解析核磁共振谱图

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13C核磁共振波谱及谱图解析示例

12 2021/4/15
谱图去偶作用对比
13 2021/4/15
谱图去偶作用对比
14 2021/4/15
四、13C NMR谱图
1.C7H14O 1H 4H 4H
6H 13C
S
2.3 1.5 0.9
210
2021/4/15
q t t
43 18 12
15
13C NMR谱图2
2.C9H10O 1H
θ＝90 。, CH的最大正信号，其它无信号
θ＝90。 θ＝45。
θ＝135
。
, CH,
CH3非最大正信号，CH2最大负
信号
因此，取θ＝135，。可确定CH；θ＝135，。可确
定CH、CH3和CH2(倒峰)
20 2021/4/15
碳－氢相关谱
ONO
21 2021/4/15
谱图的综合解析例1：某含氧化合物分子无对称性，根据13C NMR确定其结构
3 2021/4/15
溶剂的化学位移
• CDCl3： 77.0 (t);
• CD3COCD3: 30.0(7)、206.8(s);
• CD3OD: 49.3(7);
• C6D6:
128.7(t);
• CD3SOCD3: 39.7(7);
4 2021/4/15
化学位移规律：烷烃
碳数n >4 端甲基 C=13-14
O OH
22 2021/4/15
例2：
某化合物C8H8O，根据13C NMR解析其结构
CH 3 O
23 2021/4/15
例3：
某化合物C9H12，根据13C NMR解析其结构
CH3
CH2CH3

核磁共振谱图解析

影响因素多：核磁共振谱图的峰位置、形状和强度受到多种因素的影响如温度、溶剂、分子结构等。
确定分子结构：通过核磁共振谱图中的化学位移值和偶合常数确定分子中各原子的类型和相互连接方式
确定分子构型：利用核磁共振谱图中的耦合常数和自旋裂分确定分子中各原子的空间排列和构型
确定分子动态：通过核磁共振谱图中的弛豫时间和扩散系数等信息了解分子内部的运动状态和动力学行为
分辨率：核磁共振谱图的分辨率越高能够区分出的峰就越多有助于更准确地解析谱图。灵敏度：灵敏度高的核磁共振谱图可以检测到更低浓度的物质有助于发现潜在的疾病或污染物。
了解核磁共振原理熟悉常见峰型和化学位移注意谱线间的耦合和裂分结合实验条件和样品性质进行分析
误差分析：对谱图进行定量和定性分析确定误差范围
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在医学诊断中的应用：核磁共振谱图可以用于医学影像学通过检测人体内氢原子核的共振信号生成人体内部结构的图像有助于医生对疾病进行早期诊断和精确治疗。
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在石油化工中的应用：核磁共振谱图可以用于石油化工领域通过分析油样品的氢原子核共振信号评估油品的性质和成分有助于石油勘探和开发。
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在农业食品中的应用：核磁共振谱图可以用于农业食品领域通过检测食品中的水分、脂肪、蛋白质等成分评估食品的质量和安全性有助于食品安全监管和质量控制。
在材料科学中核磁共振谱图可用于研究材料的微观结构和性质
在材料合成过程中核磁共振谱图可用于监测反应进程和鉴定新材料的结构
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通过核磁共振谱图可以分析材料的化学键和分子运动从而评估材料的性能和潜在应用
核磁共振谱图还可以用于材料表征和质量控制确保材料的可靠性和一致性

核磁共振图谱解析

1 J AB [( 1 4 ) ( 6 8 )] 3
1 2 3
5 6 4 7 8 9
νA
ν
B
8条谱线
C、AMX系统 (一级图谱)
A
B X
D、ABX系统
1 3 2 4 5 67 8 10 9
11 12
13 14ຫໍສະໝຸດ （1）、最多可有14 条谱线；（2）、AB有8条，好像有两个AB系统，即每组4条；（3）、X部分有6条，其中2条强度弱，不易看到，只看到4条强度几乎相等的谱线；
A、峰的数目不再符合（n+1）规则；
B、峰组内的各峰的相对强度不再是（X+1）n展开项的系数；
C、裂分峰的间隔并不相等；
D、化学位移δ 值与J值往往不能从谱图上直接得到，需要通过适当的计算才能得到。
3、高级谱与一级谱的区别（1）、高级谱一般情况下，峰的数目超过由n+1规律计算的数目；
（2）高级谱峰组内各峰之间的相对强度关系复杂；
C、AA’ BB’系统
A A A B
4、常见的一些高级谱图（1）、单取代苯
R
AA’ BB’C 系统
A、取代基没有强烈的屏蔽或去屏蔽效应时，可出现 5个芳氢的单峰； B、取代基有强烈的屏蔽或去屏蔽效应时，如苯乙酮，这种取代基常造成邻位质子移向高场或低场，图上出现两个质子的多重峰及三个质子的多重峰。
3、考虑分子的对称性； 4、分析每个峰组的δ 、J ； 5、组合可能的结构式； 6、对推出的结构式进行“指认”。
C8H11N
CH3CO2CHCH3
CH2CH2OCOCH3
H3C
CO2CH2CH3
（3）、邻位二取代
A A
AA’ BB’系统

