影响化学位移的因素(精选)
仪器分析-影响化学位移的因素-2
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主讲教师:胡高飞 7.4 影响化学位移的因素(2)三、氢键对δ的影响Hydrogen Bonding Deshields Protons分子形成氢键后,氢核周围的电子云密度降低,产生去屏蔽效应,化学位移移向低场, δ增大。
分子内氢键:O O O HC H 3•在水杨酸甲酯中,由于强的分子内氢键作用,NMR 吸收信号中 O-H 约为 14 ppm ,处于非常低场。
•注意形成了一个新的六元环分子间氢键:化学位移取决于形成了多少氢键 醇的化学位移可以在0.5 ppm (自由OH )至约5.0ppm (形成大量氢键)间变化氢键拉长了O-H 化学键并 降低了质子周围的价电子密度 - 去屏蔽效应导致NMR 谱中化学位移移向低场OH R O R H HO R(a)10kg/L ,(b) 5kg/L ,(c) 0.5kg/L ,乙醇溶剂CCl4,T =40℃OCO R H H C O O R •羧酸具有强的氢键 – 形成了二聚体 •对于羧酸 O-H 吸收在NMR 谱中化学位移位于10 ~ 12 ppm ,一般处于最低场四、H核交换对δ的影响化合物的质子分为可交换氢和不可交换氢与 N、O、S等原子连接的氢称为可交换氢,又称活泼氢与C、Si、P等原子连接的氢称为不可交换氢CH3COOH a+H b OH b CH3COOH b+H a OH bδ观察=N aδa+N bδbN-摩尔分数δa、δb-分别为H a与H b纯品的化学位移值四、H核交换对δ的影响活泼氢:R-OH δ=0.5-5.5Ar-OH δ=4.0-7.7RCOOH δ=10.0-13.0R-NH2δ=5.0-8.0Ar-NH2δ=3.5-6.0R-CO-NH2δ=5.0-8.5R-SH δ=1.0-2.0Ar-SH δ=2.8-3.6五、溶剂对δ的影响采用不同的溶剂,化学位移也会发生变化,强极性溶剂的作用更加明显。
溶质与溶剂间相互作用(如形成氢键)。
影响化学位移的因素
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X的电负性 4.0 3.5 3.0
2.8 2.5 2.1 1.8
2、共轭效应 CH3 O
CH3 O
δ-
δδ-
CH3
O
δ 6.84 ppm
δ 7.18 ppm δ 6.90 ppm
δ 7.27ppm
NO2
NO2 δ+ δ+
δ+
NO2 δ 8.21ppm
δ 7.45ppm δ 7.66ppm
4.74
5、溶剂效应
O C
..
N
CH3β
H
CH3α
O C
H
N+ CH3 β CH3α
O C
H
+ CH3β N
CH3 α
从(a)到(d)苯逐渐加入DMF的氯仿溶液中
6、交换反应 (1)、位置交换
同类分子间的交换: R1OHa + R2OHb = R1OHb + R2OHa
溶质与溶剂之间的质子交换: ROHa + HOHb = ROHb + HOHa
1.1~1.2
RNH2,R2NH
0.4~ 3.5
ArNH2,Ar2NH
2.9~4.8
RCONH2,ArCONH2 5~ 6.5
RCONHR,ArCONHR 6~8.2
RCONHAr
7.8 ~9.4
ArCONHAr
7.8 ~9.4
H H
C=C
OCOCH3 H
H
H
C=C
H H
4.31
7.18
5.25
6.38
H C=C COOCH3
H
H
5.82
6.20
3、化学键的各向异性 A、三键的各向异性效应
核磁H谱化学位移
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在有机化合物中,氢核受核外电子的屏蔽作用, 使其共振频率发生变化,即引起共振吸收峰的 位移,这种现象称为化学位移。(不同的氢核, 所处的化学环境不同,化学位移的值也不相 同。)
2、化学位移的表示方法
如定义中所提到的,不同的氢核,所处的化学环境 不同,出峰位置也不同,其峰的位置不便精确测定,
故在试验中采用某一标准物质作为基准,以基准物
如图,苯上的六个π电子产生较强的感应磁场,H位于 去屏蔽区,处于低场。 化学位移为6.8-8.
