核磁共振氢谱图怎么看
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• (2) 看峰的形状（即各个峰的偶合裂 分情况）：应用n+1规律或二级偶合裂分的 知识，可确定（或大致确定）分子中基团 和基团间的相互关系，区分出自旋体系的 种类。
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5.1 核磁共振氢谱分析的一般步骤
• (3) 计算偶合常数：应用偶合常数的 知识，可以确定分子的立体构型等。
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• 例1：异香兰醛甲氧基取代位置的确定。
CHO
HB
HA
HC
OH
OCH3
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• 例2: 黄酮类化合物tamarixetin 3-O-α-Lribopyranoside的结构确定
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5.3 帮助分析图谱的一些辅助手段
•
由于以上3个方面的原因，在不同频
率的NMR波谱仪上所测同一样品的谱图形状
是不同的，且仪器频率越高，图谱越趋简
单化。
• 另外，高频仪器的使用可以改善仪器 的信噪比，提高灵敏度。
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5.4 双照射(双共振)技术
•
双共振（double resonance）又叫双
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5.3 帮助分析图谱的一些辅助手段
• 5.3.1 重氢交换 • 活泼氢在溶液中可以进行不断的交换。
如果样品中含有活泼氢，在作完图谱后， 往样品管里滴加几滴重水，震荡，然后重 新作图，则相应的谱峰由于其活泼氢已被 氘交换而消失。由此可以完全确定活泼氢 的存在。
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5.3 帮助分析图谱的一些辅助手段
照射（double irradiation）
•
双共振技术是在扫描射频H1(υ1)扫描
的同时，再加上另一个照射射频H2(υ2)来
照射某一特定核，使其达到饱和（高速往
返于各自旋态之间）状态。其结果能使图
谱发生很大的变化。
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5.4 双照射(双共振)技术
• 在双共振实验中，通常采用的符号如下：
•
(1) 用H0表示外磁场；
有以频率表示的。
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5.2 分析图谱时，经常碰到的一些问题
• 5.2.3 杂质峰与溶剂峰
•
在核磁共振氢谱中，经常会碰到杂质峰。杂
质峰一般可以通过其峰面积进行鉴别：如果某峰
的积分面积与其它峰相比不成比例，则可断定其
为杂质峰。
•
核磁共振氢谱中的溶剂峰包括样品本身残留
的溶剂（如结晶溶剂、合成或提取时所用溶剂等）
•
(2) 用H1或υ1表示扫描射频；
•
(3) 用H2或υ2表示照射射频
• （4）用A{X}表示被观测核为A，被干扰
核（被照射核）为X。
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5.4 双照射Байду номын сангаас双共振)技术
•
在双共振实验中,当被观测核与被干
扰核为同种类核时，称为同核双共振；如
1H{1H}；当被观测核与被干扰核为不同种类
的核时，称为异核双共振；如13C{1H}。
5.1 核磁共振氢谱分析的一般步骤
在完成了对核磁氢谱的分析以后，(要 广泛查阅有关文献，比对有关数据)，根据 分析结果，确定需进一步开展的测试项目。
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5.2 分析图谱时，经常碰到的一些问题
• 5.2.1 核磁共振氢谱的测定： • 5.2.1.1 样品 • 做核磁共振实验所需样品要比较纯，
一般情况下，纯度要求达到95%以上。 • 为了得到分辨率很高的图谱，一般情
• 如果分子内两组自旋核在空间的距离 小于5 （不一定相互偶合），那么，在 双共振实验中，当用照射射频照射其中的 一组核，使其共振饱和时，则可引起另一 组核的共振峰强度的增强。这种由于双共 振引起的谱峰强度增强的效应，称为核的 Overhauser效应。
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5.4 双照射(双共振)技术
• NOE常用于分子立体构型的确定，也可 在易混淆的共振峰的归属中作为参考。
(5) 应该尽可能是易于挥发的物质，以便于
回收样品。
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5.2 分析图谱时，经常碰到的一些问题
