NMR各种谱图
核磁共振波谱分析法
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2.氢键效应
形成氢键后1H核屏蔽作用减少,氢键属于去屏蔽效应。 使共振吸收移向低场。
H H3CH2C O H O CH2CH3 CCl4 5.72ppm 3.7ppm O H O H H O O CH3 CCl4 7.45ppm 4.37ppm
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例: 醇羟基 酚 胺 0.5~5 4~7 0.5~5
氢原子核的外面有电子,它们对磁场的磁力线有排斥 作用。对原子核来讲,周围的电子起了屏蔽(Shielding) 效应。核周围的电子云密度越大,屏蔽效应就越大,要相 应增加磁场强度才能使之发生共振。核周围的电子云密度 是受所连基团的影响,故不同化学环境的核,它们所受的
屏蔽作用各不相同,它们的核磁共振信号亦就出现在不同
在强磁场中,原子核发生能级分裂(能级极小:在1.41T磁场中, 磁能级差约为2510-3J),当吸收外来电磁辐射(10-9-10-10nm,4900MHz)时,将发生核能级的跃迁----产生所谓NMR现象。
射频辐射─原子核(强磁场下,能级分裂)-----吸收──能级跃迁 ──NMR 与UV-vis和红外光谱法类似,NMR也属于吸收光谱,只是研究 的对象是处于强磁场中的原子核对射频辐射的吸收。
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核磁共振在仪器、实验方法、理论和应用等方面有着飞
跃的进步。谱仪频率已从30MHz发展到900MHz。1000MHz 谱仪亦在加紧试制之中。仪器工作方式从连续波谱仪发展到
脉冲-傅里叶变换谱仪。随着多种脉冲序列的采用,所得谱
图已从一维谱到二维谱、三维谱甚至更高维谱。所应用的学 科已从化学、物理扩展到生物、医学等多个学科。核磁共振
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常见结构单元化学位移范围
有机化合物波谱解析第三章 核磁共振(NMR)
• 目的要求 • 1. 掌握核的能级跃迁与电子屏蔽效应的关系以及
影响化学位移的主要因素,能根据化学位移值初步 推断氢或碳核的类型 • 2. 掌握磁不等同的氢或碳核、1H-NMR谱裂分情况、 偶合常数
• 3. 掌握低级偶合中相邻基团的结构特征,并能初 步识别高级偶合系统
• 4. 掌握常见13C-NMR谱的类型及其特征 • 5. 熟悉发生核磁共振的必要条件及其用于有机化
合物结构测定的基本原理
• 6. 了解脉冲傅立叶变换核磁共振测定方法的原理 • 7. 了解1H-NMR及13C-NMR的测定条件以及简化图谱
的方法,并能综合应用图谱提供的各种信息初步判 断化合物的正确结构
主要内容
• 1. 核磁共振原理 • 2. 核磁共振仪器 • 3. 氢核磁共振(1H-NMR) • 碳核磁共振(13C-NMR) •
然而,要给出尖锐的NMR峰,以提高分 辨率,需要驰豫时间长,互相矛盾,最佳 半衰期范围在0.1-1秒,相应的谱线宽度为 1cps。
4)核的进动与核的共振
质子在外加磁场作用下,产生怎样的动力方式呢? E=μHB0
ΔE0
E=-μHB0 HB00 陀螺在与重力作用方向吸偏差时,就产生摇头动力, 称为进动。核磁矩在静磁场环境中围绕B0以ω角频 率进动,称之为拉摩尔(Larmor)进动.