核磁共振H谱图解析与结构确定

δ 7.3芳环上氢，单峰烷基单取代
ab
Oc
正确结构：
CH 2CH 2OC CH 3
δ3.0 δ 4.30
δ2.1
2020/7/2
谱图解析与结构确定(2)
C7H16O3，推断其结构
9
δ 5.30 1
δ 3.38 δ 1.37 6
2020/7/2
结构确定(2)
C7H16O3，u=1+7+1/2(-16)=0 u=1+n4 + 1/2(n3-n1)
2020/7/2
1H—NMR图谱的解析大体程序为：（1）首先注意检查TMS信号是否正常；（2）根据积分曲线算出各个信号对应的H数；（3）解释低磁场处（δ10～16）出现的—COOH及
具有分子内氢键缔合的—OH基信号；（4）参考化学位移、小峰数目及偶合常数，解释低
级偶合系统；（5）解释芳香氢核信号及高级偶合系统；（6）对推测出的结构，结合化学法或利用UV、IR、
化合物 C10H12O2
3
2
2
5
8
7
6
5
4
3
2020/7/2
2
1
0
谱图解析与结构确定(1)
u=1+10+1/2(-12)=5,
u=1+n4 + 1/2(n3-n1)
δ 3.0和δ 4.30三重峰和三重峰 O—CH2CH2—相互偶合峰
δ 2.1单峰三个氢，—CH3峰结构中有氧原子，可能具有：
O C CH3
2020/7/2
一、谱图中化合物的结构信息
（1）峰的数目：标志分子中磁不等性质子的种类，
多少种；
（2）峰的强度(面积)：每类质子的数目(相对)，

核磁共振图谱解析解析NMR

同核J-偶合(Homonuclear J-Coupling)
多重峰出现的规则: 1. 某一原子核与N个相邻的核相互偶合将给出(n+1)重峰. 2. 等价组合具有相同的共振频率.其强度与等价组合数有关. 3. 磁等价的核之间偶合作用不出现在谱图中. 4. 偶合具有相加性. 例如: observed spin coupled spin intensity
JCH JCH
H C
p-pulse on H
H C
这相当于使用一系列1800脉冲快速照射氢核。 pH pH
C-H
+J/2
C-H
-J/2
C-H
+J/2
pH
C-H
-J/2
pH
C-H
+J/2
pH
C-H
-J/2
Fig. 4-2.5 The proton-decoupled 13C spectrum of 1-propanol
H-12C H-13C H-13C x100
105 Hz
proton-coupled spectra (nondecoupled spectra)
Quartet, J=127 Hz
Proton-coupled spectra for large molecules are often difficult to interpret. The multiplets from different C commonly overlap because the 13C-H coupling constants are frequently larger than the chemical differences of the C in the spectrum. 原子核间的偶合导致谱图的复杂化(―精细裂分”)，灵敏度下降。 Fig. 4-2.4 Ethyl phenylacetate. (a) The proton-coupled 13C spectrum. (b) The proton-decoupled 13C spectrum

核磁共振谱图解析(谷风参考)

下图是两个例子
经验学习
21
在核磁管里加入1-2滴重水即可将活泼氢交换掉
HDO
活泼氢
经验学习
22
CH3(CH2)15CH2CH2SH
经验学习
23
氟对氢的偶合
氟对氢的偶合在核磁中是经常碰见的，并且利用此规律可以解决和验证很多芳香环上取代基的取代位置问题。
参考下面的列表和谱图:
经验学习
24
1H和19F的耦合常数
2
S 5
J(3-4)=3.3-4.1
3 4
J(2-4)=1.0-1.5
J(2-5)=2.8-3.5
4 5N
6N2
J(4-5)=4-6 J(2-5)=1-2 J(2-4)=0-1 J(4-6)=?
经验学习
6
如何计算耦合常数
经验学习
7
经验学习
8
如何利用耦合常数来区分异构体
Ha Hb
CH3COO
OCOCH3
7-13
9-12
(R是脂肪链基团)
经验学习
12
经验学习
13
经验学习
14
经验学习
15
经验学习
16
经验学习
17
经验学习
18
经验学习
19
经验学习
20
重水交换
重水交换是在核磁管里加入1-2滴重水,摇匀,再做谱图会发现活泼氢消失.
1) ROH; RNH2; R2NH; ArOH; ArSH; ArNH2; RSO3H; RCOOH; RNH2.HCl的活泼氢是比较容易交换;
2) RACrCOOHN; RHCRO的N活H泼2; A氢rC有O时N比H2较; R难CO交N换H,R特`;别A是rC醛ON氢H,这Ar时; 候在