• 5.2.1.4 常用的标准物质
• TMS
(四甲基硅)
• DSS:
(CH3)3SiCH2CH2CH2SO3Na
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5.2 分析图谱时，经常碰到的一些问题
• 5.2.1.5 图谱的记录 • 核磁共振图谱给出化学位移δ值，也
• 双共振技术的应用主要包括自旋去偶和核 的Overhauser效应（NOE）。
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5.4 双照射(双共振)技术
• 5.4.1 自旋去偶
•
相互偶合的核，使峰发生裂分。峰的裂分需
要一定的条件，即相互偶合的核在其各自旋态
（如1H在+1/2和-1/2自旋态）的时间必须大于某
一时间标度（一般情况下，应大于10-1秒）。在
• 样品中如果含有羟基，加三氟醋酸酐 后会有如下反应：
O
OH CH
(CF3CO)2O
O C CF3 CH
• 其结果，原来的羟基峰消失，同时， 与羟基相连的次甲基峰左移1-2ppm。
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5.3 帮助分析图谱的一些辅助手段
•
如果羟基为酚羟基，则加三氟醋酸酐
后，羟基的邻、对位氢的峰也发生左移。
• 例:下面两个化合物的区别（应用三氟 醋酸酐确定羟基的位置）：
OH O
7
OCH2CH3
2
CH3CH2O O OH
7
2
CH3CH2O 5
4
O
1
CH3 CH3CH2O 5
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4
O
2
CH3
5.3 帮助分析图谱的一些辅助手段
• 5.3.4 溶剂效应 • 苯、吡啶等溶剂具有强的磁各向异性，
在样品溶液中加入少量此类溶剂，它们会 对样品分子的不同部位产生不同的屏蔽作 用。由此可以使样品的1HNMR谱发生较大的 变化，有时，可以使重叠的峰组分开。 • 例：下面的化合物的1HNMR谱:
通常的测试条件下，如果不存在化学交换，相互
偶合的核可以满足这一峰裂分的条件。但是，当 用一个方法破坏上述条件时，就可以去掉偶合。
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5.4 双照射(双共振)技术
• 双共振技术使被干扰的核达到了饱和 （即高速往返于各自旋态之间），从而， 使其在各自旋态的时间很短，结果，该核 与其它自旋核之间的偶合作用消失。这就 是自旋去偶现象。
况下，应将样品用溶剂溶解。 • 溶液的浓度视仪器的灵敏度、化合物
的分子量以及所测核磁共振图谱的类型而 定。
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5.2 分析图谱时，经常碰到的一些问题
• 5.2.1.2 溶剂
• 做核磁共振图谱测试所用溶剂本身最 好不含氢，含氢的溶剂应是重氢试剂。、
•
常用的溶剂有：CCl4、CDCl3、D2O、
DMSO-d6、CD3COCD3、CD3OD、C6D6、C5D5N、
• 5.3.2 重氢氧化钠交换
• 重氢氧化钠交换可以把羰基的α-氢交 换掉。这个方法对于测定化学结构有很大 帮助。
• 例：下面两个化合物结构的测定：
OH OH
OH OH
C CH CH2 COOH O CH3
1
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C CH2 CH COOH
O
CH3
2
5.3 帮助分析图谱的一些辅助手段
• 5.3.3 三氟醋酸酐试剂
• 其中σ为屏蔽常数,其数值与外加磁场
无关,而是取决于氢原子核的化学环境。
H0σ为氢原子核的核外电子所产生的抗磁场， 它的数值与H0成正比。
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5.3 帮助分析图谱的一些辅助手段
• (3) 1HNMR谱图的复杂程度由Δυ/J的 数值所决定。J的数值反映了原子核磁矩间 相互干扰（作用能量）的大小，是化合物 分子所固有的属性，不因作图条件的改变 而改变。化学位移之差以ppm计，是相对数 值，不随仪器的频率的改变而改变；但以 Hz计，则是绝对数值，与仪器的频率成正 比。（例如，Δδ若为0.1ppm，在60MHz的 仪器上，它相当于6Hz；在400MHz的仪器上， 它相当于40Hz）。
• 自旋去偶的主要作用是确定质子间的 相互偶合关系。相应地，它可以准确确定 某一多重峰的化学位移，找出隐藏的信号。
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5.4 双照射(双共振)技术
• 以1-溴丙烷的双共振自旋去偶1HNMR谱 示意图为例：
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5.4 双照射(双共振)技术
• 5.4.2 核的Overhauser效应(nuclear Overhauser effect, NOE)
核磁共振氢谱的分析
