核磁共振氢谱 解析图谱的步骤
氢谱谱图解析步骤解读
谱图的解析NMR谱法一般经历如下的步骤进行谱图的解析：★与IR法相同，首先尽可能了解清楚样品的一些自然情况，以便对样品有一些大概的认识；通过元素分析获得化合物的化学式，计算不饱和度Ω；★根据化学位移值确认可能的基团，一般先辨认孤立的，未偶合裂分的基团，即单峰，即不同基团的1H之间距离大于三个单键的基团及一些活泼氢基团，如甲基醚、甲基酮（）、甲基叔胺（）、甲基取代的苯等中的甲基质子及苯环上的质子，活泼氢为―O―H，，－SH等；然后再确认偶合的基团。
从有关图或表中的δ可以确认可能存在的基团，这时应注意考虑影响δ的各种因素如电负性原子或基团的诱导效应、共轭效应、磁的各向异性效应及形成氢键的影响等；★根据偶合裂分峰的重数、偶合常数，判断基团的连接关系。
先解析一级光谱，然后复杂光谱。
进行复杂光谱解析时，应先进行简化；★根据积分高度确定出各基团中质子数比，印证偶合裂分多重峰所判断的基团连接关系；★通过以上几个程序，一般可以初步推断出可能的一种或几种结构式。
然后，反过来，从可能的结构式按照一般规律预测可能产生的NMR谱，与实际谱图对照，看其是否符合，从而可以推断出某种最可能的结构式。
例某化合物的化学式为，IR谱表明有一很强的吸收峰，NMR谱如下，试确定其结构。
解：有三组峰，相对面积为2:1:3，若分别为2、1、3个，则总数为6，为分子式12个的一半，因此分子可能有对称性；IR显示～1750cm-1有一强峰，应有存在，且分子中有4个O，则可能有2个；处有一组三重峰，可能为－CH，且受裂分，而3处有一组四重峰，与是典型的组分；而δ较大，可能为的组分；处有一单峰，相对面积为1，则是一个与碳基相连的孤立（不偶合）的，可能为所以可能有的结合。
而此结合的、O的数目为分子式的一半，而C原子数一半多半个原子。
因此可以推测出整个分子的中间C原子为对称的结构，可能为验证：以炔可能结构，推测其NMR谱，与实验谱图比较，结果相符合。
核磁共振波谱法之氢谱解析
1.6 a峰的氢数 3H 1.6 1.0 0.5 0.6 1.0 b峰的氢数 2H 1.6 1.0 0.5 0.6
同理计算c峰和d峰各相当于1H。
依已知含氢数目的峰的积分值为准，求出一个氢相当的 积分值，而后求出氢分布。 本题中δd10.70很容易认定为羧基氢的共振峰，因而 0.60cm相当于1个氢，因此：
a b O c CH2CH2 O C CH3
3 2
化合物 C10H12O2
2 5
8
7
6
5
4
3
2
1
0
例1 计算下图中a、b、c、d各峰的氢核数目。
C4H7BrO2的核磁共振氢谱
测量各峰的积分高度，a为1.6cm，b为1.0cm，c为0.5cm，d 为0.6cm。氢分布可采用下面两种方法求出。 （1）由每个（或每组）峰面积的积分值在总积分之中所占 的比例求出:
②氢分布：
③ a 2.42 单峰 3H CH 3 CO 而不是与氧相连（CH3-O-的δ 为3.5~3.8）
d 7.35 单峰 5H 单取代苯，与烃基直接 相连
④由分子式中扣除CH3-CO-及C6H5-，余C2H2Br2而c、d皆 为二重峰，而化学位移δb4.91、 δc5.33，说明存在着-CHBrCHBr-基团。 ⑤结构式： 综上所述，未知物结构式为：
第五节
核磁共振氢谱的解析
要求：
1、掌握核磁共振氢谱中峰面积与氢核数目的 关系； 2、掌握核磁共振氢谱的解析步骤； 3、熟悉并会解析一些简单的核磁共振氢谱。
一、谱图中化合物的结构信息 1、核磁共振氢谱提供的信息：由化学位移、偶合常数 及峰面积积分曲线分别提供含氢官能团、核间关系及氢 分布等三方面的信息。具体如下： （1）峰的数目：标志分子中磁不等价质子的种类，多少种；
氢谱谱图解析步骤
谱图的解析NMRf法一般经历如下的步骤进行谱图的解析：★与IR法相同，首先尽可能了解清楚样品的一些自然情况，以便对样品有一些大概的认识；通过元素分析获得化合物的化学式，计算不饱和度Ω；★根据化学位移值确认可能的基团，一般先辨认孤立的，未偶合裂分的基团，即单峰，即不同基团的1H之间距离大于三个单键的基团及一些活泼氢基团，如甲基醞JrJJ 一二JO 耳甲基酮（一「一）、甲基叔胺（：L Jr）、甲基取代的苯等中的甲基质子及苯环上I的质子，活泼氢为一—H, 曲一，-SH等；然后再确认偶合的基团。