核磁共振谱图解析-一维氢谱第二部分ppt课件

核磁共振谱图解析一维氢谱-第二部分
曹焕岩 08-27-2019
1
氢谱溶剂
简单的核磁谱图都是在溶剂里测的，溶剂的质子一定不能有干扰。所以测核磁的溶剂普通用氘代〔Deuterated)试剂。Deutrium = 2H, 经常写为D。常用的有D2O(重水〕，(CD3)CO 〔氘代丙酮〕,CD3OD 〔氘代甲醇〕，(CD3)2SO 〔氘代DMSO，DMSO-D6), CDCl3 (氘代氯仿〕。
26
自旋-自旋耦合〔spin-spiபைடு நூலகம் coupling)
耦合常数计算举例峰形 td
J1 = (2.07302.0416) ppm X 400 = 12.6 Hz
J2 = (2.07302.0613) ppm X 400 = 4.7 Hz
报告数据时写成 2.04 〔1H，td, J = 12.6, 4.7 Hz)
21
自旋-自旋耦合〔spin-spin coupling)
峰的裂分数目〔临近的氢都一样的情况〕
由于相邻碳上质子之间的自旋巧合，因此可以引起吸收峰裂分。例如，一个质子共振峰不受相邻的另一个质子的自旋巧合影响，那么表现为一个单峰，假设受其影响，就表现为一个二重峰，该二重峰强度相等，其总面积正好和未分裂的单峰面积相等。自旋巧合使核磁共振谱中信号分裂成多重峰，峰的数目等于n+1，n是指临近H的数目，例如CH3-CHCl2中CH3的共振峰是1+1=2，由于他临近基团CHCl2上只需一个H；-CHCl2的共振峰是3+1=4，由于他临近基团-甲基上有三个H。留意，只需当自旋巧合的临近H原子都一样时才适用n+1规那么。
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3
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核磁共振谱图解析-一维氢谱第二部分

2
3
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自旋-自旋耦合（spin-spin coupling)
化学位移不是唯一用来确定分子结构的参数。因为每一个原子核自身都有一个小的磁场，这些彼此接近的原子核互相影响，改变彼此的能量和共振的频率。这个作用就叫做自旋-自旋耦合。
过去的氘代试剂经常加有少量的（通常为0.1%）的四甲基硅烷（TMS）作为确定化学位移的内标（internal standard).四甲基硅烷（TMS）的四个甲基是等价的，只有一个峰，这个峰的位置定义为化学位移为0 ppm.四甲基硅烷（TMS）沸点较低，有利于样品的回收。现代的谱图经常以氘代溶剂残留的极少量非氘代质子作为参考值，比如the CHCl3, 0.01% in 99.99% CDCl3。所以不加TMS的氘代试剂越来越多。
22
自旋-自旋耦合（spin-spin coupling)
裂分峰的面积比
由n个相同质子裂分成的n+1重峰，各峰的面积比遵循Pascal’s triangel规律。
23
自旋-自旋耦合（spin-spin coupling)
峰的裂分峰形
由n个相同质子裂分成的n+1重峰，各峰的面积比遵循Pascal’s triangel规律。
27
自旋-自旋耦合（spin-spin coupling)
28
自旋-自旋耦合（spin-spin coupling)
29
自旋-自旋耦合（spin-spin coupling)
30
自旋-自旋耦合（spin-spin coupling)

