标准物：四甲基硅烷 (CH3)4Si （缩写：TMS），其优点：
信号简单，且在高场，其他信号在低场，值为正值；沸点低（26.5 oC)，易于回收样品；易溶于有机溶剂且化学惰性；也可根据情况选择其它标准物。含水介质：三甲基硅基丙烷磺
5.25
6.38
H
COOCH3
CC
H
H
5.82
6.20
2020年12月14日12时17分
HNMR
30
化学键的各向异性
CH4 CH3CH3 CH2=CH2 HC≡CH δ(ppm): 0.23 0.86 5.25 1.80
各向异性：
氢核与某功能基空间位置不同，导致其化学位移不同。
2020年12月14日12时17分
P m h (其中m I, I 1,...,I )
2
h为Planck常数 (6.62610-34J.s)； m为磁量子数，其大小和数目由自旋量子数I决定。m共有 2I+1个取值（角动量P有2I+1个状态，有2I+1个核磁矩）。

NMR-C核磁共振谱简介11

化学位移表1 chemical shift table
13C核磁共振谱简介
化学位移表2 chemical shift table
13C核磁共振谱简介
三、偶合与弛豫
13C-13C偶合的几率很小（13C天然丰度1.1%）；
13C- 1H偶合；偶合常数1JCH：100-250 Hz；峰裂分；谱图复杂；
13C核磁共振谱简介
13C核磁共振谱简介
13C核磁共振谱简介
13C核磁共振谱简介
13C核磁共振谱简介
二、化学位移 chemical shift
化学位移范围：0～250ppm；核对周围化学环境敏感，重叠少氢谱与碳谱有较多共同点；碳谱化学位移规律： (1) 高场低场碳谱：饱和烃碳原子、炔烃碳原子、烯烃碳原子、羧基碳原子氢谱：饱和烃氢、炔氢、烯氢、醛基氢； (2) 与电负性基团，化学位移向低场移动；
化学位移规律：炔烃
C=65-90
H3C CH2 C CH H3C C C CH3
84.7 67.0
73.6
H3C CH2 CH2 CH2 C 12.9 21.2 29.9 17.4 82.8
CH 67.4
HC C OC2HCH3 H3C C C OC3H
23.9 89.4
28.0 88.4
13C核磁共振谱简介
13C核磁共振谱简介
碳谱与氢谱的对比谱图去偶作用对比
碳谱与氢谱的对比
13C核磁共振谱简介
13C核磁共振谱简介
谱图去偶作用对比
13C核磁共振谱简介
谱图去偶作用对比
13C核磁共振谱简介
四、13C NMR谱图
1.C7H14O 1H 4H 4H
6H 13C
S

核磁共振氢谱和碳谱讲解

核磁共振氢谱核磁共振---NMR1945年美国斯坦福大学的 F. Block 和哈佛大学的 E. M. Purcell 同时发现了核磁共振现象，并因此荣获了1952年的 Nobel 物理奖。

核磁共振谱可为化合物鉴定提供下列信息：1.磁核的类型：由化学位移来判别，如在1HNMR 中，可判别甲基氢、芳氢、烯氢、醛氢等。

2.磁核的化学环境：由偶合常数和自旋－自旋裂分来判别，如在 1H-NMR 中可判定甲基是与-CH 2-相连，还是与苯环相连。

3.各类磁核的相对数量：氢谱中，通过积分面积或积分曲线来判断。

4 .核自旋弛豫时间：13CNMR 可提供 T 1，并用于结构归属指定，构象的测定，以及窥测体系的运动情况。

5 .核间相对距离：通过核的 Overhause 效应可测得。

3.1核磁共振的基本原理3.1.1原子核的磁矩原子核是带正电荷的粒子，自旋将产生磁矩，但并非所有同位素的原子核有自旋，只有有自旋才有磁矩。

具有自旋运动的原子核具有一定自旋量子数（I ），I=1/2 *n ，那1，2，3···1. 核电荷数和和质量数均为偶数的原子核没自旋。

2. 核电荷数为奇数或偶数，核质量数为奇数，有自旋现象。

3. 核电荷数为奇数，核质量数为偶数，I 为整数的原子核有自旋现象。

对于自旋不为零的核来说，当其自旋时由于形成环电流，故而产生一个小磁场，这个小磁场可用核磁矩 μ 表示。

μ 是矢量，其大小由下式确定：πγγμ2)1(hI I p +==式中 γ ---核的磁旋比 p---自旋角动量不同的核有不同的 γ 值，是确定同位素核的特征常数。