• BN = B0 - ·B0
• BN = B0·(1 - ) • 氢核外围电子云密度的大小,与其相邻
原子或原子团的亲电能力有关,与化学 键 子 高 ·B的 云 场0亦类密;小C型度H;有大3-共关,O,振。·氢吸B如0核收大CH外出,3-围现共Si电振在,子吸低氢云收场核密出。外度现围小在电,
B0
二、产生核磁共振的必要条件
核磁共振氢谱及碳谱(NMR)PPT课件
13C 谱
碳谱的特点
13C谱测定的困难:
1. 天然丰度低:~1.1%; 而 1H: 99.98%
2. 相 对 灵 敏 度 低 : gCgH/4, 因 此 其 相 对 灵 敏 度 为 (gC/gH)3=0.016。
3. 再考虑到弛豫等因素,总体来讲,13C的灵敏度要比 1H低约6000倍。
1H耦合的碳谱无法解释,因为往往会重叠在一起 。
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3
碳谱的特点
3. 由于碳谱的化学位移范围很大,在较为复杂的分子中, 1H耦合的碳谱无法解释,因为往往会重叠在一起 。 因此实际上我们通常使用的13C谱是质子去耦谱。
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4
碳谱的特点
13C谱的优点:
1. C构成化合物的骨架,因而C谱能够提供结构鉴定的 重要信息
160 140 120 100 90 80 70 60 50 40 30 ppm
• 对C而言,C=1.988,即C的信号强度最大可达到原来
的3倍,再加上谱线有几条合并成1条,总的强度增加
就更大。
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32
1H去耦脉冲序列
x
y
I
x
S
y, -y b
y
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Deco up le
33
1H去耦脉冲序列
小,|p|减小,dC减小。
• 如电子体系:电子密度r与dC有一个线性关
系
dC = 160r + 287.5 (ppm)
即电子密度r越大,化学位移越小
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11
烷烃中C的化学位移
• 取代基电负性对化学位移的影响
a. 取代基电负性越大,相邻的a-C原子越往低场移,
6.HNMR谱图解析
(CD3CD2)2O
(CD3)2O (CD3)2NCDO CD3SOCD3 CD3CD2OD CD3OD
Tetrehydrofuran (THF) Toluene
Pyridine Cyclohexane
C4D8O C6D5CD3
C5D5N C6H12
1H-NMR图谱解析
峰的数目:标志分子中磁不等性质子的种类,多少种
1:4:6:4:1 1:5:10:10:5:1 1:6:15:20:15:6:1
峰裂分数
峰面积
• 峰面积与同类质子数成正比,仅能确定各类质 子之间的相对比例 (5H:2H:2H:3H) n C10H12O2 2 5 3
2
8
7
6
5
4
3
2
1
0
H
C CH3
1:3:3:1
1:1
H H C C
H
1:2:1
i 同碳偶合,谐偶(J同,J谐, 2J)
相互干扰的两个氢核(如不同构象)处于
同一碳原子上。两者之间的偶合常数叫J同。
同碳偶合经过两个C—H键(H—C—H),
因此,可用2J表示。
ii 邻位偶合(J邻,3J)
• 两个(组)相互偶合的氢核位于相邻的两个碳 原子上,偶合常数可用J邻或3J表示。偶合常数 的符号一般为正值。J邻的大小与许多因素有 关,如键长、取代基的电负性、两面角以及 H—C—C—H间键角的大小等
H;
峰的强度(面积):每类质子的数目(相对),多少个H; 峰的位移( ):质子所处的化学环境,化合物中位置; 峰的裂分数:相邻碳原子上质子数;
偶合常数(J):确定化合物构型。
化学位移及其影响因素
NMR培训之DEPT谱
DEPT谱(Distortionless Enhancement by Polarization Transfer),又称为无畸变极 化转移技术,是一种碳谱核磁共振谱中的 一种检测技术,主要用于区分碳谱图中的 伯碳、仲碳、叔碳和季碳。