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5.1 核磁共振氢谱分析的一般步骤
•
核磁共振氢谱的分析大体上可以分为
以下三个步骤：
• (1) 看峰的位置（即化学位移）和峰 的面积（即氢原子数目）：应用化学位移
的知识，结合谱峰面积，可以确定（或大 致确定）化合物中含氢官能团的种类。
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5.1 核磁共振氢谱分析的一般步骤
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5.3 帮助分析图谱的一些辅助手段
• 例：下面的化合物的1HNMR谱: •
O
O
• 当用CDCl3做溶剂时，异丙基的两个甲基以 及另一个甲基的峰重叠非常严重，不能区 分。如改用C6D6作溶剂，则三个甲基可以获 得较好的分离。
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HO
OR OH O
OMe OH R=ribo
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5.3 帮助分析图谱的一些辅助手段
• 5.3.5 使用高场仪器
• 高场仪器的使用可以简化图谱：
•
(1) 氢原子核绕磁场进动有一定的角速度ω。
ω与外加磁场的磁场强度H0成正比，具有如下关 系式：
N
H0
2
H0
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5.3 帮助分析图谱的一些辅助手段
• (2) 氢原子核在外加磁场H0中的实受磁场 H核与H0的关系：
•
H核=H0(1-σ)
CD3CN等。
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5.2 分析图谱时，经常碰到的一些问题
• 5.2.1.3 标准
•
内标准的选择条件：
•
(1) 必须具有高度的化学惰性；
•
(2) 必须是磁各向同性的，或者接近于磁各
向同性的；
•
(3) 应该给出一个简单的、尖锐的和易于识
别的共振信号；
•
(4) 应该具有与大量的溶剂易于混溶的性质；
•
和做测定时所用溶剂的溶剂峰。样品本身残留的
溶剂的谱峰要根据样品的具体情况做具体分析。
做1HNMR测试时所用溶剂的溶剂峰比较容易识别。
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5.2 分析图谱时，经常碰到的一些问题
• 5.2.3 受阻旋转
•
•
具有
O Me CN
孤电子对
Me
类结构的化合物，氮上的
• 能与羰基发生共轭，使CO―N键具有部分双键性质， 从而旋转不能自由，因此，两个甲基表现为两种 化学位移，这种现象称为受阻旋转。
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5.1 核磁共振氢谱分析的一般步骤
• (3) 计算偶合常数：应用偶合常数的 知识，可以确定分子的立体构型等。
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• 例1：异香兰醛甲氧基取代位置的确定。
CHO
HB
HA
HC
OH
OCH3
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• 例2: 黄酮类化合物tamarixetin 3-O-α-Lribopyranoside的结构确定
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5.3 帮助分析图谱的一些辅助手段
•
由于以上3个方面的原因，在不同频
率的NMR波谱仪上所测同一样品的谱图形状
是不同的，且仪器频率越高，图谱越趋简
单化。
• 另外，高频仪器的使用可以改善仪器 的信噪比，提高灵敏度。
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5.4 双照射(双共振)技术
•
双共振（double resonance）又叫双
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5.3 帮助分析图谱的一些辅助手段
• 5.3.1 重氢交换 • 活泼氢在溶液中可以进行不断的交换。
如果样品中含有活泼氢，在作完图谱后， 往样品管里滴加几滴重水，震荡，然后重 新作图，则相应的谱峰由于其活泼氢已被 氘交换而消失。由此可以完全确定活泼氢 的存在。
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5.3 帮助分析图谱的一些辅助手段
照射（double irradiation）
•
双共振技术是在扫描射频H1(υ1)扫描
的同时，再加上另一个照射射频H2(υ2)来
照射某一特定核，使其达到饱和（高速往
返于各自旋态之间）状态。其结果能使图
谱发生很大的变化。
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5.4 双照射(双共振)技术