3.1.2自旋核在磁场中的取向和能级对于I 不为零的核来说，如果不受外来磁场的干扰，其自旋轴的取向将是任意的。

当它们处于外加静磁场（磁场强度为H0）中时，根据量子力学理论，它们的自旋轴的取向不再是任意的，而只有(2I+1)种，这叫核自旋的空间量子化。

每一种取向可用一个磁量子数m 表示，则m=I，I-1，I-2，…-I+1，-I。

氢谱和碳谱

氢谱和碳谱
氢谱和碳谱是核磁共振（NMR）谱的两种类型，它们在化学和生物化学领域被广泛应用，用于确定有机化合物的结构。

氢谱主要检测的是化合物中氢原子的核磁共振信号。

在氢谱中，不同的氢原子因其所处的化学环境不同，会产生不同的化学位移，从而在谱图上呈现出不同的峰。

通过分析这些峰的位置和强度，可以确定化合物中氢原子的种类和数量，进而推断出化合物的结构。

碳谱则主要检测的是化合物中碳原子的核磁共振信号。

与氢谱类似，碳原子也会因其所处的化学环境不同而产生不同的化学位移。

通过分析碳谱中的峰，可以确定化合物中碳原子的种类和连接方式，从而得到更为详细的分子结构信息。

氢谱和碳谱各有其优点和局限性。

氢谱的灵敏度高，因为氢核的天然丰度很高，而且旋磁比也大，这使得氢谱的信号相对较强。

但是，氢谱的分辨率较低，对于结构复杂的化合物，可能会出现峰的重叠，使得解析变得困难。

碳谱的分辨率较高，可以提供更为详细的结构信息，但是碳谱的灵敏度较低，因为碳核的天然丰度很低。

在实际应用中，氢谱和碳谱通常会结合使用，以得到更为准确和全面的结构信息。

通过比较氢谱和碳谱的数据，可以验证结构推断的正确性，并发现可能存在的错误或遗漏。

氢谱和碳谱是两种重要的核磁共振技术，它们在有机化合物结构确定中发挥着不可替代的作用。

核磁共振碳谱和氢谱中化学位移产生的原因

核磁共振（NMR）技术是一种应用广泛的谱学技术，常用于分析有机物和生物分子的结构和性质。

在核磁共振谱中，化学位移是一个重要的参数，它与化合物中原子核周围的电子环境有关。

化学位移在碳谱和氢谱中都是十分常见的，在本文中，我们将探讨化学位移在核磁共振碳谱和氢谱中产生的原因。

1. 基本概念在核磁共振谱中，化学位移是指核磁共振信号的频率与参考物质（通常是三氯化甲烷或二甲基硅烷）信号频率之差。

化学位移通常用ppm （parts per million）表示，它是一个相对值，可以用来比较不同化合物中原子核的化学环境差异。

2. 碳谱中化学位移的影响因素碳谱中的化学位移受到多种因素的影响，其中主要包括化学环境、电子效应和磁场效应。

- 化学环境：不同化学环境下的碳原子核受到不同的化学位移影响。

芳香环上的碳原子与脂肪链上的碳原子所受的化学环境不同，因此它们的化学位移也会有所差异。

- 电子效应：分子中的电子密度分布会影响到周围原子核的化学位移。

含有电子丰富基团的碳原子通常会表现出较低的化学位移，而含有电子贫瘠基团的碳原子则会表现出较高的化学位移。

- 磁场效应：外加磁场对原子核周围的电子运动轨迹会产生影响，从而影响原子核的化学位移。

这种效应在核磁共振谱分析中是不可忽视的。

3. 氢谱中化学位移的影响因素类似于碳谱，氢谱中的化学位移也受到化学环境、电子效应和磁场效应的影响。

- 化学环境：不同化学环境下的氢原子核受到不同的化学位移影响。

α-位置上的氢原子与β-位置上的氢原子所受的化学环境不同，因此它们的化学位移也会有所差异。

- 电子效应：分子中的电子密度分布会影响到周围原子核的化学位移。

对甲苯中的甲基氢和对位氢受到的电子效应不同，因此它们的化学位移也会有所差异。

- 磁场效应：外加磁场对原子核周围的电子运动轨迹会产生影响，从而影响原子核的化学位移。