从有关图或表中的δ可以确认可能存在的基团，这时应注意考虑影响δ的各种因素如电负性原子或基团的诱导效应、共轭效应、磁的各向异性效应及形成氢键的影响等；★根据偶合裂分峰的重数、偶合常数，判断基团的连接关系。
先解析一级光谱，然后复杂光谱。
进行复杂光谱解析时，应先进行简化；★根据积分高度确定出各基团中质子数比，印证偶合裂分多重峰所判断的基团连接关系;★通过以上几个程序，一般可以初步推断出可能的一种或几种结构式。
然后，反过来，从可能的结构式按照一般规律预测可能产生的NMR谱，与实际谱图对照，看其是否符合，从而可以推断出某种最可能的结构式。
例某化合物的化学式为 '厂l,lR谱表明I l'l∙∙1有一很强的吸收峰，有三组峰，相对面积为2:1:3 ,若分别为2、1、3个■-,则总数为6,为 分子式12个―的一半，因此分子可能有对称性;IR 显示〜175OCm I 有一强峰，应有；--存在，且分子中有4个O,则可能有2个; 二处有一组三重峰，可能为—CH,且受裂分，而’： 处有一组四重峰，与’二:是典型的组分；而δ较大，可能为….…-一 的组分；” 「处有一单峰，相对面积为1,则是一个与碳基相连的孤立（不Q HIi r L -C-C-所以可能有的结合。
而此结合的 匚、O 的数目为分子式的一半，而C 原子数一半多半个原子。
核磁共振氢谱的解析 - 核磁共振氢谱的解析
（3）峰的位移( )：每类质子所处的化学环境。 （4）峰的裂分数：相邻碳原子上质子数。
例1：分子式为C4H7BrO2，NMR谱如图14-7， 推测结构。
(1) U=(2+2×4-8)/2=1
(2)H分布
a峰含H数=
1.6
或
例2：分子式为C10H12O2，NMR谱如下，推测结构并 解释峰归属。
d（5H）
a（3H）
c（2H） b（2H）
8
7
6
5
4
3
0
2
1
① U=5 ② d： d7.11， 5H 单峰
a： d1.9， 3H 单峰
b： d2.8，2H，三重峰 c： d=3.9，2H， 三重峰
O C CH3
O
∴
CH2 CH2 O C CH3
单峰
10H 4.86H O
CH3 C
5H
• b δ=5.0 单峰 • c δ=7.0 单峰
O CH2
可能结构
CH3 C O CH2
第五节 核磁共振氢谱的解析
1. 计算U
2. 氢分布
依据吸收峰的面积（积分高度），计算
氢核数目。
a峰相当的H数
h
a
h
H总数
3. 根据化学位移和峰裂分数 ，判断基团 组成及连接情况。
4. 推出结构式。
H—C—OH —NH
活泼H，重水交换后峰消失 相邻C—H与—OH不发生偶合
单峰
1H-NMR谱图给出信息
例3：某化合物的分子式为C9H10O3，NMR谱如下。IR谱表 明该化合物结构中有羰基，NMR谱图中δ=11.3还有一吸收峰
氢谱谱图解析步骤
氢谱谱图解析步骤氢谱谱图解析步骤-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1谱图的解析NMR谱法⼀般经历如下的步骤进⾏谱图的解析：★与IR法相同，⾸先尽可能了解清楚样品的⼀些⾃然情况，以便对样品有⼀些⼤概的认识；通过元素分析获得化合物的化学式，计算不饱和度Ω；★根据化学位移值确认可能的基团，⼀般先辨认孤⽴的，未偶合裂分的基团，即单峰，即不同基团的1H之间距离⼤于三个单键的基团及⼀些活泼氢基团，如甲基醚、甲基酮（）、甲基叔胺（）、甲基取代的苯等中的甲基质⼦及苯环上的质⼦，活泼氢为―O―H，，－SH等；然后再确认偶合的基团。
从有关图或表中的δ可以确认可能存在的基团，这时应注意考虑影响δ的各种因素如电负性原⼦或基团的诱导效应、共轭效应、磁的各向异性效应及形成氢键的影响等；★根据偶合裂分峰的重数、偶合常数，判断基团的连接关系。
先解析⼀级光谱，然后复杂光谱。
进⾏复杂光谱解析时，应先进⾏简化；★根据积分⾼度确定出各基团中质⼦数⽐，印证偶合裂分多重峰所判断的基团连接关系；★通过以上⼏个程序，⼀般可以初步推断出可能的⼀种或⼏种结构式。
然后，反过来，从可能的结构式按照⼀般规律预测可能产⽣的NMR谱，与实际谱图对照，看其是否符合，从⽽可以推断出某种最可能的结构式。
例某化合物的化学式为，IR谱表明有⼀很强的吸收峰，NMR谱如下，试确定其结构。