DEPT谱是在NMR中用来区分伯仲叔季碳的一种谱图。信号强度仅仅与脉冲倾倒角 θ 有关, ; ; 。 为了区分不同的碳,一般要做三次实验,分别为不同的角度,其中季碳不出峰: θ =135度的DEPT谱图:甲基,次甲基的峰向上(即信号为正),亚甲基为倒峰 (即信号为负)。 θ =90度的DEPT谱图:只能看到次甲基向上的峰。 θ =45度的DEPT谱图:所有的次甲基、亚甲基、 甲基的峰都向上(不常用,因为无法达到区分的 目的)。 通过135度和90度谱图即可区分出伯碳、仲碳、 叔碳,由于季碳在所有的DEPT谱图中都没有信 号,因此只要和全谱比较,就很容易的得到季碳。
下面是以4-甲基-2-戊酮为例所测的核磁氢谱、 碳谱及DEPT谱的谱图。
5 2 1 3 4 6 -3 4—5+6
1-2
此张谱图出现了错误,正常的90°应该只有CH 出正峰,其他C不出峰。这是我们仪器的故障, 咨询了布鲁克的工程师,他们暂时也不能解决, 有待下次核磁维修时解决。虽然C都出了正峰, 但通过峰高也可以判断出,最高的峰一定
NMR自旋系统及图谱分类
3.溶剂效应 . 同一样品采用不同的溶剂, 是不同的, 同一样品采用不同的溶剂,其 δ 是不同的,这种 由于溶剂的不同使得 δ 发生变化的现象称为溶剂效 应。 溶剂效应较好的溶剂:苯、吡啶、DMSO、三氟 溶剂效应较好的溶剂: 吡啶、 、 乙酸等。 乙酸等。
4.位移试剂 . 位移试剂是能够使样品的化学位移发 生较大移动, 生较大移动,使不同的峰拉开距离的一 种试剂。 种试剂。 常用过渡金属的β-二酮型试剂, 常用过渡金属的 -二酮型试剂,其 中镧系金属中铕(Eu)以及镨 以及镨(Pr)的络合 中镧系金属中铕 以及镨 的络合 用的最多。 物Eu(DPM)3 和Pr(DPM) 3用的最多。 位移试剂对带孤对电子的化合物有明显的位移作用, 位移试剂对带孤对电子的化合物有明显的位移作用, 带孤对电子的化合物有明显的位移作用 一般越靠近含未共用电子对基团的质子位移值越大。 一般越靠近含未共用电子对基团的质子位移值越大。
4.AB2系统 . AB2系统中两组核干扰较强,最多可观察到 条谱 系统中两组核干扰较强,最多可观察到9条谱 线。其中 1~4 条为 A 组,5~8 条为 B 组,第 9 条为 综合峰,强度较弱,往往观察不到。 综合峰,强度较弱,往往观察不到。第 5 和第 6 条 谱线相距很近,往往合并为一条谱线,成为谱图中 谱线相距很近,往往合并为一条谱线, 较突出的峰。 较突出的峰。 条谱线的位置为ν 第 3 条谱线的位置为 A,第 5 条和第 7 条谱线之 中点为 νB。
四、几种常见的自旋系统 1.AX系统 . 系统 AX系统 系统∆ν/J >6,表现为一级图谱。 系统 ,表现为一级图谱。 如HF、HCCl2F等。 、 等 按照 n+1规律,出现 4 条谱线,A和X各占 2 条;2 规律, 条谱线, 和 各占 规律 线之间的距离为J 谱线的中心即为化学位移; 线之间的距离为 AX;2 谱线的中心即为化学位移; 两线高度相等。 两线高度相等。
核磁共振光谱NMR光谱
测定这种能谱的依据,是一些原子核(如1H、13C、 19F等)在磁场中会产生能量分裂,形成能级。当 用一定频率的电磁波对样品进行照射时,特定结 构环境中的原子核就会吸收相应频率的电磁波而 实现共振跃迁。在照射扫描中记录共振时的信号 位置和强度,就得到NMR谱。
与UV-vis和红外光谱法类似,NMR也属于吸收光谱,只是 研究的对象是处于强磁场中的原子核对射频辐射的吸收。
1924年, Pauli提出原子核磁性质的慨念;
1939年, Rabi观察到核磁共振现象, 人类首次;
1945年,美Bloch测到水中H,
Purcell观察到石蜡中H;
(1952年同获诺贝尔奖)
N NH i N NL
j
E
e kT
h
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 核数目仅比高能级的核数目多出百万 分之十六!
会造成什么后果?
随实验进行,低能级核越来越少,最后高、低能级上的 核数目相等--------饱和-----从低到高与从高到低能级的 跃迁的数目相同---体系净吸收为0-----共振信号消失!