3、影响化学位移的因素
3.4、氢键的影响
键合在杂原子(N、O等)上的 质子易形成氢键。氢键质子相 比于没有形成氢键的质子有较 小的屏蔽效应,共振吸收峰出 现在低场。
3.5、温度的影响 温度:大多数信号的共振位置受温度影响很小,但-OH、-NH和-SH在升高温度时形 成氢键的程度降低,化学位移移向高场。 3.6、溶剂效应 溶剂效应:溶剂的磁各向异性和溶质与溶剂之间形成氢键将对溶质中不同位置的 氢核的化学位移产生影响。
3.3、磁各向异性 屏蔽区:感应磁场与区域。
如图,双键的H处于去屏蔽区,故其处于低场。 化学位移为4.5-5.1
3、影响化学位移的因素
3.3、磁各向异性
如图,三键是直线构型,H所处感应磁场方向与外磁场 方向相反,处于屏蔽区,故其处于高场。 化学位移为2-3.
核磁共振与化学位移
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与质子相连元素的电负性 越强,吸电子作用越强,价 电子偏离质子,屏蔽作用减 弱,信号峰在低场出现。
-CH3 , =1.6~2.0,高场;
-CH2I, =3.0 ~ 3.5,
-O-H,
-C-H,
大
小
低场
高场
13:53:50
电负性对化学位移的影响
3.5
3.0
O CH3 N CH3
O CH3 N CH3
C C CH3 O C CH3
CH3
H=3.2~4.0ppm H=2.2~3.2ppm H=1.8ppm H=2.1ppm H=2~3ppm
13:53:50
各类有机化合物的化学位移 ②烯烃
端烯质子:H=4.8~5.0ppm 内烯质子:H=5.1~5.7ppm 与烯基,芳基共轭:H=4~7ppm
③芳香烃
芳烃质子:H=6.5~8.0ppm 供电子基团取代-OR,-NR2 时:H=6.5~7.0ppm 吸电子基团取代-COCH3,-CN,-NO2 时:H=7.2~8.0ppm
13:53:50
各类有机化合物的化学位移
-COOH:H=10~13ppm
-OH: (醇)H=1.0~0ppm (酚)H=4~12ppm
13:53:50
影响化学位移的因素4
苯环上的6个电子产生较 强的诱导磁场,质子位于其磁 力线上,与外磁场方向一致, 去屏蔽。
13:53:50
2.氢键效应
形成氢键后1H核屏蔽作用减少,氢键属于去屏蔽效应。
H
H3CH2C O H O CH2CH3 5.72ppm CCl4 3.7ppm
OH OH
H OO
~0.9 H3C C
15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 化学位移 δ(ppm)
核磁共振碳谱和氢谱中 化学位移产生的原因
![核磁共振碳谱和氢谱中 化学位移产生的原因](https://img.taocdn.com/s3/m/de293e690166f5335a8102d276a20029bc646369.png)
核磁共振(NMR)技术是一种应用广泛的谱学技术,常用于分析有机物和生物分子的结构和性质。
在核磁共振谱中,化学位移是一个重要的参数,它与化合物中原子核周围的电子环境有关。
化学位移在碳谱和氢谱中都是十分常见的,在本文中,我们将探讨化学位移在核磁共振碳谱和氢谱中产生的原因。
1. 基本概念在核磁共振谱中,化学位移是指核磁共振信号的频率与参考物质(通常是三氯化甲烷或二甲基硅烷)信号频率之差。
化学位移通常用ppm (parts per million)表示,它是一个相对值,可以用来比较不同化合物中原子核的化学环境差异。
2. 碳谱中化学位移的影响因素碳谱中的化学位移受到多种因素的影响,其中主要包括化学环境、电子效应和磁场效应。
- 化学环境:不同化学环境下的碳原子核受到不同的化学位移影响。
芳香环上的碳原子与脂肪链上的碳原子所受的化学环境不同,因此它们的化学位移也会有所差异。
- 电子效应:分子中的电子密度分布会影响到周围原子核的化学位移。
含有电子丰富基团的碳原子通常会表现出较低的化学位移,而含有电子贫瘠基团的碳原子则会表现出较高的化学位移。
- 磁场效应:外加磁场对原子核周围的电子运动轨迹会产生影响,从而影响原子核的化学位移。