解：有三组峰，相对⾯积为2:1:3，若分别为2、1、3个，则总数为6，为分⼦式12个的⼀半，因此分⼦可能有对称性；IR显⽰～1750cm-1有⼀强峰，应有存在，且分⼦中有4个O，则可能有2个；处有⼀组三重峰，可能为－CH3，且受裂分，⽽处有⼀组四重峰，与是典型的组分；⽽δ较⼤，可能为的组分；处有⼀单峰，相对⾯积为1，则是⼀个与碳基相连的孤⽴（不偶合）的，可能为所以可能有的结合。
⽽此结合的、O的数⽬为分⼦式的⼀半，⽽C原⼦数⼀半多半个原⼦。
因此可以推测出整个分⼦的中间C原⼦为对称的结构，可能为验证：以炔可能结构，推测其NMR谱，与实验谱图⽐较，结果相符合。
核磁共振氢谱 解析图谱的步骤
核磁共振氢谱剖析图谱的步调之阳早格格创做核磁共振氢谱核磁共振技能死少较早，20世纪70年代往日，主假如核磁共振氢谱的钻研战应用.70年代以去，随着傅里叶变更波谱仪的诞死，13C—NMR的钻研赶快启展.由于1H—NMR的敏捷度下，而且聚集的钻研资料歉富，果此正在结构剖析圆里1H—NMR的要害性仍强于13C—NMR.剖析图谱的步调 1.先瞅察图谱是可切合央供;①四甲基硅烷的旗号是可仄常;②杂音大不大;③基线是可仄;④积分直线中不吸支旗号的场合是可仄坦.如果有问题，剖析时要引起注意，最佳沉新尝试图谱. 2.区别杂量峰、溶剂峰、转动边峰(spinning side bands)、13C卫星峰(13C satellite peaks)(1)杂量峰：杂量含量相对付样品比率很小，果此杂量峰的峰里积很小，且杂量峰与样品峰之间不简朴整数比的闭系，简单辨别.(2)溶剂峰：氘代试剂不可能达到100%的共位素杂度(大部分试剂的氘代率为99-99.8%)，果此谱图中往往浮现相映的溶剂峰，如CDCL3中的溶剂峰的δ值约为7.27 ppm处.(3)转动边峰:正在尝试样品时，样品管正在1H-NMR仪中赶快转动，当仪器安排已达到良佳处事状态时，会出现转动边戴，即以强谱线为核心，浮现出一对付对付称的强峰，称为转动边峰.(4)13C卫星峰：13C具备磁距，不妨与1H奇合爆收裂分，称之为13C卫星峰，但是由13C的天然歉度只为1.1%，惟有氢的强峰才搞瞅察到，普遍不会对付氢的谱图制成搞扰. 3.根据积分直线，瞅察各旗号的相对付下度，估计样品化合物分子式中的氢本子数目.可利用稳当的甲基旗号或者孤坐的次甲基旗号为尺度估计各旗号峰的量子数目. 4.先剖析图中CH3O、CH3N、、CH3C=O、CH3C=C、CH3-C等孤坐的甲基量子旗号，而后再剖析奇合的甲基量子旗号. 5.剖析羧基、醛基、分子内氢键等矮磁场的量子旗号. 6.剖析芳香核上的量子旗号.7.比较滴加沉火前后测定的图谱，瞅察有无旗号峰消得的局里，相识分子结构中所连活泼氢官能团.8.根据图谱提供旗号峰数目、化教位移战奇合常数，剖析一级典型图谱.9.剖析下档典型图谱峰旗号，如黄酮类化合物B环仅4，-位与代时，浮现AA,BB,系统峰旗号，二氢黄酮则浮现ABX系统峰旗号.10. 如果一维1H-NMR易以剖析分子结构，可思量尝试二维核磁共振谱协共剖析结构.11. 拉拢大概的结构式，根据图谱的剖析，拉拢几种大概的结构式.12. 对付推出的结构举止指认，即每个官能团上的氢正在图谱中皆应有相映的归属旗号.四. 核磁共振碳谱(13C—(1)溶剂峰：虽然碳谱不受溶剂中氢的搞扰，但是为兼瞅氢谱的测定及磁场需要，仍常采与氘代试剂动做溶剂，氘代试剂中的碳本子均有相映的峰.(2)杂量峰：杂量含量相对付于样品少得多，其峰里主动小，与样品化合物中的碳浮现的峰不可比率.(3)尝试条件的做用：尝试条件会对付所测谱图有较大做用.如脉冲倾斜角较大而脉冲隔断不敷万古，往往引导季碳不出峰;扫描宽度不敷大时，扫描宽度以中的谱线会合叠到图谱中去;等等，均制成剖析图谱的艰易.根据分子式估计的不鼓战度，推测图谱烯碳的情况.若谱线数目等于分子式中碳本子数目，证明分子结构无对付称性;若谱线数目小于分子式中碳本子数目，证明分子结构有一定的对付称性.别的，化合物中碳本子数目较多时，有些核的化教环境相似，大概δ值爆收沉叠局里，应给予注意.δ值的分区碳本子大概可分为三个区(1)下δ值区δ>165ppm，属于羰基战叠烯区：①分子结构中，如存留叠峰，除叠烯中有下δ值旗号峰中，叠烯二端碳正在单键天区还应有旗号峰，二种峰共时存留才证明叠烯存留;②δ>200 ppm的旗号，只可属于醛、酮类化合物;③160-180ppm的旗号峰，则归属于酸、酯、酸酐等类化合物的羰基.(2)中δ值区δ90-160ppm(普遍情况δ为100-150ppm)烯、芳环、除叠烯中央碳本子中的其余SP2杂化碳本子、碳氮三键碳本子皆正在那个天区出峰.