原子核的经典力学模型
当带正电荷的、且具有自旋量子数的核会产生磁场,该自旋 磁场与外加磁场相互作用,将会产生回旋,称为拉莫进动, 如下图。进动频率与自旋核角速度及外加磁场的关系可用拉 莫(Larmor)方程表示:
0 2 0 B0
或 0
2
B0
此式与量子力学模型导出的式子完 全相同。0称为进动频率。
B0
当置于外加磁场H0中时,相对于外磁场,氢核有两种取向 (1)与外磁场平行,能量低,磁量子数m=+1/2;
NMR培训之DEPT谱
DEPT谱是在NMR中用来区分伯仲叔季碳的一种谱图。信号强度仅仅与脉冲倾倒角 θ 有关, ; ; 。 为了区分不同的碳,一般要做三次实验,分别为不同的角度,其中季碳不出峰: θ =135度的DEPT谱图:甲基,次甲基的峰向上(即信号为正),亚甲基为倒峰 (即信号为负)。 θ =90度的DEPT谱图:只能看到次甲基向上的峰。 θ =45度的DEPT谱图:所有的次甲基、亚甲基、 甲基的峰都向上(不常用,因为无法达到区分的 目的)。 通过135度和90度谱图即可区分出伯碳、仲碳、 叔碳,由于季碳在所有的DEPT谱图中都没有信 号,因此只要和全谱比较,就很容易的得到季碳。
通过135度和90度谱图即可区分出伯碳仲碳叔碳由于季碳在所有的dept谱图中都没有信号因此只要和全谱比较就很容易的得到季碳
DEPT谱
DEPT谱(Distortionless Enhancement by Polarization Transfer),又称为无畸变极 化转移技术,是一种碳谱核磁共振谱中的 一种检测技术,主要用于区分碳谱图中的 伯碳、仲碳、叔碳和季碳。
——CH
下面是以4-甲基-2-戊酮为例所测的核磁氢谱、 碳谱及DEPT谱的谱图。
5 2 1 3 4 6 -3 4—5+6
1-2
此张谱图出现了错误,正常的90°应该只有CH 出正峰,其他C不出峰。这是我们仪器的故障, 咨询了布鲁克的工程师,他们暂时也不能解决, 有待下次核磁维修时解决。虽然C都出了正峰, 但通过峰高也可以判断出,最高的峰一定是CH峰。
6.HNMR谱图解析
峰裂分数
峰面积
• 峰面积与同类质子数成正比,仅能确定各类质 子之间的相对比例 (5H:2H:2H:3H) n C10H12O2 2 5 3
2
8
7
6
5
4
3
2
1
0
H
C CH3
1:3:3:1
1:1
H H C C
H
1:2:1
NMR Lock Solvents Acetone
Chloroform Dichloro Methane
CD3COCD3
CDCl3 CD2Cl2
Methylnitrile
Benzene Water
CD3CN
C6D6 D2O
Diethylether (DEE)
Dimethylether (DME) N,N-Dimethylformamide (DMF) Dimethyl Sulfoxide (DMSO) Ethanol Methanol
• 峰的裂分原因:自旋-自旋裂分是由相邻的两个 (组)磁性核之间的自旋-自旋偶合(spin-spin coupling)或自旋-自旋干扰(spin-spin interaction)引起的
JHa-Hb J),用来衡量 • 多重峰的峰间距:偶合常数( 偶合作用的大小
2. 自旋偶合
3. 峰裂分数与峰面积
某化合物的分子式为C6H10O3,其P-NMR核磁 共振谱图见下图,试确定该化合物的结构
O H3C C CH2 O C O CH2CH3
2
2
3
3
图: C6H10O3核磁共振谱图
化合物 C3H7Cl,推断其结构
NMR,VU,IR,MS四大图谱解析
13C-NMR谱图解析13C-NMR谱图解析流程1.分于式的确定2.由宽带去偶语的谱线数L与分子式中破原子数m比较,判断分子的对称性.若L=m,每一个碳原子的化学位移都不相同,表示分子没有对称性;若L<m,表示分子有一定的对称性,L值越小,分子的对称性越高。
3.标出各谙线的化学位移Qc,确定谙线的归属在结构鉴定中,常用的13C-NMR技术是宽带去偶和偏共振去偶。
