最新整理特征质子的化学位移培训资料

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其他
醇的核磁共振谱的特点参见后文。醚α-H的化学位移约在3.54附近。
酚羟基氢的核磁共振的δ值很不固定,受温度、浓度、溶剂的影响很大,只能列出它的大致范围。一般酚羟基氢的δ值在4~8范围内,发生分子内缔合的酚羟基氢的δ值在10.5~16范围内。
羧酸H的化学位移在2~2.6之间。羧酸中羧基的质子由于受两个氧的吸电子作用,屏蔽大大降低,化学位移在低场。R2CHCOOHδH=10~12。
环己烷构象的转换[1]
其它未取代的环烷烃在常温下也只有一个吸收峰。环丙烷的δ值为0.22,环丁烷的δ值为1.96,别的环烷烃的δ值在1.5左右。取代环烷烃中,环上不同的氢有不同的化学位移,它们的图谱有时呈比较复杂的峰形,不易辨认。[1]
C6D11H在不同温度下的1H-NMR谱[1]
烯烃
烯氢是与双键碳相连的氢,由于碳碳双键的各向异性效应,烯氢与简单烷烃的氢相比δ值均向低场移动3~4乙烯氢的化学位移约为5.25,不与芳基共轭的取代烯氢的化学位移约在4.5~6.5范围内变化,与芳基共轭时δ值将增大。乙烯基对甲基、亚甲基、次甲基的化学位移也有影响。例如:
化合物
CH4
CH3—CH=CH2
CH3—CH3
CH3—CH2—CH=CH2
(CH3)2CH2
(CH3)2CH—CH=CH2
δ
0.23
1.71
0.86
0.86
1.00
2.00
1.33
1.73
从上面的数据可以看出,同碳上有乙烯基的氢δ值约在1.59~2.14之间,变化较大,邻碳上有乙烯基的氢,δ值变化较小。[1]
胺中,氮上质子一般不容易鉴定,由于氢键程度不同,改变很大,有时N—H和C一H质子的化学位移非常接近,所以不容易辨认。一般情况在α-HδH=2.7~3.1,β-Hδ=1.1~1.71。N-Hδ=0.5~5,RNH2,R2NH的δ值的大致范围在0.4~3.5,ArNH2,ArzNH,ArNHR的δ值的大致范围在2.9~4.8之间。[1]
炔烃
炔基氢是与三键碳相连的氢,由于炔键的屏蔽作用,炔氢的化学位移移向高场,一般δ=1.7~3-5处有一吸收峰。例如,HC≡CH(1.80),RC≡CH(1.73~1.88),ArC≡CH(2.71~3-37),—CH=CH-C≡CH(2.60~3.10),—C≡C—C≡CH(1.75~2.42),CH3-C≡C-C≡C-C≡CH(1.87)。HC≡C—若连在一个没有氢的原子上,则炔氢显示一个尖锐的单峰。炔基对甲基、亚甲基的化学位移有影响,与炔基直接相连的碳上的氢化学位移影响最大,其δ值约为1.8~2.8。[1]
特征质子的化学位移
由于不同类型的质子化学位移不同,因此化学位移值对于分辨各类质子是重要的,而确定质子类型对于阐明分子结构是十分有意义的。下表列出了一些特征质子的化学位移,表中黑体字的H是要研究的质子。
特征质子的化学位移
质子的类型
化学位移
质子的类型
化学位移
RCH3
0.9
ArOH
4.5-4.7(分子内缔合10.5~16)
烷烃
甲烷氢的化学位移值为0.23,其它开链烷烃中,一级质子在高场δ≈9处出现,二级质子移向低场在δ≈1.33处出现,三级质子移向更低场在δ≈1.5处出现。例如:
烷烃
CH4
CH3—CH3
CH3—CH2—CH3
(CH3)3CH
δΒιβλιοθήκη Baidu
0.23
0.86
0.86
0.91
1.33
0.91
0.86
1.50
甲基峰一般具有比较明显的特征,亚甲基峰和次甲基峰没有明显的特征,而且常呈很复杂的峰形,不易辨认。当分子中引人其它官能团后,甲基、次甲基及亚甲基的化学位移会发生变化,但其δ值极少超出0.7~4-5这一范围。
芳烃
由于受π电子环流的去屏蔽作用,芳氢的化学位移移向低场,苯上氢的δ=7.27。萘上的质子受两个芳环的影响δ值更大,α质子的δ为7.81,β质子的δ为7.46。一般芳环上质子的在δ值在6.3~8.5范围内,杂环芳香质子的δ值在6.0~9.0范围内。[1]
卤代烃
由于卤素电负性较强,因此使直接相连的碳和邻近碳上质子所受屏蔽降低,质子的化学位移向低场方向移动,影响按F,Cl,Br,I的次序依次下降。与卤素直接相连的碳原子上的质子化学位移一般在δ=2.16~4.4之间,相邻碳上质子所受影响减小,δ=1.25~1.55之间,相隔一个碳原子时,影响更小,δ= 1.03~1.08之间。[1]
羧酸衍生物
酯中烷基上的质子RCOOCH2R的化学位移δH=3.7~4。酰胺中氮上的质子RCONHR的化学位移,一般在δ= 5~9.4之间,往往不能给出一个尖锐的峰。
羰基或氮基附近α碳上的质子具有类似的化学位移= 2~3,例如,CH3COClδH=2.67,CH3COOCH3δH=2.03,RCH2COOCH3δH=2.13,CH3CONH2δH= 2.08,RCH2CONH2δH=2.23,CH3CNδH=1.98,RCH2CNδH=2.30。[1]
R2CHCOOR
2~2.2
RCH2F
4~4.5
RCOOCH3
3.7~4
RCH2Cl
3~4
RC≡CCOCH3
2~3
RCH2Br
3.5~4
RNH2或R2NH
0.5~5(峰不尖锐,常呈馒头形)
RCH2I
3.2~4
ROH
0.5~5.5(温度、溶剂
、浓度改变时影响很大)
RCONRH或ArCONRH
5~9.4
[1]
环己烷的各向异性屏蔽效应[1]
环烷烃能以不同构象形式存在,未被取代的环烷烃处在一确定的构象中时,由于碳碳单键的各向异性屏蔽作用,不同氢的δ值略有差异。例如,在环己烷的椅型构象中,由于C-I上的平伏键氢处于C⑵—C⑶键及C⑸—C⑹键的去屏蔽区,而C-I上的直立键氢不处在去屏蔽区,(图环己烷的各向异性屏蔽效应)。所以平伏键氢比直立键氢的化学位移略高0.2~0.5。在低温(-100℃)构象固定时,NMR谱图上可以清晰地看出两个吸收峰,一个代表直立键氢,一个代表平伏键氢。但在常温下,由于构象的迅速转换(图环己烷构象的转换),一般只看到一个吸收峰(见右图)。
R2CH2
1.3
R3CH
1.5
R2C=CR—OH
15~19(分子内缔合)
0.22
RCH2OH
3.4~4
R2C=CH2
4.5~5.9
ROCH3
3.5~4
R2C=CRH
5.3
RCHO
9~10
R2C=CR—CH3
1.7
RCOCR2—H
2~2.7
RC≡CH
7~3.5
HCR2COOH
2~2.6
ArCR2—H
2.2~3
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