(3)矮δ值区δ<100ppm，主要脂肪链碳本子区：①不与氧、氮、氟等杂本子贯串的鼓战的δ值小于55ppm;②炔碳本子δ值正在 70-100ppm，那是不鼓战碳本子的惯例.由矮核磁共振或者APT(attached proton test)、DEPT(distortionless enhancement by polarization transfer)等技能可决定碳本子的级数，由此可估计化合物中与碳本子贯串的氢本子数.若此数目小于分子式中的氢本子数，二者之好值为化合物中活泼氢的本子数.先推导出结构单元，并进一步拉拢成若搞大概的结构式.将核磁共振碳谱中各旗号峰正在推出的大概结构式上举止指认，找出各碳谱旗号相映的归属，进而正在被推导的大概结构式中找出最合理的结构式，即精确的结构式.。
核磁共振NMR一级氢谱解析方法
7根8据fp场p峰m组的4 间峰.2的是1等水p间峰p距m。，处可盼以找多到重相邻峰的（基团对。应一个 氘氢代原试剂子不）可能显10然0%是地氘由代相，它邻的基不完团全耦氘代合（裂也就分是氘代试剂仍然残留氢原子）会产生溶剂峰。 6四产p、p生m确的定。峰待组测对所应含两的个官氢能原团子，因此是一个亚甲基。 所谓约指1认. 就6 是p对pm于推的导峰的化组合对物结应构两的每个个氢基团原都子标注，出化学位移数值，分析化学位移数值是否合理，更重要的是分析每个基团的耦 合磁因裂性此分 核的之是峰间一型才是会个否有亚合耦理合甲。作基用。。其中左面的四重 八峰、看对推得导比出的较结清构进楚行，核 右边的峰组粗看是 由因两于为重样 分品子峰可式，能仅含含看有氧得水原分子不，，清因所此以楚在两，核个磁活它共泼们振氢氢只实谱能际中是存羟上在基是相。应的水峰。 根d×据每d个的峰峰组的组化，学位只移不数值过和其所对中应一的氢个原耦子数合，常可以确定它们是什么官能团。 任对数何于比使 结氢构较谱不小的复峰杂，往的因右未移知而动物裂（，化有分学可不位能移不显数需著值要减分。小子从）式的也左作能往用确称定为它屏的蔽结效构应。； 6右5 p第pm的1-单第峰3（的对跨应两距个等氢原于子第）加2重～水第交换4后的消跨失，因此可知它对应的是活泼氢。 氢由距谱于，峰 杂组质也有的等比含较量于好比右的样定品边量本峰关身系要组。低的很多较，大因此的杂裂质峰分易间于从样品峰组中区分出来。 代距表。原子这核是之间大的的键合耦关合系、常化数学键，之应间的该夹是角二2。面角。 核进磁一共振步氢的谱的二横裂坐标分是，化学是位旁移，边化的学位CH移裂是电分子所对核自旋的屏蔽作用，代表原子核在分子中的位置。 致。
核磁共振氢谱解析步骤
核磁共振氢谱解析步骤
核磁共振氢谱解析步骤如下：
1.观察图谱是否符合要求：如四甲基硅烷的信号是否正常、杂音大
不大、基线是否平、积分曲线中没有吸收信号的地方是否平整。
如果存在问题，需要重新测试图谱。
2.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：可以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。
3.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。
4.解析羧基、醛基、分子内氢键等低磁场的质子信号。
5.解析芳香核上的质子信号。
第一章核磁共振氢谱解析
-维生章E(Cl - 3)是另外的例子
在C1-3 结构式的最右端，两个甲基连接在同一个CH 上，即 使使用400 MHz的核磁共振被谱仪测定，在它的碳谱上两个 甲基的谱线也已经明显地分开了. 也就是说，用核磁共振碳 谱就阐明了这两个甲基不是化学等价的.
在链状结构中两个相同的官能团连接在同一个碳原子上： 脂肪链一旋转这两个基团不就交换位置.从而具有相同的化学 环境了吗? 似乎这两个基团就应该具有相同的化学位移数值 了。这个讨论也包括两个氢原子（两个氢原子是两个相同基 团的特例). 因为这两个氢原子都连接在同一个碳原子上.似乎 它们就会具有相同的化学位移数值.
2 芳环和芳杂环
苯环3J大于饱和碳链的3J，这是因为在苯环中耦合作用 传递比较好，典型数值为8 Hz. 由于吡啶环内有氮原子存在， 就像前面讨论的电负性基团的取代使饱和碳链的3J 减小一样， 吡啶环内靠近氮原子的3J数值下降.远离氮原子的3J则与苯环 的3J相仿.