浅谈一维核磁共振谱图的解析方法

质微观结构和性质的高新技术。产生核磁共振现象都需要三个重要的基本条件：ａ．原子核必须是自旋的，即自旋量子数ｆ不为零；ｂ．自旋原子核必须置于强大、均匀的外加磁场中，外加磁场的作用是，使原来处于简并态的自旋原子核，产生高低磁能级
１０２Ｎ。．４Ｊｕ１．２０１７
分析仪器ＡｎａｌｙｔｉｃａｌＩｎｓｒｕｍｅｎｔａｔｉｏｎ
２０１７年第４期
浅谈一维核磁共振谱图的解析方法
梁向晖毛秋平钟伟强
（华南理工大学化学与化工学院，广州５１０６４０）
结构及其变化的重要手段之一，可深入探测物质内部而不破坏样品，并具有准确、快速和对复杂样品不需预处理就能进行分析等特点口］。它检测的是组成有机化合物分子的原子核的性质及其周围化学
ｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ５１０６４０，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒｔｈｅａｎａｌｙｔｉｃａｌｍｅｔｈｏｄｏｆｏｎｅ — ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌＮＭＲｓｐｅｃｔｒａｉｓｄｅｓｃｒｉｂｅｄａｎｄａｎｅｌｋ —

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

核磁共振H 谱图解析与结构确定

质子b也受其影响，峰也向低场位移。
谱图解析（ 3 ）
裂分与位移
谱图解析（ 4 ）
苯环上的质子在低场出现。为什么？为什么1H比6H的化学位移大？
对比
2. 谱图解析与结构确定
化合物 C10H12O2
3
2
2
5
8
7
6
5
4
3
2
1
0
谱图解析与结构确定(1)
u=1+10+1/2(-12)=5,
u=1+n4 + 1/2(n3-n1)
CO-CH2CH2-CO-
(5) =4.1(4H) 低场(吸电子),
两个 -O-CH2-
1700cm-1, C=0, 醛, 酮，排除羧酸，醇，酚
<3000 cm-1, -C-H
饱和烃，无芳环
医学资料
• 仅供参考,用药方面谨遵医嘱
δ 3.0和δ 4.30三重峰和三重峰 O—CH2CH2—相互偶合峰
δ 2.1单峰三个氢，—CH3峰结构中有氧原子，可能具有：
O C CH3
δ 7.3芳环上氢，单峰烷基单取代
ab
Oc
正确结构：
CH 2CH 2OC CH 3
δ3.0 δ 4.30
δ2.1
谱图解析与结构确定(2)
C7H16O3，推断其结构
1) δ 2.32和δ 1.2—CH2CH3相互偶合峰 2) δ 7.3芳环上氢，单峰烷基单取代 3) δ 5.21—CH2上氢，低场与电负性基团相连

哪个正确 a O
b
CH2 C O CH2CH3 A
a
Ob
正确：B
为什么 CH2 O C CH2CH3 B

核磁共振谱图解析[1]

2 3
H N 5 4
J(2-3)=2-3 J(3-4)=3-4 J(2-4)=1-2 J(2-5)=1.5-2.5
4 5 6 N N 2
如何计算耦合常数
如何利用耦合常数来区分异构体
Ha
CH3COO H2
Hb
OCOCH3 Βιβλιοθήκη 1HaHb H1 OCOCH3
or
CH3COO H2
A
B
Ha CH3COO H2
CH3 H2 C O 1 2 CH CH3 H2 C O 3 H3 C
在前手性化合物当中如：
两个乙基是化学
等价的，而2与3两个亚甲基中CH2的两个氢是不等价的，由此化学位移不同，两个氢同碳偶合,又受邻位CH3的偶合若无谱线重叠，此CH2可以观察到十六条谱线。
请看下面的谱图：
用NOESY方法对异构体的鉴别方法对异构体的鉴别
重水交换
重水交换是在核磁管里加入1-2滴重水,摇匀,再做谱图会发现活泼氢消失. 1) ROH; RNH2; R2NH; ArOH; ArSH; ArNH2; RSO3H; RCOOH; RNH2.HCl的活泼氢是比较容易交换; 2) RCOH; RCONH2; ArCONH2; RCONHR`; ArCONHAr; ArCONHR的活泼氢有时比较难交换,特别是醛氢,这时候在加完重水后可以用电吹风加热一下,稍等片刻再进行检测.. 会发现活泼氢明显减少或消失.但谱图会发现水峰信号增强. 在CDCl3中此时HDO峰会在4.8 ppm的位置. 下图是两个例子
1H
氢谱是最常见的谱图。核磁共振氢谱能提供重要的结构信息：化学位移耦合常数及峰的裂分情况峰面积——峰面积与氢的数目成正比，所以能定量的反应氢核的信息

浅谈一维核磁共振谱图的解析方法

浅谈一维核磁共振谱图的解析方法核磁共振（NMR）是一项可以用来识别化合物结构的有力技术，其基本原理是检测分子中原子的磁性性质以及各原子之间的相互作用。

一维核磁共振（1D NMR）实验可以提供有关分子结构的重要信息，但是在众多1D NMR谱图中，如何解析一维核磁共振谱图却是一个重要的问题。

一般来说，一维核磁共振谱图的解析可以分为三个步骤：第一步是对NMR谱图中的峰进行归类，第二步是根据峰的宽度及峰面积大小，确定每个峰的原子种类；第三步是将每个峰标注成具体的原子，从而确定化合物的结构。