这种效应在氢谱分析中同样需要考虑。

4. 结语化学位移在核磁共振碳谱和氢谱中的产生是一个复杂而又精密的过程，受到多种因素的影响。

有机化合物的鉴定核磁共振谱法的应用

有机化合物的鉴定核磁共振谱法的应用有机化合物的鉴定一直是化学领域中的重要任务之一。

在过去，人们常使用红外光谱法、质谱法等技术进行鉴定，但这些方法在某些情况下存在一定的局限性。

近年来，核磁共振谱法逐渐得到广泛应用，并在有机化合物的结构鉴定中发挥着重要作用。

核磁共振谱法是利用原子核之间的相互作用而形成的核磁共振现象来研究有机化合物结构的一种方法。

在核磁共振现象中，物质置于强磁场中，原子核会发生翻转，从而发出电磁辐射。

通过观察或测量这些辐射，可以获得有关有机分子内各种原子的化学环境以及它们之间的相互作用的信息。

在核磁共振谱法中，常用的方法是核磁共振氢谱（1H-NMR）和核磁共振碳谱（13C-NMR）。

其中，核磁共振氢谱主要用于分析有机化合物中的氢原子，而核磁共振碳谱则用于分析有机化合物中的碳原子。

这两种方法常常结合使用，可以提供相对完整和准确的有机化合物结构信息。

在进行核磁共振谱分析时，我们需要将样品溶解在合适的溶剂中，并将其放置在核磁共振仪中进行测量。

核磁共振谱仪会收集到一系列信号，这些信号对应于有机化合物中每种原子的共振频率。

通过分析这些信号的位置、强度、形状以及它们之间的相对关系，可以确定有机化合物的结构。

核磁共振谱法在有机化合物鉴定中的应用非常广泛。

它可以用于判断有机分子的结构类型，如脂肪烃、醇类、酮类、羧酸类等。

同时，核磁共振谱法还可以用于确定有机化合物的官能团、取代位置和立体构型等重要信息。

例如，在鉴定一个化合物的结构时，我们可以通过核磁共振谱法确定化合物是否含有烯丙基、氨基、羟基等官能团。

根据峰的位置和强度，我们还可以得知这些官能团在分子中的相对位置和数量。

此外，核磁共振谱法还可以确定取代基的取代位置，从而帮助确定分子的结构。

此外，核磁共振谱法还可以用于研究有机化合物的反应动力学和反应机理。

通过监测有机反应过程中产物的核磁共振谱变化，可以了解反应速率和反应路径，从而深入理解有机反应的本质。

【2024版】NMR-核磁共振碳谱解析

NOESY 记录分子中所有质子NOE效应的二维谱
a
CHO
b
HO
c d
OCH3
e
10
H
9
1
7
O
5
H
4
800<M<3000时 NOE信号较弱，此时采用ROESY作谱
2D-INADEQUATE谱(Incredible natural abundance double
quantum transfer experiment) 直接显示13C-13C连接技术（灵敏度低，需要100mg以上样品）
(4).多数取代基c(+),但少数-I, -Br, -CN, -CF3使c(-)。
(5). 杂原子的引入，影响O>S>N
119.6
142.6
O
127.4
125.4
S
127.6
157.5
152.8
N
N N
160.2
108.2
118.5
N
4.立体空间的影响
OH N
HO N
15.8 11.4
C 13.2
G O CH2 CH2 CH3
+5.6
+7.3 -3.3
GO +3.6
CH3 CH +7.6 CH3 -3.6
Me
G O C Me -2.6 +0.2 +7.5 Me
Anomeric 1°-OH -D-glc +5.6
-D-glc +5.9 2°-OH -D-glc +3.5
-D-glc +4.4 3°-OH -D-glc +0.1
HC CH C