五元杂环（呋喃、噻吩和嘧啶）靠近杂原子的3J数值下 降，远离杂原子的3J 数值则大些，但是比苯环的3J小不少。
先从一个简单的例子开始
该化合物存在分子的对称面，因此两个乙氧基出峰的位置相 同(其中的两个甲基在同一个位置出峰，两个亚甲基在同一个 位置出峰)。但是该对称面不平分OCH2的两个氢原子和它们 共同连接的碳原子的键角HCH，因此这两个氢原子具有不同 的化学位移数值， 因而它们形成AB 体系，产生四重峰. 旁边 的甲基使它们再四裂分，因此最后产生了16 重峰，远远超过 了简单的估计.
从 图 1.1 可 知 氢 谱 的 横坐标为化学位移， 峰组的下面标注有准 确的化学位移数值， 纵坐标为谱峰的强度， 峰组的上面际注有峰 组面积的积分数值.
图1.1 为化合物C1-1 的氢谱.
图谱解析 核磁共振图谱-氢谱
图4.7 自旋原子在(a) 在地球磁场中进动 (b) 在外加磁场中的进动.
14
SKLF
, 同外加磁场的强度成比例；外加磁场强度越大，
进动的速率越大. • 由于原子核带有电荷，原子核进动将产生同样频率的振 荡电场。 • 如果有相同频率的射线照射进动质子，此时射线的能量 将被吸收.
＝60 MHz
36
SKLF
4.11 局部的磁场屏蔽
σH σB 00
H0 B0
图4.20 由价电子引起的局部反磁场屏蔽
37
SKLF
A.电负性作用
取代基的电负性越强，它屏蔽质子的能力越强，因此，这些质子的 化学位移越大。 多重取代比单取代的效果要强。 碳原子上电负性的取代基降低相连质子的局部反磁场屏蔽效应，因 为他们降低了这些质子周围的电子云密度。 表 4.4 CH3X 化学位移同取代基 X的关系
21
SKLF
这种共振频率的差异是十分小的。
例如， CH3Cl, CH3F, 72Hz (1.41Tesla, 60MHz) 要想达到这种精确度，检测到精确的频率是十分困难 的;因此，不要试图测量每一个质子的精确的共振频率 标准的参照物： (CH3)4Si, TMS; 直接测量共振频率的 差异。 参照TMS，特定质子的共振频率同外加磁场的强度密 切相关。
自旋状态+1/2 具有较 低的能量，因为其磁 矩与磁场方向相同； 自旋状态1/2具有较 高的能量，因为其磁 矩与磁场方向相反.
图4.2 条形磁铁的顺磁和逆磁排列
7
SKLF
因此，当有外加磁场存在时，简并的磁旋状态被分 为能量不同的两种
-1/2 和磁场方向相反
+1/2
E
+1/2 和磁场方向相同
氢谱谱图解析步骤修订稿
氢谱谱图解析步骤公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]谱图的解析NMR谱法一般经历如下的步骤进行谱图的解析：★与IR法相同，首先尽可能了解清楚样品的一些自然情况，以便对样品有一些大概的认识；通过元素分析获得化合物的化学式，计算不饱和度Ω；★根据化学位移值确认可能的基团，一般先辨认孤立的，未偶合裂分的基团，即单峰，即不同基团的1H之间距离大于三个单键的基团及一些活泼氢基团，如甲基醚、甲基酮（）、甲基叔胺（）、甲基取代的苯等中的甲基质子及苯环上的质子，活泼氢为―O―H，，－SH等；然后再确认偶合的基团。
从有关图或表中的δ可以确认可能存在的基团，这时应注意考虑影响δ的各种因素如电负性原子或基团的诱导效应、共轭效应、磁的各向异性效应及形成氢键的影响等；★根据偶合裂分峰的重数、偶合常数，判断基团的连接关系。
先解析一级光谱，然后复杂光谱。
进行复杂光谱解析时，应先进行简化；★根据积分高度确定出各基团中质子数比，印证偶合裂分多重峰所判断的基团连接关系；★通过以上几个程序，一般可以初步推断出可能的一种或几种结构式。
然后，反过来，从可能的结构式按照一般规律预测可能产生的NMR谱，与实际谱图对照，看其是否符合，从而可以推断出某种最可能的结构式。
例某化合物的化学式为，IR谱表明有一很强的吸收峰，NMR谱如下，试确定其结构。
解：有三组峰，相对面积为2:1:3，若分别为2、1、3个，则总数为6，为分子式12个的一半，因此分子可能有对称性；IR显示～1750cm-1有一强峰，应有存在，且分子中有4个O，则可能，且受裂分，而有2个；处有一组三重峰，可能为－CH3处有一组四重峰，与是典型的组分；而δ较大，可能为的组分；处有一单峰，相对面积为1，则是一个与碳基相连的孤立（不偶合）的，可能为所以可能有的结合。
而此结合的、O的数目为分子式的一半，而C原子数一半多半个原子。
因此可以推测出整个分子的中间C原子为对称的结构，可能为验证：以炔可能结构，推测其NMR谱，与实验谱图比较，结果相符合。
核磁共振氢谱解析
化学等价
处于相同化学环境的原子 — 化学等价原子
化学等价的质子其化学位移相同，仅出现一组 NMR 信号。