这种效应在核磁共振谱分析中是不可忽视的。
3. 氢谱中化学位移的影响因素类似于碳谱,氢谱中的化学位移也受到化学环境、电子效应和磁场效应的影响。
- 化学环境:不同化学环境下的氢原子核受到不同的化学位移影响。
α-位置上的氢原子与β-位置上的氢原子所受的化学环境不同,因此它们的化学位移也会有所差异。
- 电子效应:分子中的电子密度分布会影响到周围原子核的化学位移。
对甲苯中的甲基氢和对位氢受到的电子效应不同,因此它们的化学位移也会有所差异。
- 磁场效应:外加磁场对原子核周围的电子运动轨迹会产生影响,从而影响原子核的化学位移。
这种效应在氢谱分析中同样需要考虑。
4. 结语化学位移在核磁共振碳谱和氢谱中的产生是一个复杂而又精密的过程,受到多种因素的影响。
nmr 化学位移
![nmr 化学位移](https://img.taocdn.com/s3/m/b8b4ac7ebf1e650e52ea551810a6f524ccbfcba4.png)
nmr 化学位移NMR化学位移NMR(核磁共振)是一种重要的分析技术,可以用于研究物质的结构和性质。
在NMR实验中,化学位移是一个重要的参数,它可以提供关于分子中原子的环境信息。
本文将介绍NMR化学位移的概念、影响因素以及在化学研究中的应用。
化学位移是指在NMR谱图中峰的位置相对于参考化合物(通常为四氢呋喃或甲基硫醇)的偏移情况。
化学位移的单位是ppm(化学位移单位),ppm是指相对于参考化合物的百万分之一。
化学位移可以通过下式计算得到:化学位移 = (峰位置 - 参考化合物位置)/ 参考化合物位置× 10^6化学位移的数值大小与原子周围的电子环境有关。
当原子周围的电子环境发生改变时,其化学位移也会发生变化。
具体来说,电子密度的增加或减少、化学键的极性、邻近的基团等因素都会影响化学位移的数值。
电子密度的增加或减少会导致化学位移的变化。
当电子密度增加时,由于原子核周围的电子云的屏蔽效应增强,化学位移会向高场(低ppm值)方向移动。
相反,当电子密度减少时,化学位移会向低场(高ppm值)方向移动。
化学键的极性也会影响化学位移。
极性键中的原子通常会显示较高的化学位移,因为它们周围的电子云分布不均匀。
而非极性键中的原子通常会显示较低的化学位移,因为它们周围的电子云分布均匀。
邻近的基团也会对化学位移产生影响。
当分子中存在邻近的电子吸引基团时,化学位移会向高场(低ppm值)方向移动。
相反,当分子中存在邻近的电子推斥基团时,化学位移会向低场(高ppm值)方向移动。
NMR化学位移在化学研究中具有广泛的应用。
首先,它可以用于确定化合物的结构。
每个原子的化学位移是唯一的,因此可以通过与已知化合物的化学位移进行比较来推断未知化合物的结构。
NMR化学位移可以用于研究分子中的化学键。
不同化学键的化学位移差异可以提供有关键的类型和键强度的信息。
这对于研究催化剂、聚合物以及其他化学反应中的中间体非常重要。
NMR化学位移还可以用于研究溶液中分子的相互作用。
影响化学位移的因素
![影响化学位移的因素](https://img.taocdn.com/s3/m/a1763d943086bceb19e8b8f67c1cfad6195fe9a7.png)
影响化学位移的因素
1.温度:温度是一个重要的因素,它影响了反应速率和化学位移。
温
度的升高可以增加反应速率,并促使化学位移发生。
2.压力:压力也可以影响化学反应的速率和化学位移。
增加压力可以
促使反应向高位移的方向进行,而减少压力则使反应朝低位移的方向进行。
3.浓度:反应物的浓度可能会影响反应速率和化学位移。
增加反应物
的浓度可以加快反应速率,并可能导致更高的化学位移。
4.催化剂:催化剂是一种可以增加反应速率而不参与反应的物质。
催
化剂可以通过改变反应的路径或减少反应物之间的能量差异来影响化学位移。
5.光照:光照可以引起许多化学反应,并且可以改变化学位移。
一些
反应在光照下会更快或更慢发生,并且可能会导致不同的化学位移。
6.物理性质:物理性质,例如溶剂的性质、溶液的颜色、密度等的改变,可以影响化学反应和化学位移。
7.原子结构:原子结构可以通过原子间的连接和键长来确定反应的进