根据宽带去偶谱测定的化学位移,偏共振去偶谱中各类碳的偶合谱线数,以及峰高相对和对称状况,对各谱线作大体归属,从而辨别碳核的类型和可能的官能团。
结构比较复杂的化合物,根据上述方法对13C-NMR谱线归属碰到困难时,可借助测定T1值作进一步的辨别,特别在归属不同季碳的谱线时,T1值的测定更有其实用价值。
另外,在1H-NMR谱线归属明确的情况下,还可采用质子选择去偶技术来归属难以辨认的13C-NMR 谱线。
在偏共振去偶时出现的虚假远程偶合现象也可以为归属某些特殊结构单元提供有用的信息,1H谱与13C谱相结合,有利于彼此信号归属。
各类碳核的化学位移范围如下图所示:表1基团类型Qc/ppm烷0-60炔60-90烯,芳香环90-160羰基1604.组合可能的结构式在谱线归属明确的基础上,列出所有的结构单元,并合理地组合成一个或几个可能的工作结构。
5.确定结构式用全部光谱材料和化学位移经验计算公式验证并确定惟一的或可能性最大的结构式,或与标准谱图和数据表进行核对。
经常使用的标准谱图和数据表有:经验计算参数1.烷烃及其衍生物的化学位移一般烷烃灸值可用Lindeman-Adams经验公式近似地计算:∑Qc5.2=nA-+式中:一2.5为甲烷碳的化学位移九值;A为附加位移参数,列于下表,为具有某同一附加参数的碳原子数。
表2注:1(3).1(4)为分别与三级碳、四级碳相连的一级碳;2(3)为与三级碳相连的二级碳,依此类推。
取代烷烃的Qc为烷烃的取代基效应位移参数的加和。
核磁共振一维二维谱图
A. HSQC (获得1JH-, n ≥ 2之关系)
4. 总相关谱
TOCSY (获得所有J偶合关系)
5. NOESY谱
NOESY (获得分子内质子空间关系)
NOESY (获得分子内质子空间关系)
测样须知
一、送样前:
必须熟知样品的溶解性; 样品必须干燥,纯度不得低于90%,不得含磁性物质; 测试用核磁管可自行购置或到核磁实验室领取(支/12元),核
• 三、本实验室只满足谱图处理、打印等要求,不 回答有关样品解析具体问题,工作站上不解析谱 图,请谅解。
• 建议自己处理谱图,常用软件:MestReNova, Nuts,Topspin等。
磁管必须干燥干净,无裂痕;
样品溶于氘代试剂(0.5ml)后须呈透明均一相,若有固体微粒 必须首先过滤,溶解后样品在核磁管中高度不得低于4 cm。
标签请勿粘贴,套在核磁管上即可。 样品量:1H 谱约3——10 mg样品/0.5 mL氘代试剂; 13C 谱>15 mg样品/0.5 mL氘代试剂,13C 谱样品浓度要尽可能
1. 二维J分辨谱
A.
(获得偶合常数)
B. 异核J-resolved (获得偶合常数)
2. 同核化学位移相关谱
A. COSY (获得3JH-H耦合关系)
A1. COSY90 (获得3JH-H耦合关系)
B. INADEQUATE (获得1JC-C之关系)
3. 异核化学位移相关谱
A. HMQC (获得1JH-C之关系)
13------15a, 12, 14 15a-----15b, 14, 16
1D NOE
5、其他一维谱图及其应用
• T1(弛豫时间) • 变温NMR • 其他适合测定NMR杂核(19F,31P,15N,
HNMR谱图解析
34
2.分子式为C3H60的某化合物的核磁共振谱如下,试 确定其结构。
谱图上只有一个单峰,说明分子中所有氢核的化学 环境完全相同。结合分子式可断定该化合物为丙酮。 35
3-溴丙炔的1HNMR
36
例4:C10H12O的核磁共振氢谱如下,推导其结构。
S a t A p r 2 2 0 9 :4 3 :0 9 2 0 0 0 : (u n title d ) W 1 : 1 H A xis = p p m S c a le = 4 1 .6 7 H z/ c m
故有-COOCH2CH3的结
构存在
17
因为分子是对称的,且有两个不饱和度故存在两个 -COOCH2CH3的结构;剩下5个碳应为CH3CH2-C-CH2CH3 结构。 可能的结构式为