首先，在解析一维核磁共振谱图之前，需要对谱图中出现的各个峰进行归类。

常用的1D NMR实验有proton-decoupled carbon-13 NMR 和proton NMR，它们都各自对应一类峰，其中碳-13 NMR谱中包括alkyl, alkenyl, aryl, ketone, ester, nitrile,carboxylic acid, amide, alcohol等类型；而proton NMR谱则包括alkyl, alkenyl, aryl, ether, amine等类型。

虽然碳-13 NMR和proton NMR实验中的峰类型有所不同，但是每类峰都有其典型的宽度及峰面积，只要根据这些特征，就可以对谱图中各个峰进行分类。

其次，根据峰的宽度及峰面积大小，确定每个峰的原子种类。

碳-13 NMR谱图中，由于不同原子类型间存在着弛豫时间的差异，因此，峰的宽度也会不同，可以用宽度及峰面积来判断其原子类型。

例如，甲基峰的宽度一般比氢原子峰要大，而酯基的宽度则普遍比甲基峰要大。

而在proton NMR谱中，则可以通过排除法相对简单地确定每个峰的原子类型，即根据谱图中已经确认的原子种类以及谱图中其它峰的宽度及峰面积，就可以排除掉那些可能存在的原子类型，从而最终确定该峰的原子类型。

最后，将每个峰标注成具体的原子，以确定化合物的结构。

核磁共振图谱解析-文档资料

五.解析去偶13C-NMR谱，推断化合物C14H20O2结构
5：1：2：3：6：3；
C h e m N M R C -1 3 E s t im a t io n
2 0 .3 1 2 8 .1 1 2 5 .2 2 9 .3 6 6 .4 2 9 .2 1 2 5 .4 1 4 7 .1 5 1 .7 1 2 8 .1 1 2 5 .2 2 9 .3
三.Giganto的结构
3’ 4’ 5’
2’ 1’ 6’ b a 5 4 3 6 1 2
结构分析
HNMR(CDCl3) ： 2.78(4H,m) 两个亚甲基上氢δ 3.72(3H,S) 为左边苯环上的甲氧基上氢δ 3.80(3H,S)为右边苯环上的甲氧基上氢δ 5.10(2H,brs) 为两个羟基上氢δ 6.29(3H,m) 为右边苯环上的氢δ 6.62(1H,d )、6.66(1H,dd)、 6.84(1H,d)为左边苯环上的氢δ CNMR(CDCl3) ： 144.1(C-1) 106.6(C-2) 160.6(C-3) 99.0(C-4) 156.6(C-5) 108.1(C-6) 38.7(C-a) 37.1(C-a’) 133.7(C-1‘) 114.2(C-2‘) 146.2(C-3‘) 143.4(C-4‘) 111.2(C-5‘) 121.0(C-6‘) 55.8,55.2(2OCH3)
四.根据H-NMR谱推断C8H8O2的结构。
• 不饱和度UN＝5； • 分子中有四类质子，峰积分比： 1∶2∶2∶3； • 化学位移为9.87，单峰为醛基质子的信号， UN＝1； • 7.8, 7.0 为芳环氢对称结构， UN＝4；两个Ha和两个Hb 的信号成为典型谱线。 • 3.87单峰为甲氧基的质子信号，-OCH3 ； • 上图是对—茴香醛的图谱， 7.27单峰为氯仿质子的信号 • 因为邻位甲氧基的十M效应比间位醛基的一M效应大，所以Ha比苯的小一些。邻位醛基的一M效应比间位甲氧基的十M效应大，所以Hb比苯的大。

核磁共振氢谱图谱解析

核磁共振氢谱图谱解析1. 引言核磁共振氢谱是一种利用核磁共振技术研究物质中氢原子的化学环境和结构的方法。

氢是最常见的元素之一，广泛存在于化学化工、生物医药等领域。

通过核磁共振氢谱图谱的解析，可以了解样品的分子结构、官能团和化学环境等信息，对于化学合成、物质性质研究、质量控制等具有重要意义。

本文将介绍核磁共振氢谱图谱的基本原理、谱峰解析步骤和谱峰解析的应用实例，帮助读者更好地理解和应用核磁共振氢谱图谱解析技术。

2. 核磁共振氢谱基本原理核磁共振（Nuclear Magnetic Resonance, NMR）基于原子核的磁性和电磁波的相互作用，通过施加磁场和射频脉冲来激发样品中的氢原子核，根据吸收或发射电磁波的频率差异来获得谱图信息。

