[课件]核磁共振氢谱题目PPT

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氢谱解析PPT课件

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CH3H CH3Li -1.95
0.98
CH3Cl
CH3Br
第16页/共69页
• 相邻电负性基团的个数
CH3Cl CHCl3
3.05
7.27
CH2Cl2 5.30
• 与电负性基团相隔的距离(键数)
CH3OH CH3CH2CH2OH
CH3CH2OH
3.39 第17页/共691页.18
(2) 各向异性效应
第12页/共69页
核磁共振氢谱
第13页/共69页
低场
高场
乙苯的1HNMR
• 横坐标为化学位移值,代表谱峰位置;
• 台阶状的积分曲线高度表示对应峰的面积。 在1H谱中峰面积与相应的质子数目成正比自旋耦合引
第一节 1H 的化学位移
1.影响化学位移的因素 2. 各类1H的化学位移
第11页/共69页
耦合常数J表示耦合的磁核之间的相互干扰 程度,以赫兹为单位。J和外加磁场无关,而与 两个核在分子中相隔的化学键数目和种类有 关。所以通常在J的左上角标以两核相距的 化学键数目,在键的右下角标明相互耦合的 两个核的种类。如1H-C-C-1H中两个1H之间 相隔三个键,其耦合常数表示为3JH-H。
第9页/共69页
化学位移的测定
测定时一般将TMS作为内标和样品一起溶解于合适的溶剂中,氢谱和碳谱 所用溶剂一般为氘代溶剂,常用的氘代溶剂有氘代氯仿,氘代丙酮,重水等。 测定化学位移有两种实验方法:
扫场:固定照射电磁波频率,不断改变外磁场强度B0,从低场向高场变
化,当B0正好与分子中某一种化学环境的核共振频率满足共振条件时,产生吸 收信号,出现吸收峰。
扫频:固定磁场强度B0,改变照射频率v。
一般仪器大多采用扫场的方法

《核磁共振氢谱》PPT课件

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各向异性效应
化合物中非球形对称的电子云,如 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方向一样,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。
芳烃的各向异性效应
H: 7.3
环外氢受到强的去屏蔽作用: 8.9 ;环内H 在受到高度的屏蔽作用 ,故 : -1.8
双键的各向异性效应
屏蔽
去屏蔽
H
O
R
H: 56
H: 9-10
三键的各向异性效应
三键是一个 键〔sp杂化〕 和两 键组成。sp 杂化形成 线性分子,两对 p 电子相互 垂直,并同时垂直于键轴, 此时电子云呈圆柱状绕键轴 运动。炔氢正好处于屏蔽区 域内,所以在高场共振。同 时炔碳是 sp杂化轨道,C— H 键成键电子更靠近碳,使 炔氢去屏蔽而向低场移动, 两种相反的效应共同作用使 炔氢的化学位移为 2-3 ppm 。
氢化学位移
1. 化学位移值能反映质子的类型以及所处的化学环境,与分子 构造密切相关
2. (TMS)=0 (TMS)=10 =10-
3. 影响化学位移的因素:
4.
= d + p + a + s
5. H核外只有s电子,故d 起主要作用, a 和s对也有一 定的作用。
6.
影响化学位移的因素---诱导效应
X的电负性 4.0 3.5
(ppm) 4.26 3.24
3.1
2.8

核磁共振氢谱习题及例题和答案ppt课件

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7.07 ppm处有一粗看为单峰的一个氢,说 明无相邻碳氢,所以苯环上有间位取代。
化学位移约为3.8 ppm 处有一积分面积为3的单峰,说明又甲氧基。
根据分子式及苯环的取代模式,分子结构式应为
15
。 例3 某化合物的分子式为C6H10O,根据氢谱推断结构
16
17
分子式为:C6H10O
Ω = C + 1–( H 2
2
7.58 (ddd, J = 8.6, 7.2, 1.7 Hz, 1H) 6.97 (ddd, J = 8.4, 6.9, 1.4 Hz, 1H)
Ω = 7 + 1- 8 = 0
H的个数比为:1 : 6 : 9 从偶合裂分规律及氢原子个 数比知分子中有三个乙基
三个氧只能是烷氧基
Ω = C + 1–( H +
2