化学不等价的质子在 NMR 谱中出现不同的信号 组。
例1：CH3-O-CH3 例2：CH3-CH2-Br 例3：(CH3)2CHCH(CH3)2 例4：CH3-CH2COO-CH3 一组NMR 信号 二组NMR信号 二组NMR 信号 三组NMR 信号
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
N,N-Dimethylformamide (DMF)
Dimethyl Sulfoxide (DMSO) Ethanol Methanol
(CD3)2NCDO
CD3SOCD3 CD3CD2OD CD3OD
Tetrehydrofuran (THF)
Toluene
C4D8O
C6D5CD3
Pyridine
NMR发展
近二十多年发展 高强超导磁场的NMR仪器，大大提高灵敏度和分辨率； 脉冲傅立叶变换NMR谱仪，使灵敏度小的原子核能被测定； 计算机技术的应用和多脉冲激发方法采用，产生二维谱，对判断 化合物的空间结构起重大作用。 • 英国R.R.Ernst教授因对二维谱的贡献而获得1991年的Nobel奖。 • 瑞士科学家库尔特· 维特里希因“发明了利用核磁共振技术测定溶 液中生物大分子三维结构的方法”而获得2002年诺贝尔化学奖。
分析化学课件-核磁共振氢谱的解析
二、核磁共振氢谱的解析方法
（一）解析顺序 1．首先检查内标物的峰位是否准确，底线是否平坦，
溶剂中残存的 1H 信号是否出现在预定的位置。 2．根据已知分子式，算出不饱和度U。 3．根据氢谱的积分曲线计算出各个信号对应的 H
数即氢分布。
4．先解析孤立甲基峰，例如，CH3－O－ 、CH3－N －及CH3－Ar等均为单峰。
(b)
图14-9 C9H9Br02 1H-NMR谱
(a) (b)
解析：（1）计算不饱和度
U 2 2 9 10 5 2
（2）推测结构式
由紫外光谱得知有 B 带和 R 带，说明 2个结 构式中均含有苯环和羰基。又由红外光谱得知化合物 (a)在指纹区位于840cm-1处有一吸收带，可以推测可 能为对取代苯；化合物(b)在指纹区800cm-1，890cm-1 左右有两个吸收峰，可能为间取代苯。
2．氢分布
a: 6H(1.8cm) b: 1H(0.3cm) c: 2H(0.6cm) d: 2H(0.6cm) e: 2H(0.6cm)
可能有苯环
3. 推断
a: 二重峰（6个H） 可能为
CH3 CH
CH3
b: 七重峰（1个H）
CH3 CH
CH3
可能为
c: (2H) 单峰
C9H13N C6H4 --) C3H7
3.51 单峰
2
3.60 单峰
3
7.20 单峰
5
可能结构式为：
可能基团 CH2 CH3
相邻基团
O CH2 C
O CH3
O CH2 C O CH3
(1) O
CH2 O C CH3
(2)
O O CH2 C CH3
氢谱谱图解析步骤
谱图的解析NMR谱法一般经历如下的步骤进行谱图的解析:★与IR法相同,首先尽可能了解清楚样品的一些自然情况,以便对样品有一些大概的认识;通过元素分析获得化合物的化学式,计算不饱与度Ω;★根据化学位移值确认可能的基团,一般先辨认孤立的,未偶合裂分的基团,即单峰,即不同基团的1H之间距离大于三个单键的基团及一些活泼氢基团,如甲基醚、甲基酮()、甲基叔胺()、甲基取代的苯等中的甲基质子及苯环上的质子,活泼氢为―O―H,,－SH等;然后再确认偶合的基团。
从有关图或表中的δ可以确认可能存在的基团,这时应注意考虑影响δ的各种因素如电负性原子或基团的诱导效应、共轭效应、磁的各向异性效应及形成氢键的影响等;★根据偶合裂分峰的重数、偶合常数,判断基团的连接关系。
先解析一级光谱,然后复杂光谱。
进行复杂光谱解析时,应先进行简化;★根据积分高度确定出各基团中质子数比,印证偶合裂分多重峰所判断的基团连接关系;★通过以上几个程序,一般可以初步推断出可能的一种或几种结构式。
然后,反过来,从可能的结构式按照一般规律预测可能产生的NMR谱,与实际谱图对照,瞧其就是否符合,从而可以推断出某种最可能的结构式。
例某化合物的化学式为,IR谱表明有一很强的吸收峰,NMR谱如下,试确定其结构。
解:有三组峰,相对面积为2:1:3,若分别为2、1、3个,则总数为6,为分子式12个的一半,因此分子可能有对称性;IR显示～1750cm-1有一强峰,应有存在,且分子中有4个O,则可能有2个;处有一组三重峰,可能为－CH,且受裂分,而处有3一组四重峰,与就是典型的组分;而δ较大,可能为的组分; 处有一单峰,相对面积为1,则就是一个与碳基相连的孤立(不偶合)的,可能为所以可能有的结合。
而此结合的、O的数目为分子式的一半,而C原子数一半多半个原子。