核磁共振氢谱图谱的横坐标表示化学位移或称为化学位移标尺（Chemical Shift, δ），单位为ppm（parts per million）。

纵坐标表示吸收强度或强度积分。

3. 核磁共振氢谱图谱解析步骤3.1 样品准备样品是进行核磁共振氢谱图谱解析的基础，需要制备纯度高、浓度适宜的样品。

样品制备时要注意避免杂质的干扰，需选用适合的溶剂，并校正溶剂的化学位移标尺。

3.2 光谱仪参数设置在进行核磁共振实验前，需要根据样品的特点和要研究的问题来调整光谱仪的参数。

如调节磁场强度、扫描速度、脉冲宽度和接收增益等。

3.3 谱峰解析核磁共振谱峰的位置、形状和峰面积等参数与样品的结构和环境密切相关，通过分析谱峰的特征来推断样品的化学结构。

谱峰解析通常包括以下几个方面的内容：3.3.1 化学位移解析化学位移是谱图上谱峰的位置信息，表示了不同原子在化学环境中所受到的磁场强度的差异。

通过与参考物质的化学位移进行比较，可以推断样品中含有的官能团和化学结构。

3.3.2 耦合常数解析耦合常数是指谱图上峰之间的距离信息，用于描述不同耦合离子对之间的相互作用。

通过分析谱峰之间的相对位置和大小关系，可以预测样品中的化学键和官能团。

核磁共振谱图解析和结构确

OH CH 3 CH 3
2
1
CH 3
吡啶溶液
O H3C CH 3
2
1
资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
4. 去偶法（双照射）
第二射频场 H2
υ2
Xn（共振）
AmXn系统
消除了Xn对的Am偶合
Hb Ha Hc Hb C C C Br
Hb Ha Hc
照射 Ha
照射 Hb
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a. δ 2.32和δ 1.2—CH2CH3相互偶合峰 b. δ 7.3芳环上氢，单峰烷基单取代
c. δ 5.21—CH2上氢，低场与电负性基团相连
哪个正确? a O
b
CH2 C O CH2CH3 A
正确：B
a
Ob
为什么? CH2 O C CH2CH3 BΒιβλιοθήκη 料仅供参考,不当之处，请联系改正。
谱图解析与结构(4)
5. 位移试剂 (shift reagents)
稀土元素的离子与孤对电子配位后，相邻元素上质子的化学位移发生显著移动。常用：Eu（DPM）3 [三—（2,2,6,6—四甲基）庚二酮—3,5]铕
H 2H 2H 2H 2H 2 HO CCCCCC3H
OH
OH
资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
三、谱图解析
δ 2.1单峰三个氢，—CH3峰结构中有氧原子，可能具有：
δ 7.3芳环上氢，单峰烷基单取代
O C CH3
正确结构：
a b Oc
CH 2CH 2OC CH 3
δ3.0 δ 4.30 δ2.1
资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
谱图解析与结构(2)确定