1 )
2
=5
含有一个苯环或者吡啶环
δ = 7.34 ppm
3J 7-9 7.46
7.06 3J 5-6
8.50 4J 1-2
4J 0-1
在低场 7.5-9.5 ppm 有四个1:1:1:1的氢,但是 范围超出了苯环氢的化学位移,应为吡啶环
7
8
不饱和度为 5,所以还应该有一个双键或者一个脂肪环
习题 1
1
1. 所用仪器的频率是多少? 2. 表达出该峰
1. 1539.18 / 3.847 = 400 MHz 2. 3.82 (quint, J = 6.2 Hz, 1H) 2. 3.82 (sept, J = 6.2 Hz, 1H) 2. 3.82 (tt, J = 6.2 Hz, 1H)
习题 2
+
X 2

04-核磁共振氢谱-总PPT课件

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质量数 原子序数 自旋量子数I
偶数
偶数
0
偶数
奇数
1,2,3….
奇数
奇数或偶数 1/2;3/2;5/2….
.
6
表 常见核的核磁共振数据
核 天然丰度% 自旋量子数I 磁矩μ/μ0
1H 99.985
1/2
4.83724
磁旋比
共振频率/MHz
γ / 107rad·s-1·T-1 (H0=2.3488T)
26.7519
三氯乙酸
CCL3COOH
二氧六环
P-C2H6O2
环己烷
C6H12
四氯化碳
CCl4
二硫化碳
CS2
二氯甲烷
CH2Cl2
7.27
76.9
2.05
206,29.1
4.0**
/
2.5
39.6
7.20
128.0
3.34,4.11
49.0
7.18,7.57,8.57 149.9,135.5,123.5
2.31,7.10
(3)I=1/2的原子核 1H,13C,19F,31P
原子核可看作核电荷均匀分布的球体,并象陀螺一样自
旋,有磁矩产生,是核磁共振研究的主要对象,C,H也是有
机化合物的主要组成元素。 .
9
讨论:
在1950年,Proctor等研究发现:质子的共振频率与其结 构(化学环境)有关。在高分辨率下,吸收峰产生化学位移 和裂分,如右图所示。
.
15
表4-3 常见溶剂及其化学位移
名称
分子式
化学位移/ppm*
1H
13C
氯仿-d1
CHCl3- d1
丙酮- d6

核磁共振氢谱PPT课件

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m=I, I-1, I-2, ……-I
• 每种取向各对应一定能量状态
• I=1/2的氢核只有两种取向
• I=1的核在B0中有三种取向
.
10
z
z
z
m =+1
m =
B0
m = +1/2
m =
m =
m =
m = 1/2
m = 1
m = 1 m = 2
I = 1/2
I=1
I=2
I=1/2的氢核 与外磁场平行,能量较低,m=+1/2, E 1/2= -B0
与外磁场方向相反, 能量较高, m= -1/2, .
E -1/2=1B1 0
• 核磁矩与外磁场相互作用而产生的核磁场作用能 E, 即各能级的能量为 E=-ZB0
E 1/2= -B0 E-1/2= B0
.
12
I=1/2的核自旋能级裂分与B0的关系
• 由式 E = -ZB0及图可知1H核在磁场 中,由低能 级E1向高能级E2跃迁,所需能量为 △E=E2-E1= B0 -(-B0) = 2 B0
代入上式得: h I(I1) 2
当I=0时,P=0,原子核没有自旋现象,只有I﹥0,原 子核才有自旋角动量和自旋现象
.
9
二、核自旋能级和核磁共振
(一)核自旋能级
• 把自旋核放在场强为B0的磁场中,由于磁矩 与磁 场相互作用,核磁矩相对外加磁场有不同的取向,共 有2I+1个,各取向可用磁量子数m表示
.
6
• 自旋角动量
– 一些原子核有自旋现象,因而具有自旋角动 量。由于核是带电粒子,故在自旋同时将产 生磁矩。核磁矩与角动量都是矢量,磁矩的 方向可用右手定则确定。