• 在双共振实验中，通常采用的符号如下：
•
(1) 用H0表示外磁场；
有以频率表示的。
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5.2 分析图谱时，经常碰到的一些问题
• 5.2.3 杂质峰与溶剂峰
•
在核磁共振氢谱中，经常会碰到杂质峰。杂
质峰一般可以通过其峰面积进行鉴别：如果某峰
的积分面积与其它峰相比不成比例，则可断定其
为杂质峰。
•
核磁共振氢谱中的溶剂峰包括样品本身残留
的溶剂（如结晶溶剂、合成或提取时所用溶剂等）
•
(2) 用H1或υ1表示扫描射频；
•
(3) 用H2或υ2表示照射射频
• （4）用A{X}表示被观测核为A，被干扰
核（被照射核）为X。
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5.4 双照射Байду номын сангаас双共振)技术
•
在双共振实验中,当被观测核与被干
扰核为同种类核时，称为同核双共振；如
1H{1H}；当被观测核与被干扰核为不同种类
的核时，称为异核双共振；如13C{1H}。
5.1 核磁共振氢谱分析的一般步骤
在完成了对核磁氢谱的分析以后，(要 广泛查阅有关文献，比对有关数据)，根据 分析结果，确定需进一步开展的测试项目。
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5.2 分析图谱时，经常碰到的一些问题
• 5.2.1 核磁共振氢谱的测定： • 5.2.1.1 样品 • 做核磁共振实验所需样品要比较纯，
一般情况下，纯度要求达到95%以上。 • 为了得到分辨率很高的图谱，一般情
• 如果分子内两组自旋核在空间的距离 小于5 （不一定相互偶合），那么，在 双共振实验中，当用照射射频照射其中的 一组核，使其共振饱和时，则可引起另一 组核的共振峰强度的增强。这种由于双共 振引起的谱峰强度增强的效应，称为核的 Overhauser效应。
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5.4 双照射(双共振)技术
• NOE常用于分子立体构型的确定，也可 在易混淆的共振峰的归属中作为参考。
(5) 应该尽可能是易于挥发的物质，以便于
回收样品。
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5.2 分析图谱时，经常碰到的一些问题
• 5.2.1.4 常用的标准物质
• TMS
(四甲基硅)
• DSS:
(CH3)3SiCH2CH2CH2SO3Na
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5.2 分析图谱时，经常碰到的一些问题
• 5.2.1.5 图谱的记录 • 核磁共振图谱给出化学位移δ值，也
• 双共振技术的应用主要包括自旋去偶和核 的Overhauser效应（NOE）。
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5.4 双照射(双共振)技术
• 5.4.1 自旋去偶
•
相互偶合的核，使峰发生裂分。峰的裂分需
要一定的条件，即相互偶合的核在其各自旋态
（如1H在+1/2和-1/2自旋态）的时间必须大于某
一时间标度（一般情况下，应大于10-1秒）。在
• 样品中如果含有羟基，加三氟醋酸酐 后会有如下反应：
O
OH CH
(CF3CO)2O
O C CF3 CH
• 其结果，原来的羟基峰消失，同时， 与羟基相连的次甲基峰左移1-2ppm。
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5.3 帮助分析图谱的一些辅助手段
•
如果羟基为酚羟基，则加三氟醋酸酐
后，羟基的邻、对位氢的峰也发生左移。
• 例:下面两个化合物的区别（应用三氟 醋酸酐确定羟基的位置）：
OH O
7
OCH2CH3
2
CH3CH2O O OH
7
2
CH3CH2O 5
4
O
1
CH3 CH3CH2O 5
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4
O
2
CH3
5.3 帮助分析图谱的一些辅助手段
• 5.3.4 溶剂效应 • 苯、吡啶等溶剂具有强的磁各向异性，
在样品溶液中加入少量此类溶剂，它们会 对样品分子的不同部位产生不同的屏蔽作 用。由此可以使样品的1HNMR谱发生较大的 变化，有时，可以使重叠的峰组分开。 • 例：下面的化合物的1HNMR谱:
通常的测试条件下，如果不存在化学交换，相互
偶合的核可以满足这一峰裂分的条件。但是，当 用一个方法破坏上述条件时，就可以去掉偶合。
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5.4 双照射(双共振)技术
• 双共振技术使被干扰的核达到了饱和 （即高速往返于各自旋态之间），从而， 使其在各自旋态的时间很短，结果，该核 与其它自旋核之间的偶合作用消失。这就 是自旋去偶现象。
况下，应将样品用溶剂溶解。 • 溶液的浓度视仪器的灵敏度、化合物
的分子量以及所测核磁共振图谱的类型而 定。