18
1)独立的甲基峰 -COOCH3
3H-单峰
3H-三重峰
2)-CH2CH3 0.9
3.6 2.2 1.7
不饱和度为1 有四类质子分别为 3、2、2、3个
解:(1) 不饱和度为0,说明只可能是脂肪醇、脂肪醚。 (2) 从δ =1.3和δ =4.0处有吸收,两化学位移处积分线的 高度之比为3:2,以及它们的偶合裂分数,进一步证明存 在CH3CH2-O-结构。
23
(3) 根据δ=5.8和δ=6.7处两组三重峰,只可能存在以下结构:
由于两组氟核的化学环境不同,其偶合常数也不相同,因 此共振信号裂分符合(n+1)(m+1)规律。 CHF2CFBr-三组二重峰,CF2BrCHF-两组三重峰(但其化学 位移移向高场) (4) 结论:此化合物的结构式为
δ3.0 δ 4.30 δ2.1
6
谱图解析与结构确定
C7H16O3,推断其结构
NMR图谱
275,414 278,381
267,364
*5min衰退。
HO
O O
OH
OH
O
第二章 红外吸收光谱(IR)
• 1、红外光谱区域: • 近红外区 0.26~2.5m • 中红外区 2.5~25m 波数4000~400cm1
• 远红外区 25~500m • 研究对象:中红外线 • 分子的振动能级及转动能级的 跃迁,简称振—转光谱
• 注:π→π*共轭双键向长波长移动
3、吸收带 (吸收峰在可见紫外光谱中的波带位置)
R带 n →π* 跃迁 250~500nm ε<100 p-π共轭基团
K带
B带
π→π* 跃迁
苯的振动及π→π* 跃迁重叠引起 苯的乙烯共轭
210~250nm ε>10000
230~270nm ε≈200-230 E1≈180nm E2≈200nm ε=60000 ε=7900
常用氘代溶剂中残留1H的共振峰的化学位移
含H基团 溶剂 δH 杂质H2O
P123
CDCl3 (CD3)2CO D2O
DMSO-d6 CD3OD C5D5N
CHCD2HHDO-
7.24(s) 2.04(p)
4.63 (s) 位臵变化大 2.49(p) 3.30(p)
1.5-1.7 (s) 3.2(s)
E带
4、UV的应用
(1)判断大致结构 a 215~800nm无吸收峰——无双键、醛、酮、苯环… ζ→ζ* 、n →ζ* ,为脂肪族C、H化合物、醇类、胺类… b 210~250nm强吸收——2个双键共轭, π→π* 跃迁 260~330nm强吸收——3~5个双键共轭,π→π* 跃迁 c 270~340nm弱吸收——羰基、C=N, n→π* 跃迁 (ε>10000) (ε>10000) (ε10~100)
NMR自旋系统及图谱分类
c.若系统内有 3 组核,其中每组内各核的化学位移接 近,而 2 组核间的化学位移差都比较大(Δν>>J), 则第 1 组用A、B、C…,第 2 组用 K、L、M…,第 3 组用X、Y、Z…表示; d.若系统中某种核有几个磁全同的,可在其符号右 下角附加数字表示。如: CH2F2 为 A2X2 系统,而 Cl-CH2-CH2-COOH中的两个 CH2 为 A2B2 系统; e.分子中化学等价而磁不等价的核用同一字母表示, 只在其中之一的右上角加撇,如 CH2=CF2 为AA`XX` 系统。
X---2条(强度比为4:4)。三重峰和双峰的裂距相同, 即为JAX,各组峰的中心为化学位移。如1,2,2-三氯乙 烷。
4.AB2系统 AB2系统中两组核干扰较强,最多可观察到9条谱
线。其中 1~4 条为 A 组,5~8 条为 B 组,第 9 条为 综合峰,强度较弱,往往观察不到。第 5 和第 6 条 谱线相距很近,往往合并为一条谱线,成为谱图中 较突出的峰。
2.根据每个(组)峰的δ值,推断H核的种类。 3.从积分曲线算出各组信号的相对面积,以确定图 中各峰所对应的氢原子的数目。 4.考察偶合情况,确定相邻1H数及基团间关系,给 出分子片段。 5.综合上述信息,给出可能的结构。 6.对推出的结构进行“指认”,以确定其正确性, 如各组信号的δ和J。