核磁共振氢谱解析ppt课件

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第三章 核磁共振氢谱
1. 核磁共振的基本原理 2. 核磁共振仪与实验方法 3. 氢的化学位移 4. 各类质子的化学位移 5. 自旋偶合和自旋裂分 6. 自旋系统及图谱分类 7. 核磁共振氢谱的解析
前言
过去50年,波谱学已全然改变了化学家、生物学家和 生物医学家的日常工作,波谱技术成为探究大自然中 分子内部秘密的最可靠、最有效的手段。NMR是其中 应用最广泛研究分子性质的最通用的技术:从分子的 三维结构到分子动力学、化学平衡、化学反应性和超 分子集体、有机化学的各个领域。 1945年 Purcell(哈佛大学) 和 Bloch(斯坦福大学) 发现核磁共振现象,他们获得1952年Nobel物理奖 1951年 Arnold 发现乙醇的NMR信号,及与结构的关 系 1953年 Varian公司试制了第一台NMR仪器
• 驰豫时间与谱线宽度的关系 :即谱线宽度与驰豫 时间成反比。
• 饱和:高能级的核不能回到低能级,则NMR信号 消失的现象。
核磁共振仪
分类:按磁场源分:永久磁铁、电磁铁、超导磁场 按交变频率分:40 ,60 ,90 ,100 , 200 ,500,--,800
MHZ(兆赫兹),频率越高,分辨率越高 按射频源和扫描方式不同分:连续波NMR谱仪(CW-NMR) 脉冲傅立叶变换NMR谱仪(FT-NMR)
频率扫描(扫频):固定磁场强度,改变射频频率 磁场扫描(扫场):固定射频频率,改变磁场强度 实际上多用后者。 各种核的共振条件不同,如:在1.4092特斯拉的磁场,各 种核的共振频率为:
1H
60.000 MHZ
13C
15.086 MHZ
19F
56.444 MHZ
31P
24.288 MHZ
对于1H 核,不同的频率对应的磁场强度:

《核磁共振氢谱》课件

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芳烃的氢谱解析
芳烃的氢谱特征
芳烃的氢谱峰形较复杂,有多个峰,且峰与峰之间的距离较近。
芳烃的氢谱解析要点
根据峰的数量和位置,确定芳烃的类型和碳原子数;根据峰的强度 和形状,确定氢原子的类型和数量。
实例分析
以苯为例,其氢谱有多个峰,分别对应于不同位置上的氢原子。
PART 04
氢谱解析中的常见问题与 解决策略
偶合常数
当两个氢原子之间的距离足够近时, 它们的核磁共振信号会发生偶合,导 致峰分裂成双重峰。偶合常数是衡量 两个氢原子之间距离的指标。
氢谱解析的一般步骤
确定峰的位置和强度
根据核磁共振氢谱中的峰位置和强度,可以推断出分子中氢原子 的类型和数量。
确定氢原子的连接关系
通过分析峰的偶合常数,可以确定氢原子之间的连接关系,从而确 定分子的结构。
峰的简化问题
总结词
峰的简化问题是指某些情况下氢谱峰的数量过多,使得解析变得复杂。
详细描述
在某些情况下,由于分子结构中存在多个等效氢原子,会产生大量的重叠峰。这增加了氢谱解析的难 度。解决策略包括利用分子对称性来简化氢谱,以及利用去偶技术来消除某些峰的干扰,从而使得氢 谱更加简洁明了。
解析中的不确定性问题
多核共振技术
总结词
多核共振技术能够同时研究多个原子核的相 互作用和动态行为,有助于更全面地了解分 子结构和化学反应过程。
详细描述
多核共振技术是一种新兴的技术,它通过同 时研究多个原子核的相互作用和动态行为, 能够提供更全面、更深入的分子结构和化学 反应过程信息。这一技术的应用,将有助于 推动化学、生物学、物理学等领域的发展, 为解决复杂体系的研究提供新的手段。
2023-2026
ONE