核磁共振图谱的解析

核磁共振图谱的解析（转）1.一般来说，分析核磁共振图谱需要按如下步骤进行：（１）看峰的位置，即化学位移。

确定该峰属于哪一个基团上的氢。

（２）看峰的大小。

可用核磁共振仪给出的积分图的台阶高度看出各峰下面所包围的面积之比，从而知道基团含氢的数目比。

例如，从图7.3-2的积分图可看出乙基苯三个基团的含氢数目为５∶２∶３。

（３）看峰的形状（包括峰的数目、宽窄情况等），以确定基团和基团之间的相互关系。

这一步较复杂，需应用ｎ＋１律、二级分裂和耦合常数等知识。

（４）如遇到二级分裂，解析时显然要比一级分析时困难得多，好在人们已经根据不同的二级分裂，将它们分成不同的自旋系统进行了相应的计算可供参阅，这里不再详述。

2.影响核磁共振谱的因数（１）旋转边峰为了提高核磁共振信号的分辨能力，样品管需要吹风推动它旋转，使样品所受到的磁场趋于均匀化。

但由于样品管旋转，核磁共振图谱上的主峰两旁便会对称地出现新峰，这就是旋转边峰。

旋转边峰离主峰的距离等于样品管的旋转速度。

旋转边峰不难判断，只要改变样品管的转速，观察其离主峰的距离是否相应改变。

如果距离随样品管转速增大而变大，便可断定是旋转边峰。

（２）13C同位素边峰若样品中同时含有13C和1H者可以发生耦合。

在图谱放大或者在非重氢溶剂的溶剂峰中可以观察到由于这种耦合产生的13C边峰。

它在共振图谱上出现的形式和旋转边峰类似，也是左右对称地出现在主峰两旁，但两者很易识别，因为同位素边峰不会因样品管转速的改变而改变其离开主峰的距离。

（３）杂质峰和溶剂峰在核磁共振图谱中，因样品含有杂质，经常可观察到杂质峰。

溶剂峰可包括结晶溶剂、样品中部分残留的合成或提取时所用的溶剂以及做核磁共振实验时所用溶剂的溶剂峰。

这两种附加峰都应根据具体情况作具体分析，然后判别之。

（４）活泼氢的影响在含氢化合物中，—ＯＨ基团中的氢是常见的一种活泼氢。

它的化学位移由于温度、浓度、氢键等因数的影响变化范围较大，从而会改变核磁共振图谱的形状。

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Hb OCOCH3 H1
Ha
Hb H1 OCOCH3
or
CH3COO H2
A
3J=A+BcosΦ+Ccos2Φ
3J HH
B
H C
Φ
H
0°
90
180°
Φ
A：H1和H2与Ha（Hb）构成的两面角相同，则3J1a(b)与3J2a(b)相同
B：H1和H2与Ha（Hb）构成的两面角不同，则3J1a(b)与3J2a(b)不同
CH3 H2 C O 1 2 CH CH3 H2 C O 3 H3 C
在前手性化合物当中如：
两个乙基是化学
等价的，而2与3两个亚甲基中CH2的两个氢是不等价的，由此化学位移不同，两个氢同碳偶合,又受邻位CH3的偶
合若无谱线重叠，此CH2可以观察到十六条谱线。
请看下面的谱图：
用NOESY方法对异构体的鉴别
J(1-2)=2-3
2 3 1
J(1-2)=7-10 J(1-3)=0-3
5 4
S ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ N
J(4-5)=3-4 J(2-5)=1-2 J(2-4)=0
2 3
S 5 4
J(2-3)=4.7-5.5 J(3-4)=3.3-4.1 J(2-4)=1.0-1.5 J(2-5)=2.8-3.5 J(4-5)=4-6 J(2-5)=1-2 J(2-4)=0-1 J(4-6)=?
•
在有机合成反应中会经常出现异构体 ,在异构体构型的鉴别中，NOE是一种非常有效的手段。NOE谱对有机化合物结构、构型、构象的鉴定能够提供重要信息. NOE谱可以采用一维方式或二维方式 ,我们通常都采用二维谱图的方式，因为二维谱方便快捷，可观察的信息全。 • NOE主要用来确定两种质子在分子立体空间结构中是否距离相近。要求两种质子的空间距离小于5A. 从以上可以看出 NOE和空间因素很有关系,和相隔的化学键数无关，所以在分析 NOE谱图时候,一定要能画出结构的立体构型以便解析。下面是用NOE方法来鉴别异构体的简单例子。
结构类型
4 5 6 N 3 2
Jab数值(Hz) 结构类型 Jab数值(Hz)
J(2-3)=5-6 J(3-4)=7-9 J(2-4)=1-2 J(3-5)=1-2
2 3 O 5 4
J(2-3)=1.7-2.0 J(3-4)=3.1-3.8 J(2-4)=0.4-1.0 J(2-5)=1-2
1 2
N N
在核磁管里加入1-2滴重水即可将活泼氢交换掉
HDO
活泼氢
CH3(CH2)15CH2CH2SH
氟对氢的偶合
氟对氢的偶合在核磁中是经常碰见的，并且利用此规律可以解决和验证很多芳香环上取代基的取代位置问题。参考下面的列表和谱图:
1H和19F的耦合常数
6-10
衍生物
4-8 0-3
J邻2.5
关于手性化合物和前手性化合物中CH2上两个氢的化学位移
B 0.5－4.0
ArOH; ArSH; ArNH2