【2024版】核磁共振光谱NMR光谱

当置于外加磁场H0中时，相对于外磁场，可以有（2I+1）种取向：
氢核（I=1/2），两种取向（两个能级）：
(1)与外磁场平行，能量低，
磁量子数ｍ＝＋1/2;
(2)与外磁场相反，能量高，
磁量子数ｍ＝－1/2;
能级分布与弛豫过程
核能级分布
在一定温度且无外加射频辐射条件下，原子核处在高、低能级的数目达到热力学平衡，原子核在两种能级上的分布应满足Boltzmann分布：
Isotope
Magnetogyric Ratio (radians/Tesla)
# of Spin States
Resonance Frequency (MHz)
H 1
267.53
2
2H
41.1
3
13C
67.28
2
14N
3
17OΒιβλιοθήκη 619F251.7
2
31P
108.3
2
35Cl
4
60.0 9.2 15.1 4.3 8.1 56.4 24.3 5.9
自旋核的取向
在没有外电场时，自旋核的取向是任意的。
在强磁场中，原子核发生能级分裂，当吸收外来电磁辐射时，将发生核能级的跃迁
----产生所谓的核磁共振（NMR）现象
射频辐射─原子核(能级分裂)-----吸收──能级跃迁
射频
B
E
E= –μB
B
E
ｍ＝－1/2
E= –μB0
ｍ＝＋1/2
E2B0 2 hB0
N NH i N NL
j
E
h
e kT e kT
通过计算，在常温下， 1H 处于 B0 为 2.3488T的磁场中，处于低能级的1H

核磁共振氢、碳普解析的步骤

三. 核磁共振氢谱核磁共振技术发展较早，20世纪70年代以前，主要是核磁共振氢谱的研究和应用。

70年代以后，随着傅里叶变换波谱仪的诞生，13C—NMR的研究迅速开展。

由于1H—NMR的灵敏度高，而且积累的研究资料丰富，因此在结构解析方面1H—NMR的重要性仍强于13C—NMR。

解析图谱的步骤1.先观察图谱是否符合要求;①四甲基硅烷的信号是否正常；②杂音大不大；③基线是否平；④积分曲线中没有吸收信号的地方是否平整。

如果有问题，解析时要引起注意，最好重新测试图谱。

2.区分杂质峰、溶剂峰、旋转边峰（spinning side bands）、13C卫星峰(13C satellite peaks) （1）杂质峰：杂质含量相对样品比例很小，因此杂质峰的峰面积很小，且杂质峰与样品峰之间没有简单整数比的关系，容易区别。

（2）溶剂峰：氘代试剂不可能达到100％的同位素纯度（大部分试剂的氘代率为99－99.8％），因此谱图中往往呈现相应的溶剂峰，如CDCL3中的溶剂峰的δ值约为7.27 ppm处。

（3）旋转边峰:在测试样品时，样品管在1H-NMR仪中快速旋转，当仪器调节未达到良好工作状态时，会出现旋转边带，即以强谱线为中心，呈现出一对对称的弱峰，称为旋转边峰。

（4）13C卫星峰：13C具有磁距，可以与1H偶合产生裂分，称之为13C卫星峰，但由13C 的天然丰度只为1.1％，只有氢的强峰才能观察到，一般不会对氢的谱图造成干扰。

3.根据积分曲线，观察各信号的相对高度，计算样品化合物分子式中的氢原子数目。

可利用可靠的甲基信号或孤立的次甲基信号为标准计算各信号峰的质子数目。

4.先解析图中CH3O、CH3N、、CH3C=O、CH3C=C、CH3-C等孤立的甲基质子信号，然后再解析偶合的甲基质子信号。

5.解析羧基、醛基、分子内氢键等低磁场的质子信号。

6.解析芳香核上的质子信号。

7.比较滴加重水前后测定的图谱，观察有无信号峰消失的现象，了解分子结构中所连活泼氢官能团。

第六章核磁共振碳谱 NMR

它的辐照宽度是长程耦合的频率宽度, 小于选择性去耦的频谱宽度.
4) 门控去耦(gated decoupling):
FID讯号. FID: Free Induction Decays 自由诱导衰减
所谓“门”, 意即用计算机控制一个操作序列, 以不同时间间隔控制去耦器的开关. 也就是去耦的射频也采用脉冲方式, 但时间却与共振的脉冲刚好相差.
V) 电场效应: 对于硝基苯, 邻位C原子δ值移向高场.
2) 取代苯环δ值的近似计算:
C (k) 128.5 Zk (R i )
i
6. 羰基化合物:
O C O
i
如羰基与杂原子或不饱和基团相连, 共振移向高场.
O O O
O X X
O X
O
醛、酮共振在最低场, 一般 C >195; 酰氯、酰胺、酯、酸酐, 一般 C <185;
杂化类型
4）键级和平均激发能对13C 值的影响:
化合物类型烷
烯、芳烃
∑QAB 0 0.4 0 0.8 0.4
ΔE(eV) ~10(σ－σ*) ~8(π－π*) ~8(π－π*) ~8(π－π*) ~7(n － π*)
C 0~50 100~150 50~80 200 200
sp3 sp2 sp sp2 sp2
Q: 分子轨道理论中的键级 QAA: 所考虑的核的2p电子密度的贡献 QAB: 所考虑的核与其相连的核的键之键级定性讨论: 1）σ键: 电子能级跃迁:
p 小, 去屏蔽弱, 因此δC小. 如: sp3杂化的饱和碳.
2）π 键: π电子能级跃迁: π π* , ΔE小,（ΔE）-1大,

偏共振—识别碳的各种类型; 门控去偶—求耦合常数; 选择去偶—标识谱线.