因此可以推测出整个分子的中间C原子为对称的结构,可能为验证:以炔可能结构,推测其NMR谱,与实验谱图比较,结果相符合。
核磁aa'bb'氢谱体系的图谱解析程序
核磁aa'bb'氢谱体系的图谱解析程序近年来，随着科学技术的进步，核磁共振氢谱技术已经成为分子结构分析的一种重要手段。
AABB核磁共振氢谱体系(abbreviated as AABBNMR)的应用非常广泛，被用于以分子结构分析为基础的实验分析中。
由于AABB氢谱的图谱量级较大，其解析过程复杂而繁琐，对人力进行解析效率低下且容易出错，这种解析效率不能满足当今科学研究领域对精确性和效率的高要求。
因此，开发AABB氢谱体系的图谱解析程序，开发出自动解析图谱的算法、技术，具有特殊的意义。
AABB氢谱体系的图谱解析程序是基于核磁共振AABB氢谱的信号的复杂性，采用电脑计算机的算法程序来完成图谱的解析。
它集成了许多数学处理算法，包括傅立叶变换、去模糊、信号归一化、最小二乘法、迭代重建和旋转搜索等，用于图谱数据的解析和准确地恢复结构信息，实现AABB氢谱图谱信号到分子结构的反推是其重要的应用。
AABB氢谱体系的图谱解析程序（NMR Parser）还具有处理多种不同类型的图谱的能力，包括但不限于：核磁共振AABB氢谱图谱、核磁共振双包络氢谱图谱以及核磁共振氢核核磁共振图谱等。
此外，NMR Parser还支持多种指令和测量参数，以获得更精确的图谱分析结果。
此外，AABB氢谱体系的图谱解析程序还具有一些其他特性，如快速和准确的图谱分析处理，更快的图谱处理周期，使用户能够更有效地管理和解析数据，更快地检索信息，更有效地节省科学研究时间。
另一方面，在使用AABB氢谱体系的图谱解析程序时，应注意一些要点：首先，尽量使用高精度的数据，以便能够获得更准确的图谱分析结果；其次，在实际应用中，要根据实际情况，合理使用相应的算法参数，以提高分析的准确性。
以上，就是核磁共振AABB氢谱体系的图谱解析程序的主要内容，它既可以提高分析效率，又可以提高分析准确性，对科学研究有重要意义，充分发挥科学技术在生命科学研究中的威力。
氢谱谱图解析步骤之欧阳治创编
谱图的解析时间2021.03.10 创作：欧阳治NMR谱法一般经历如下的步骤进行谱图的解析：★与IR法相同，首先尽可能了解清楚样品的一些自然情况，以便对样品有一些大概的认识；通过元素分析获得化合物的化学式，计算不饱和度Ω；★根据化学位移值确认可能的基团，一般先辨认孤立的，未偶合裂分的基团，即单峰，即不同基团的1H之间距离大于三个单键的基团及一些活泼氢基团，如甲基醚、甲基酮（）、甲基叔胺（）、甲基取代的苯等中的甲基质子及苯环上的质子，活泼氢为―O―H，，－SH等；然后再确认偶合的基团。
从有关图或表中的δ可以确认可能存在的基团，这时应注意考虑影响δ的各种因素如电负性原子或基团的诱导效应、共轭效应、磁的各向异性效应及形成氢键的影响等；★根据偶合裂分峰的重数、偶合常数，判断基团的连接关系。
先解析一级光谱，然后复杂光谱。
进行复杂光谱解析时，应先进行简化；★根据积分高度确定出各基团中质子数比，印证偶合裂分多重峰所判断的基团连接关系；★通过以上几个程序，一般可以初步推断出可能的一种或几种结构式。
然后，反过来，从可能的结构式按照一般规律预测可能产生的NMR谱，与实际谱图对照，看其是否符合，从而可以推断出某种最可能的结构式。
例某化合物的化学式为，IR谱表明有一很强的吸收峰，NMR谱如下，试确定其结构。
解：有三组峰，相对面积为2:1:3，若分别为2、1、3个，则总数为6，为分子式12个的一半，因此分子可能有对称性； IR显示～1750cm-1有一强峰，应有存在，且分子中有4个O，则可能，有2个；处有一组三重峰，可能为－CH3且受裂分，而处有一组四重峰，与是典型的组分；而δ较大，可能为的组分；处有一单峰，相对面积为1，则是一个与碳基相连的孤立（不偶合）的，可能为所以可能有的结合。
而此结合的、O的数目为分子式的一半，而C原子数一半多半个原子。
因此可以推测出整个分子的中间C原子为对称的结构，可能为验证：以炔可能结构，推测其NMR谱，与实验谱图比较，结果相符合。
核磁一般氢谱和碳谱的解析步骤
核磁一般氢谱和碳谱的解析步骤分析氢谱有如下的步骤。
(1) 区分出杂质峰、溶剂峰、旋转边带。
杂质含量较低，其峰面积较样品峰小很多，样品和杂质峰面积之间也无简单的整数比关系。
据此可将杂质峰区别出来。
氘代试剂不可能100％氘代，其微量氢会有相应的峰，如CDCl3中的微量CHCl3在约7.27ppm处出峰。
边带峰的区别请阅6.2.1。
(2) 计算不饱和度。
不饱和度即环加双键数。
当不饱和度大于等于4时，应考虑到该化合物可能存在一个苯环（或吡啶环）。