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5.2 分析图谱时，经常碰到的一些问题
• 5.2.1.2 溶剂
• 做核磁共振图谱测试所用溶剂本身最 好不含氢，含氢的溶剂应是重氢试剂。、
•
常用的溶剂有：CCl4、CDCl3、D2O、
DMSO-d6、CD3COCD3、CD3OD、C6D6、C5D5N、
• 5.3.2 重氢氧化钠交换
• 重氢氧化钠交换可以把羰基的α-氢交 换掉。这个方法对于测定化学结构有很大 帮助。
• 例：下面两个化合物结构的测定：
OH OH
OH OH
C CH CH2 COOH O CH3
1
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C CH2 CH COOH
O
CH3
2
5.3 帮助分析图谱的一些辅助手段
• 5.3.3 三氟醋酸酐试剂
• 其中σ为屏蔽常数,其数值与外加磁场
无关,而是取决于氢原子核的化学环境。
H0σ为氢原子核的核外电子所产生的抗磁场， 它的数值与H0成正比。
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5.3 帮助分析图谱的一些辅助手段
• (3) 1HNMR谱图的复杂程度由Δυ/J的 数值所决定。J的数值反映了原子核磁矩间 相互干扰（作用能量）的大小，是化合物 分子所固有的属性，不因作图条件的改变 而改变。化学位移之差以ppm计，是相对数 值，不随仪器的频率的改变而改变；但以 Hz计，则是绝对数值，与仪器的频率成正 比。（例如，Δδ若为0.1ppm，在60MHz的 仪器上，它相当于6Hz；在400MHz的仪器上， 它相当于40Hz）。
• 自旋去偶的主要作用是确定质子间的 相互偶合关系。相应地，它可以准确确定 某一多重峰的化学位移，找出隐藏的信号。
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5.4 双照射(双共振)技术
• 以1-溴丙烷的双共振自旋去偶1HNMR谱 示意图为例：
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5.4 双照射(双共振)技术
• 5.4.2 核的Overhauser效应(nuclear Overhauser effect, NOE)
核磁共振氢谱的分析
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5.1 核磁共振氢谱分析的一般步骤
•
核磁共振氢谱的分析大体上可以分为
以下三个步骤：
• (1) 看峰的位置（即化学位移）和峰 的面积（即氢原子数目）：应用化学位移
的知识，结合谱峰面积，可以确定（或大 致确定）化合物中含氢官能团的种类。
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5.1 核磁共振氢谱分析的一般步骤
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5.3 帮助分析图谱的一些辅助手段
• 例：下面的化合物的1HNMR谱: •
O
O
• 当用CDCl3做溶剂时，异丙基的两个甲基以 及另一个甲基的峰重叠非常严重，不能区 分。如改用C6D6作溶剂，则三个甲基可以获 得较好的分离。
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HO
OR OH O
OMe OH R=ribo
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• 5.3.5 使用高场仪器
• 高场仪器的使用可以简化图谱：
•
(1) 氢原子核绕磁场进动有一定的角速度ω。
ω与外加磁场的磁场强度H0成正比，具有如下关 系式：
N
H0
2
H0
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• (2) 氢原子核在外加磁场H0中的实受磁场 H核与H0的关系：
•
H核=H0(1-σ)
CD3CN等。
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• 5.2.1.3 标准
•
内标准的选择条件：
•
(1) 必须具有高度的化学惰性；
•
(2) 必须是磁各向同性的，或者接近于磁各
向同性的；
•
(3) 应该给出一个简单的、尖锐的和易于识
别的共振信号；
•
(4) 应该具有与大量的溶剂易于混溶的性质；
•
和做测定时所用溶剂的溶剂峰。样品本身残留的
溶剂的谱峰要根据样品的具体情况做具体分析。
做1HNMR测试时所用溶剂的溶剂峰比较容易识别。
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5.2 分析图谱时，经常碰到的一些问题
• 5.2.3 受阻旋转
•
•
具有
O Me CN
孤电子对
Me
类结构的化合物，氮上的
• 能与羰基发生共轭，使CO―N键具有部分双键性质， 从而旋转不能自由，因此，两个甲基表现为两种 化学位移，这种现象称为受阻旋转。