核磁共振谱NMR分析口诀

核磁共振谱NMR分析口诀以下为正文：在外加磁场的作用下，自旋核吸收电磁波的能量后从低自旋能级跃迁到高自旋能级，所得到的的吸收图谱为核磁共振谱。

核磁共振谱可用于研究分子结构、构型构象、分子动态等。

以下是NMR仪工作过程（Bruker 950 US2）：NMR结构进样样品在磁场中当外加射频场的频率与原子核自旋进动的频率相同时，射频场的能量才能被有效地吸收，因此对于给定的原子核，在给定的外加磁场中，只能吸收特定频率射频场提供的能量，由此形成核磁共振信号。

核磁共振及数据输出常见氢谱化学位移值范围：醛氢9-10.5 ppm芳环及苯环6-9.5 ppm烯氢4.5-7.5 ppm与氧原子相连的氢3.0-5.5ppm与氮原子相连的氢2.0-3.5ppm炔氢1.6-3.4 ppm脂肪氢0-2.5 ppm活泼氢：醇类0.5-5.5ppm酚类4.0-12.0 ppm酸类：9-13.0 ppm氨活泼氢：酰胺5-8.5ppm芳香氨 3.0-5.0ppm脂肪氨0.6-3.5 ppm。

碳谱三大区：◆ 高δ值区δ>165 ppm，属于羰基和叠烯区：a.分子结构中，如存在叠峰，除叠烯中有高δ值信号峰外，叠烯两端碳在双键区域还应有信号峰，两种峰同时存在才说明叠烯存在；b.δ>190 ppm的信号，只能属于醛、酮类化合物；c.160-180 ppm的信号峰，则归属于酸、酯、酸酐等类化合物的羰基。

◆中δ值区δ 90-160 ppm（一般情况δ为100-150ppm）烯、芳环、除叠烯中央碳原子外的其他SP2杂化碳原子、碳氮三键碳原子都在这个区域出峰。

◆低δ值区δ<100 ppm，主要脂肪链碳原子区：a.与单个氧、氮、氟等杂原子相连的饱和的δ值一般处于55-95 ppm，不与氧、氮、氟等杂原子相连的饱和的δ值小于55 ppm；b.炔碳原子δ值在70-100ppm，这是不饱和碳原子的特例。

氢谱碳谱信噪比

氢谱碳谱信噪比
氢谱（Proton Spectrum）和碳谱（Carbon Spectrum）是核磁共振（NMR）谱图中的两种重要类型，它们分别关注样品中氢原子和碳原子的核磁共振信号。

信噪比（SNR）则是信号与噪声的比值，用于评估谱图的品质和实验效果。

以下是进行氢谱、碳谱和信噪比操作的一般步骤：
1、样品准备：选择适合的样品，确保样品纯净并满足核磁共振实验的要求。

对于氢谱和碳谱，需要使用含有氢原子和碳原子的有机或无机化合物。

2、实验设置：在核磁共振仪器上设置适当的实验参数，包括磁场强度、射频频率、脉冲宽度、扫描范围等。

这些参数需要根据样品的性质和实验需求进行调整。

3、数据采集：启动核磁共振实验，记录样品的核磁共振信号。

通常需要进行扫描以获取多个数据点，以便在谱图上呈现信号的变化。

4、谱图处理：对采集到的数据进行处理和分析。

对于氢谱和碳谱，需要使用适当的软件进行傅里叶变换和其他处理步骤，以获得清晰的谱图。

5、信噪比评估：在处理好的谱图上，可以通过观察信号与背景噪声的对比度来评估信噪比。

信噪比越高，谱图的质量越好。

6、结果分析：根据获得的氢谱、碳谱和信噪比数据，可以对样品的结构、组成和性质进行进一步的分析和研究。

需要注意的是，以上步骤仅为一般性的操作流程，实际操作中可
能需要根据具体的实验条件和样品性质进行调整。