核磁共振氢谱PPT课件

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TMS
7.0 6.0 5.0 4.0 3.0 2.0 1.0 0
图1:乙基苯(10% CCpplt精4 选溶版液)于100兆赫的NMR
25
2. 化学位移的表示
由于化学位移的差别范围很小(10×10-6), 所以精确测出绝对数 值比较困难。现均以相对数表示:即以被测质子共振时的磁场 强度B0样与某一标准物质的质子共振时的磁场强度B0标之差和标 准物质共振时磁场强度B0标的比值δ来表示:
ppt精选版
24
例如: 图1给出了乙基苯在100MHz时的高分辨率核
磁共振图谱. 在乙基苯的分子中, -CH3 上的三个质子, -CH2- 上的两个质子, C6H5-上的五个质子.它们在 不同的磁场强度下产生共振吸收峰, 也就是说,它们
有着不同的化学位移.
C6H5-
3H 2H
-CH3
5H
-CH2-
21
高场
低频
0
ppm
ppt精选版
28
位移的标准
四甲基硅烷 Si(CH3)4 (TMS)
规定:TMS=0
为什么用TMS作为基准?
(1 ) 12个氢处于完全相同的化学环境,只产生一个吸收峰;
(2)屏蔽强烈,位移最大(0)。与一般有机化合物中的质子峰 不重叠;
(3)化学惰性;易溶于有机溶剂;沸点低,易回收。
H+
H+
H+
自旋
H+
β
能量较高 ΔE
H+
H+
H+
α 自旋
H+
能量较低
没有磁场
有磁场B0
质子在没有磁场和有磁场情况下的磁矩方向 ppt精选版
B0

《核磁共振氢谱解析》PPT课件

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在解析糖类的氢谱时,需要注意 区分不同糖环类型的影响,以便 准确推断出糖类分子的结构特征 。
由于糖类分子结构的复杂性,其 氢谱信号可能会出现重叠现象, 需要仔细解析以获得准确的结论 。
05
氢谱解析的挑战与展望
复杂样品与混合物的解析
挑战
复杂样品和混合物中的多种成分可能 导致谱线重叠和干扰,增加了氢谱解 析的难度。
峰面积
表示某一峰的强度或高 度,通常与产生该峰的
质子数成正比。
积分线
对谱线进行积分,得到 积分线,可以用于定量
分析。
校正因子
由于不同化学环境对质 子自旋耦合的影响,需 要引入校正因子来准确
计算质子数。
03
氢谱解析实践
简单分子的氢谱解析
总结词
掌握基础解析方法
01
总结词
熟悉常见峰型
03
总结词
注意杂质的干扰
解决方案
采用先进的谱图解析技术和化学位移 差异法,结合分子结构和物理状态信 息,对重叠的谱线进行分离和鉴别。
高磁场下的氢谱解析
挑战
高磁场条件下,氢谱的分辨率和灵敏度得到提高,但同时也带来了谱线复杂化 和解析难度增加的问题。
解决方案
利用高磁场下的多量子跃迁和异核耦合等效应,结合计算机模拟和量子化学计 算,对高磁场下的氢谱进行解析。
氢谱解析技巧与注意事项
总结词
重视峰的归属与确认
总结词
在复杂氢谱中,应注意分辨和区分重 叠的峰,运用适当的技巧和方法进行 解析。
详细描述
在解析氢谱时,应重视每个峰的归属 与确认,确保解析结果的准确性。
详细描述
注意峰的重叠与分辨
04
氢谱解析案例分析
案例一:醇类的氢谱解析

