第三章核磁共振氢谱4自旋系统与解析

四、三旋系统
A3 AX2 AB2 AMX ABX ABC系统 (X-CH=CH2 ,-CH2-CH< ,三取代苯，二取代吡啶等)
A3 系统：A3 (s 3H)， CH3O-, CH3CO-, CH3-Ar…
AX2 系统： A (t 1H) X2 (d 2H)
例 CHCl2CH2Cl的1HNMR谱如下，AX2 系统
AB
AB
A2
v3 v4
AB 系统
D JAB
[1-2] =[3-4]=JAB [1-3]=[2-4]=D
Δv AB=
D2

J
2 AB
v中心
=
1[
2
v
1+
v
4]
=
1 2
[
v
2+
v 3]
vA
=
v中心 +

2
（v
A
>
v
B）
vB = v中心
2
常见的AB系统
HA
HB
HA
HA
HB
HB
HA HB
第三章 核磁共振氢谱
3.1 核磁共振的基本原理 3.2 核磁共振仪 3.3 化学位移 3.4 影响化学位移的因素 3.5 各类质子的化学位移 3.6 自旋偶合和自旋裂分 3.7 偶合常数与分子结构的关系 3.8 常见的自旋系统 3.9 简化1H NMR谱的实验方法 3.10 核磁共振氢谱解析及应用
3.8 常见的自旋系统
ABC系统
随着ΔvAB/J 值的降低，AMX→ABX → ABC
ABC系统更加复杂，最多出现15条峰， 峰的相对强度差别大，且相互交错，难 以解析
提高仪器的磁场强度，ΔvAB /J 值增
大，使二级谱转化为一级谱 ABC → ABX →AMX
例如：60兆赫兹的谱图中属于ABC系统，但 220兆赫兹的谱图可用AMX系统处理
二、 自旋系统的分类与命名
自旋系统： 相互偶合的核构成一自系统，
不与系统外的核偶合。
一个分子可由一个或一个以上的自旋系统组成。
如 C6H5CH2CH2OCOCH=CH2 由三个自旋系统组成
自旋系统的分类
二旋系统 >C=CH2, X-CH=CH-Y, C*-CH2- 等。
三旋系统 X-CH=CH2 , -CH2-CH< , 三取代苯，二取代吡啶等。
理。AB四重峰进一步被X裂分为8条峰。
根据峰形的相对强度和4个相等的裂距，找出两 个AB四重峰，如 1，3，5，7和2，4，6，8峰。
JAB ≈ [1-3]=[5-7]=[2-4]=[6-8] JAX ≈ [1-2]=[3-4] JBX ≈ [5-6]=[7-8] 若ΔvAB/ J 值太小，需进行较复杂的计算。
例：解释α-呋喃甲酸甲酯的1HNMR谱.
JAM=3.5, JMX=1.8, JAX= ~1Hz
ABX 系统
常见的二级谱。 ABX系统最多出现14条峰，AB部分8条峰， X部分4条峰，两条综合峰。
AB部分的8条峰相互交错，不易归属， 裂距不等于偶合常数。
ΔvAB/ J 值不是太小时，可近似作为一级谱处
例如：β-氯乙醇
Fri Apr 21 18:54:06 2000: (untitled) W1: 1H Axis = ppm Scale = 4.59 Hz/cm
4.150
4.100
4.050
4.000
3.950
3.900
3.850
3.800
3.750
3.700
AB2 系统
AB2 系 统 比 较 复 杂 ， 最 多 时 出 现 9 条 峰，其中A 4条峰, 1H； B 4条峰，2H； 1条综合峰。
常见的AB2系统如下
（注意：虽结构不对称，但值相近）
A
B
B
H3C N CH3
A
B
B
Y
Y
X
Cl
B
NO2
B
A
Cl
NO2 OH
B
A
COOH
B
CH3 CH3
B
B A
四旋系统 X-CH2-CH2-Y ，二取代苯， 一取代吡啶等。
五旋系统 CH3-CH2-X , 一取代苯等。
自旋系统的命名
AX系统, AMX系统, AX2系统, A2X2系统 AB系统, AB2系统, ABX系统, ABC系统 A2B2系统, AAˊBBˊ系统, AAˊBBˊC系统
Δν/J 值较大时，用不连续的大写英文字母
A、M、X表示
Δν/J 值较小时，用连续的大写英文字母
A、B、C表示
A、M、X，以及A、B、C之间 化学不等价，磁不等价
A与A 化学等价，磁不等价。 A2或X2 表示各自为两个磁全同的核。
三、二旋系统
AX, AB(>C=CH2,X-CH=CH-Y,C*-CH2-等), A2
AX
v1 v2
五、四旋系统
4个质子间的相互偶合, 常见的有 AX3 A2X2 A2B2 AA'BB'
AX3 A2X2 一级谱 A2B2, AA'BB'二级谱
例如：CH3CHO, CH3CHX-, -OCH2CH2CO- 等 一级谱处理。
A2B2系统
A2B2系统理论上18条峰，常见14条峰，A、B各自为7
条峰，峰形对称。vA = v5，v B = v5ˊ，JAB = 1/2[1-6]
NO2
随着ΔvAB/J 值的降低，二者化
学位移接近，综合峰强度增大。
AB2系统的化学位移和偶合常数 由下式求出：
vA = v3
vB
=
1( 2
v5+
v7)
JAB
=
1 {[1-4]
3
+
[6-8]}
例： 2，6-二甲基吡啶的1HNMR谱(60MHz)如下:
v1 ~ v8 依次为456， 449.5， 447， 440.5， 421.5，420.5， 414， 412.5Hz
一、 核磁共振氢谱谱图的分类 (一级谱图 二级谱图)
二、 自旋系统的分类与命名 三、 常见的自旋系统
一、 核磁共振氢谱图的分类 一级谱图
相互耦合的两组质子的化学位移之差远大于其耦合场数
裂分峰数目符合（n+1）或(2nI+1)规律。
裂分峰强度符合二项展开式的系数。
裂距等于耦合常数。
二级谱图
一级谱的特征在二级谱中不表现出来。 （1）裂分峰数目超出（n+1）规律 （2）裂分峰的相对强度关系复杂 （3）化学位移和耦合常数不能直接读出，需计算
由上式计算得 δA=7.45ppm,δB=6.96ppm, JAB=7.8Hz
AMБайду номын сангаас 系统：
AMX系统，12条峰
A (dd 1H JAM JAX) M (dd 1H JAM JMX) X (dd 1H JAX JMX) 在A，M，X各4条谱线中，[1-2]=[3-4] 等于一种偶合常数，[1-3]=[2-4]等于另 一种偶合常数，化学位移值约等于4条谱 线的中心。