三、图谱解析示例 例1.某未知物分子式为C5H12O,其1HNMR如下图所 示。δ4.1ppm处的宽峰经重水交换后消失。从低场到高 场,三个峰积分高度比为1:2:9。试给出其化学结构。
第 3 条谱线的位置为νA,第 5 条和第 7 条谱线之 中点为 νB。
谱线间的距离有如下规律: [1-2]=[3-4]=[6-7] [1-3]=[2-4]=[5-8] [3-6]=[4-7]=[8-9] [1-4]+[6-8]= 3JAB
NMR碳谱图谱解析及新技术4
化学位移的内标物
用四甲基硅(TMS)的信号的C作为零,把出现在TMS 低场一侧(左边)的信号的C值规定为正值,在TMS右侧即 高场的信号规定为负值。
一般水溶性样品常用二氧六环或DSS作内标,DSS各碳
CH:有2重峰
•
C :单峰
偶合谱
偏共振谱
去偶谱
CH3在13C-NMR中 干扰频率变化与图谱的关系
6
3
124.8
4
2
1 39.6
189.5 5 132.5 110.8
154.0
1
CH3 N
CH3
3 2
6 CHO 5 4
的偏共振去偶谱
• 宽带质子去偶谱, 虽然谱线清晰,却失去 了全部C—H偶合的信息。如果做质子偶 合的13C谱,由于JCH较大.使谱线严重重 叠难 NaSO3一CH2一CH2一CH2一SiMe3
C:
7.25 21.15 17.7 0
也可以用溶剂作内标。 常用的溶剂的C见表5-2。
(2)化学位移与屏蔽 13C-NMR要满足关系式:
C 2
B0 (1 )
C的屏蔽系数是四项因数的加和:
= 抗磁+顺磁+ NB + 介质
• 人们曾采用偏共振技术,利用残余的J偶 合确定直接键合在13C上质子的数目,可 将碳分为CH3.CH2, CH和季C四种
• 但由于偏共振谱中偶合常数分布不均匀、 多重谱线变形和重叠等原因.它的应用在 研究复杂分子时受到限制。
反转门控去偶法
它的目的是得到宽带去偶谱,但消除NOE,保持碳数
与信号强度成正比例的方法。可用于碳核的定量。而一般
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内容
正确的解谱步骤: 氢谱 / 碳谱
结构, 分子式, 理论峰数 积分 (四舍五入), 初评信号峰 标注 abc / 123 (右到左) (活泼氢另给) 结构归属, 溶剂/未知峰标明 样品名/日期, 给 comment
25 min
大量基本/特色谱图介绍
50 min
阅览大量谱图, 体验各种情况: 潜手性亚甲基, 直键/平键的差异 酮式/烯醇式平衡, 酰胺的异构平衡
活泼氢的观察, 活泼氢涉及耦合裂分 长链化合物的氢谱/碳谱解析与积分应用 含氟化合物 (单氟/多氟) 的碳谱/氟谱解析
乙基苯_氢谱解谱步骤
700
CH2CH3
CH2CH3
O
H OCH2CH3
H
CH3
NMR 解谱
正确的解谱步骤: 氢谱 / 碳谱 15 min
结构, 分子式, 理论峰数 积分 (四舍五入), 初评信号峰 标注 abc / 123 (右到左) (活泼氢另给) 结构归属, 溶剂/未知峰标明 样品名/日期, 给 comment
NMR各种谱图介绍
DEPT, APT, 耦合 C, 反门控 C cosy, noesy, hsqc, hmbc, hetcor 1D-noe, 杂核谱 , tocsy, hoesy J-resolved_H, C, inadequate
4 33. 谱图其它峰也给归属: TMS, CDCl3
5
4. 左方给出样品名, 时间; 中间给 comment: 峰 4/5 不确定等. 20000
2
1
6
CDCl3
TMS
10000
0
200
150
100
50
0
ppm (t1)
新标样_氢谱解谱步骤
O H
OCH2CH3
H
CH3
分子式 C6H10O2 10 个 H
d, e 归属不确定. 需要 noe 确认!
ed
c
b
a
CHCl3
?