(3) 确定谱图中各峰组所对应的氢原子数目，对氢原子进行分配。
根据积分曲线，找出各峰组之间氢原子数的简单整数比，再根据分子式中氢的数目，对各峰组的氢原子数进行分配。
(4) 对每个峰的δ、J都进行分析。
根据每个峰组氢原子数目及δ值，可对该基团进行推断，并估计其相邻基团。
对每个峰组的峰形应仔细地分析。
分析时最关键之处为寻找峰组中的等间距。
每一种间距相应于一个耦合关系。
一般情况下，某一峰组内的间距会在另一峰组中反映出来。
通过此途径可找出邻碳氢原子的数目。
当从裂分间距计算J值时，应注意谱图是多少兆周的仪器作出的，有了仪器的工作频率才能从化学位移之差Δδ(ppm)算出Δν(Hz)。
当谱图显示烷基链3J耦合裂分时，其间距（相应6－7Hz）也可以作为计算其它裂分间距所对应的赫兹数的基准。
(5) 根据对各峰组化学位移和耦合常数的分析，推出若干结构单元，最后组合为几种可能的结构式。
每一可能的结构式不能和谱图有大的矛盾。
(6) 对推出的结构进行指认。
每个官能团均应在谱图上找到相应的峰组，峰组的δ值及耦合裂分（峰形和J值大小）都应该和结构式相符。
如存在较大矛盾，则说明所设结构式是不合理的，应予以去除。
通过指认校核所有可能的结构式，进而找出最合理的结构式。
必须强调：指认是推结构的一个必不可少的环节。
如果未知物的结构稍复杂，在推导其结构时就需应用碳谱。
在一般情况下，解析碳谱和解析氢谱应结合进行。
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核磁共振氢谱解析图谱的步骤
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。
8.根据图谱提供信号峰数目、化学位移和偶合常数，解析一级类型图谱。
9.解析高级类型图谱峰信号，如黄酮类化合物B环仅4，-位取代时，呈现AA,BB,系统峰信号，二氢黄酮则呈现ABX系统峰信号。
10. 如果一维1H-NMR难以解析分子结构，可考虑测试二维核磁共振谱配合解析结构。
11. 组合可能的结构式，根据图谱的解析，组合几种可能的结构式。
12. 对推出的结构进行指认，即每个官能团上的氢在图谱中都应有相应的归属信号。
四. 核磁共振碳谱(13C—NMR)
解析图谱的步骤
1.鉴别谱图中的非真实信号峰
(1)溶剂峰：虽然碳谱不受溶剂中氢的干扰，但为兼顾氢谱的测定及磁场需要，仍常采用氘代试剂作为溶剂，氘代试剂中的碳原子均有相应的峰。
(2)杂质峰：杂质含量相对于样品少得多，其峰面积极小，与样品化合物中的碳呈现的峰不成比例。
(3)测试条件的影响：测试条件会对所测谱图有较大影响。
如脉冲倾斜角较大而脉冲间隔不够长时，往往导致季碳不出峰;扫描宽度不够大时，扫描宽度以外的谱线会折叠到图谱中来;等等，均造成解析图谱的困难。
2.不饱和度的计算
根据分子式计算的不饱和度，推测图谱烯碳的情况。
3.分子对称性的分析
若谱线数目等于分子式中碳原子数目，说明分子结构无对称性;若谱线数目小于分子式中碳原子数目，说明分子结构有一定的对称性。
此外，化合物中碳原子数目较多时，有些核的化学环境相似，可能δ值产生重叠现象，应予以注意。
4.碳原子δ值的分区
碳原子大致可分为三个区
(1)高δ值区δ>165ppm，属于羰基和叠烯区：①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;②δ>200 ppm的信号，只能属于醛、酮类化合物;③160-180ppm的信号峰，则归属于酸、酯、酸酐等类化合物的羰基。
(2)中δ值区δ90-160ppm(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。
(3)低δ值区δ<100ppm，主要脂肪链碳原子区：①不与氧、氮、氟等杂原子相连的饱和的δ值小于55ppm;②炔碳原子δ值在70-100ppm，这是不饱和碳原子的特例。
5.碳原子级数的确定
由低核磁共振或APT(attached proton test)、DEPT(distortionless enhancement by polarization transfer)等技术可确定碳原子的级数，由此可计算化合物中与碳原子相连的氢原子数。
若此数目小于分子式中的氢原子数，二者之差值为化合物中活泼氢的原子数。
6.推导可能的结构式
先推导出结构单元，并进一步组合成若干可能的结构式。
7.对碳谱的指认
将核磁共振碳谱中各信号峰在推出的可能结构式上进行指认，找出各碳谱信号相应的归属，从而在被推导的可能结构式中找出最合理的结构式，即正确的结构式。
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