大学有机化学核磁共振氢谱ppt课件

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大学有机化学核磁共振氢谱
6
大学有机化学核磁共振氢谱
7
大学有机化学核磁共振氢谱
8
核磁共振条件
(1) 核有自旋(磁性核);
(2) 外磁场, 能级裂分;
(3) 照射频率与外磁场的关系:
2
H0
核——原子核自旋 I≠0
磁——外加磁场H0 诱导产生自旋能级分裂
共振——1= 0 能级跃迁
大学有机化学核磁共振氢谱
吸收峰的峰面积,可用自动积分仪对峰面积进行自 动积分,画出一个阶梯式的积分曲线。
峰面积的大小与质子数目成正比。 峰面积高度之比 = 质子个数之比。
4cm(2H)
2cm(1H)
8cm(4H)
14cm(7H)
大学有机化学核磁共振氢谱
25
五、自旋偶合与自旋裂分
高分辨率核磁共振谱仪测定CH3CH2―I 或 CH3CH2OH时,CH3―和―CH2―的共振吸 收峰都不是单峰,而是多重峰。
低 场
屏 蔽 效 应 , 共 振 信 号 移 向 高 场 H 0 高 场
去 屏 蔽 效 应 , 共 振 信 号 移 向 低 场
因此,H核磁共振的条件是:
2H实2H( 01)
大学有机化学核磁共振氢谱
14
2. 化学位移的表示方法
化学位移的差别约为百万分之十,精确测量十分
困难,现采用相对数值。以四甲基硅(TMS)为标准 物质,规定它的化学位移为零,然后,根据其它吸收
大学有机化学核磁共振氢谱
3
一、基本原理
1. 原子核的自旋 核象电子一样,也有自旋现象,从而有自旋角动量。
旋进轨道
自旋轴 自旋的质子
核的自旋角动量(ρ) 是量子化的,不能任 意取值,可用自旋量 子数(I)来描述。

谱图分析课件第2章核磁共振氢谱

谱图分析课件第2章核磁共振氢谱
表示不同氢原子核之间的相互作用, 通过测量偶合常数可以了解分子内部 的结构和相互位置关系。
峰的裂分与自旋系统
峰的裂分
由于相邻氢原子核的相互作用,一个峰可能会分裂成多个小峰。根据裂分的程 度和规律,可以推断出分子内部的氢原子排列方式和相互位置关系。
自旋系统
表示一组相互作用的氢原子核,根据自旋系统的类型,可以判断分子内部的结 构和对称性。
05
氢谱的局限性与发展趋势
氢谱的局限性
分辨率较低
由于氢原子在分子中的分布较为 广泛,导致氢谱的分辨率较低, 难以区分相近的化学环境。
受样品限制
氢谱分析需要使用液体样品,对 于固体样品和不易溶解的物质, 氢谱分析存在局限性。
对仪器要求高
氢谱分析需要高精度和高灵敏度 的核磁共振谱仪,仪器成本较高, 普及程度有限。

氢谱的表示方法
氢谱通常以频率或波数表示,横 坐标为化学位移,纵坐标为信号
强度。
化学位移表示氢原子核所处的化 学环境,即周围的官能团类型, 通过化学位移可以推断出氢原子
所属的化合物类型。
信号强度表示该化学环境下氢原 子核的数量,信号强度越大,表
示该类型的氢原子数量越多。
02
氢谱的组成与特征
峰的位置与化学位移
注意事项
确保实验过程中样品温度和磁场稳定性,避免外界干扰,及时记录异常情况。
数据处理与分析方法
数据处理
对采集的原始数据进行预处理,如基线校正、相位调整等,以提 高谱图质量。
峰识别与标注
根据峰的位置、强度和形状,识别和标注不同氢原子类型。
数据解析与推断
结合化学位移、耦合常数等信息,解析氢原子所处的化学环境, 推断分子结构。
人工智能技术在数据处理和分析方面具有 优势,与核磁共振技术结合有望提高氢谱 分析的效率和准确性。