RSO3H; RCOOH; RCOH(醛氢） RCONH2; ArCONH2; RCONHR`;ArCONHAr; ArCONHR RNH2.HCl
(R是脂肪链基团)
3-6 (CDCl3); 5-11(DMSO)
10-14 (DMSO); 7-10 (CDCl3) 8-10 (峰型尖锐) 5-8 (并且两个氢会分开) 7-13 9-12
2 3
H N 5 4
J(2-3)=2-3 J(3-4)=3-4 J(2-4)=1-2 J(2-5)=1.5-2.5
4 5 6 N N 2
如何计算耦合常数
如何利用耦合常数来区分异构体
Ha CH3COO H2 Hb OCOCH3 H1
Ha Hb H1 OCOCH3
or
CH3COO H2
A
B
Ha CH3COO H2
OH
b c
Cl
a
OH Cl
a` c` b`
1H-1H
NOESY
• 解析：两个通过氢谱难以辨别此化合物是哪个
OH
c 结构，但用过NOESY可以看到叔丁基只和a一个氢 b
a
有NOE相关信号，所以可以确定结构为
OH Cl
Cl
如果结构是
c` b`
a`
那么叔丁基应该与a`,b`两
个氢有NOE相关信号。
NOESY
3 3
0.986 0.978
2
1.011
2
3.5 3.0 2.5 2.0
1.007
4.025 4.015 4.008 4.000 3.992 3.984 3.975 3.967 3.876 3.859 3.855 3.850 3.843 3.839 3.823 3.796 3.790 3.779 3.768 3.762 3.758 3.742 3.669 3.661 3.640 3.632 3.502 3.486 3.473 3.458
核磁共振(NMR)谱图解析
常用的核磁共振（NMR）实验
1H 13C 13C－DEPT135o
( CH CH3 , CH2 ) 13C－DEPT90o ( CH ) 1H －1H COSY (化学键上相邻氢原子的识别) 1H －1H TOCSY (结构片断的识别) 1H －1H NOESY (空间上相近的氢原子的识别) 1H － 13C (HSQC, HMQC) (碳氢一键相关） 1H － 13C HMBC (碳氢远程相关——碳氢原子二、三键偶合）
1.188
2.373
4
2.944
5
4
1.000
下面是四氢糖醇的结构图,可以看出手性碳对2,3,4,5位氢的空间上的影响.
1.5 ppm
1.955 1.941 1.936 1.922 1.918 1.910 1.907 1.904 1.899 1.895 1.884 1.867 1.853 1.848 1.664 1.658 1.650 1.645 1.638 1.632 1.628 1.619 1.610 1.602 1.589
重水交换
重水交换是在核磁管里加入1-2滴重水,摇匀,再做谱图会发现活泼氢消失.
1) ROH; RNH2; R2NH; ArOH; ArSH; ArNH2; RSO3H; RCOOH; RNH2.HCl的活泼氢是比较容易交换; 2) RCOH; RCONH2; ArCONH2; RCONHR`; ArCONHAr; ArCONHR的活泼氢有时比较难交换,特别是醛氢,这时候在加完重水后可以用电吹风加热一下,稍等片刻再进行检测.. 会发现活泼氢明显减少或消失.但谱图会发现水峰信号增强. 在CDCl3中此时HDO峰会在4.8 ppm的位置. 下图是两个例子
与某碳原子相连的四个基团不等同时，该碳原子则是手性碳原子，若有一对相同基团时，该碳原子则是前手性碳原子。与手性碳上相连的碳上的两个氢或者相隔2键或3键等以上碳上的两个氢都是不等价的，且两个氢的偶合常数在8－15Hz 范围（同碳耦合），有的甚至更高。
3 O 1 2 OH
4 5
1
4.0
0.986
活泼氢
与O、S、N相连的氢是活泼氢. 切记想看活泼氢
一定选择氘代氯仿或DMSO做溶剂. 在DMSO中活泼
氢的出峰位置要比CDCl3中偏低场些.活泼氢由于受氢键、浓度、温度等因素的影响，化学位移值会在一个范围内变化.有时分子内氢键的作用会使峰型变得尖锐. 后面附注一些常见活泼氢的核磁谱图。
A ROH; RNH2; R2NH
1H
氢谱是最常见的谱图。
核磁共振氢谱能提供重要的结构信息：
化学位移耦合常数及峰的裂分情况峰面积——峰面积与氢的数目成正比，所以能定量的反应氢核的信息
化学位移
•
H H
O H R
7.28 ppm 1.8 ppm
H2C CH2 5.28 ppm
H
2.7~3.4 ppm;
2.1~3.3 ppm
芳环与芳杂环的化学位移偶合常数(J)
通过羰基对苯环的拉电子作用可以区分1， 1`和2，2`的化学位移；但通过3位置氢与1， 1`氢有noe，而与2，2`氢没有noe，通过这一点也可以区分1，1`
1
H3C HC H3C
2
和2，2`的化学位移
O C CH2CH2 O C OH
3
H2C
1`
2`

解析核磁共振谱图

13C核磁共振波谱及谱图解析示例

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