10.0 ppm (t1)
1
1 5.0
2
33
3500 3000 2500 2000 1500 1000 500
TMS
0 -500 0.0
H
4
H
新标样_碳谱范例
O
5
31
6 OCH2CH3
2 CH3
C1 ,C2 不确定 C4 ,C5 难判断 需 DEPT 1D-NOE 与 HSQC 辅助辨认
2500
1. 画出结构式, 得出化学式
2. 有 10 个 CH 2000
3. 主信号峰的积分四舍五入: 总数符合 10 个 H
(初判: 烯烃 CH2 可能分成 2 组单 H)
1500
ed
c
1000
b
a
500
0
0.12
3.12 3.00
0.10 2.07
1.08 1.00 0.09
10.0 ppm (t1)
1
1 5.0
2
33
0.0
6.102 5.548 4.242 4.218 4.194 4.171 1.949 1.946 1.328 1.305 1.281
0.12
3.12 3.00
0.10 2.07
1.08 1.00 0.09
新标样_氢谱范例
O
He
ca
OCH2CH3
Hd
CH3 b
Ethyl 2-methylpropionate 2008.10.14
NMR各种谱图介绍
DEPT, APT, 耦合 C, 反门控 C cosy, noesy, hsqc, hmbc, hetcor 1D-noe, 杂核谱 , tocsy, hoesy J-resolved_H, C, inadequate
大量基本/特色谱图介绍
阅览大量谱图, 体验各种情况: 潜手性亚甲基, 直键/平键的差异 酮式/烯醇式平衡, 酰胺的异构平衡 活泼氢的观察, 活泼氢涉及耦合裂分 长链化合物的氢谱/碳谱解析与积分应用 含氟化合物 (单氟/多氟) 的碳谱/氟谱解析:
5
20000
2
1
6
10000
0
200
150
100
50
0
ppm (t1)
60000
54
乙基苯_碳谱范例
3
62 1
CH2CH3
good
50000
Ethylbenzene 2008.10.14
but: 4/5 uncertain 40000
1. 谱图由右往左, 依次标注 a中标出对应的 1, 2, 3, ..., 完成归属 30000
400
3. 结构式放谱图左上角, 给出样品名称, 时间
300
c 4. 谱图其它峰标定: TMS, H2O, 未知 ? 活泼氢另标 NH, OH
5. 给出 comment.
b
a
200
H2O
TMS
100
0
0.80 3.06 0.36 2.00
4.71
10.0 ppm (t1)
5
5.0
2
3
0.0
乙基苯_碳谱解谱步骤 60000
NMR各种谱图介绍
15 min
NMR 解谱
DEPT, APT, 耦合 C, 反门控 C cosy, noesy, hsqc, hmbc, hetcor 1D-noe, 杂核谱 , tocsy, hoesy J-resolved_H, C, inadequate
CH2CH3 6种C
1. 画出结构式, 置谱图左上方
2. 判定有 6 种 C (小心对称 C)
50000
3. 谱图中找出 6 个合理的碳峰
40000
(初判断符合 170 / 120 / 70 范围)
4. 谱图由右往左, 依次标注 1, 2, 3, .... 30000
4 3
(和 H 的 abc 有别.)
Ethyl 3-methylpropionate 2010.11.18
4 5
1
3
2
6
CDCl3
正确的解谱步骤: 氢谱 / 碳谱 5 min
O
H OCH2CH3
H
CH3
结构, 分子式, 理论峰数 积分 (四舍五入), 初评信号峰 标注 abc / 123 (右到左) (活泼氢另给) 结构归属, 溶剂/未知峰标明 样品名/日期, 给 comment
1. 画出结构式, 得出化学式
600
C6H10 10 个 CH
2. 有 10 个 CH (暂不理会活泼氢 NH, OH) 500
3. 信号峰的积分四舍五入: 总数符合 10 个 H
(如果数目不符: 判断加减)
400
300
200
100
0
0.80 3.06 0.36 2.00
4.71
10.0 ppm (t1)
5
5.0
2
3
0.0
2.688 2.662 2.637 2.612 1.266 1.240 1.215
700
乙基苯_氢谱范例
600
CH2CH3
c ba
good
500
Ethylbenzene
1. 谱图由右往左, 依次标注 a, b, c, ....
2008.10.14
2. 结构式中标出对应的 a, b, c, ..., 完成归属