《核磁共振氢谱》课件

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《核磁共振氢谱》课件课程目标:1. 理解核磁共振氢谱的基本原理2. 学会分析核磁共振氢谱图3. 掌握核磁共振氢谱在有机化学中的应用第一部分:核磁共振氢谱的基本原理1. 核磁共振现象核磁共振的定义核磁共振的产生条件核磁共振的物理过程2. 核磁共振氢谱的化学位移化学位移的定义化学位移的影响因素化学位移的计算方法3. 核磁共振氢谱的耦合常数耦合常数的定义耦合常数的影响因素耦合常数的计算方法4. 核磁共振氢谱的积分强度积分强度的定义积分强度的影响因素积分强度的计算方法第二部分:核磁共振氢谱的解析1. 核磁共振氢谱图的解读谱线的数量和位置谱线的形状和积分强度谱线的耦合情况2. 等效氢的判断等效氢的定义等效氢的判断方法等效氢的例外情况3. 核磁共振氢谱的应用实例简单有机化合物的分析复杂有机化合物的分析手性化合物的分析第三部分:核磁共振氢谱的实验操作1. 核磁共振氢谱的样品制备样品的选择和制备方法样品的纯化和干燥样品的装载和测试2. 核磁共振氢谱的仪器操作核磁共振仪的基本结构核磁共振仪的操作步骤核磁共振氢谱的获取和保存3. 核磁共振氢谱的数据处理核磁共振氢谱的数据分析核磁共振氢谱的峰拟合核磁共振氢谱的定量分析第四部分:核磁共振氢谱的实践练习1. 练习题目简单有机化合物的核磁共振氢谱分析复杂有机化合物的核磁共振氢谱分析手性化合物的核磁共振氢谱分析2. 练习解答分析过程和思路核磁共振氢谱的解析步骤最终答案和讨论总结:核磁共振氢谱是一种重要的有机化学分析方法,通过对氢原子的核磁共振现象进行研究,可以得到有机化合物的结构和性质信息。

通过对核磁共振氢谱的基本原理、解析方法和实验操作的学习,可以更好地理解和应用核磁共振氢谱,为有机化学研究和教学提供有力的工具。

科学性:1. 内容准确:课件中的概念、原理和实验操作应基于有机化学和核磁共振氢谱的现有科学知识,确保无误。

2. 信息更新:课件中所引用的文献和数据应是最新的,以保证教学内容的时效性。

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例5:一个含硫化合物,高分辨质谱确定其分子式为C2H6OS,紫外光谱 在200nm以上没有吸收峰,红外光谱3367cm-1有一强而宽的谱带, 1050cm-1附近有一宽峰,2558cm-1有一弱峰。氢核磁共振谱如图所示, 推导其结构式。
C3H7NO2 ,质子数:3:2:2
图3-5 乙醚的氢核磁共振谱
3. 氢的化学位移
• 原子核由于所处的化学环境不同,而在不同的共振磁场下显示吸 收峰的现象。
核磁共振氢谱题目
例2:某化合物的分子式为C6H10O3,其核磁共振谱 见图。试确定该化合物结构。
例3:化合物的分子式为C4H6O2,其1HNMR谱(300M失,推导其结构。
例4: 某未知物,元素分析结果为C:50.46%, H:5.14%,Br:36.92%,质谱的分子离子峰 为m/z 214,其核磁共振氢谱如图所示,各组峰的化学位移和偶合常数为: δ(ppm)7.0,4.0(J = 5.75Hz),3.5(J = 6.5Hz),2.2.试确定其化学结构。
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