行和化学位移的方向。
8.核外电子:化学位移可以受到核外电子的影响。
核外电子的数量和
运动方式可能会改变反应速率和化学位移。
此外,还有其他一些因素可以影响化学位移,例如反应物的尺寸、表
面积、电场和磁场等。
化学位移是一个复杂的过程,需要综合考虑多种因
素来理解。
无论哪个因素,都可以对化学位移产生重要的影响,并决定反
应的进行和观察到的化学变化。
氢谱中影响化学位移的因素
![氢谱中影响化学位移的因素](https://img.taocdn.com/s3/m/20f33492581b6bd97f19eab0.png)
氢谱中影响化学位移的因素1. 取代基电负性越强,δ越移向低场表3-5 与CH3连接基团(X)的电负性对其质子化学位移的影响化合物CH3X CH3F CH3OH CH3Cl CH3Br CH3I CH4(CH3)4Si 元素X F O Cl Br I H SiX的电负性 4.0 3.5 3.1 2.8 2.5 2.1 1.8化学位移δ 4.26 3.40 3.05 2.68 2.16 0.23 0τ 5.74 6.60 6.95 7.32 7.84 9.77 10图3-18 取代基电负性对质子化学位移的影响表3-6 取代效应CHCl3CH2Cl2CH3Cl -CH2Br -CH2-CH2Br -CH2-CH2CH2Br δ7.27 5.30 3.05 3.30 1.69 1.25τ 2.73 4.70 6.95 6.70 8.31 8.75多取代效应强于单取代取代效应随着键距的延长而急剧降低去屏蔽效应(deshield)2. 相连碳原子的sp杂化轨道的s成分越多,δ越移向低场“sp3”质子0-2δ321C CCCH C CHCH C CHHHHH0 δ12脂肪族o o o张力环>>>“sp 2”质子 4.5-7δ“sp ”质子 2-3δ3. 酸性质子 10-12δR C OO HRC OO H作用和O 电负性拉电子效应的双重影响氢键的影响和可交换质子 能够形成氢键的质子(-OH ,-NH2)化学位移可变表3-7 可变化学位移的质子Acids RCOOH 10.5-12.0δ Phenols ArOH 4.0-7.0 Alcohols ROH 0.5-5.0 Amines RNH 2 0.5-5.0 Amides RCONH 2 5.0-8.0 EnolsCH=CH-OH≥15形成氢键的数目越多,质子的去屏蔽效应越强 氢键数目通常是浓度和温度的函数R OOHO R O H δδδ游离羟基(稀溶液)0.5-1.0δ 形成氢键(浓溶液)4-5δ可交换质子(活泼氢)H H R O H a+R'O H b R O H b+R'O H aR O +R O H+H SOLVSOLVR O +SOLV SOLVR O+3. 共轭效应sp 2-1s C-H 键,C 原子具有更多的s 特征,s 轨道的吸电子能力大于p 轨道C H 4.03C H H OCH 33.886.27C C HHC HO CH 35.90OH H6.73C HO H7.81p-π共轭,邻位H 的电子密度增加(正屏蔽),δ值减少π-π共轭,邻位H 的电子密度减少(去屏蔽),δ值增加CH 2H 2CH 2C H 2C H 2CH 2CCH 2CH 2CH 2H 2C2.631.551.080.700.515. 相邻基团电偶极矩和范德华力的影响 当分子内有强极性基团时,它在分子内产生电场,影响分子内其余部分的电子云密度,从而影响其它核的屏蔽常数。
影响化学位移的因素
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1. 某核和n个磁等价的核耦合时,可产生n+1条谱线, 若它再与另一组m个磁等价核耦合,则谱线的数目 是(n+1)(m+1)条。
2. 谱线裂分的间距即是它们的耦合常数J 。
3. 一级类型的多重峰通过其中点作对称分布,中心 位置即为化学位移值。
4. 多重峰的相对强度为二项展开式(a+b)n的系数, n为等价核的个数。即可由下表表示:
(耦合常数5J), 它们是磁不等价的。
可修改
13
HA及HA 化学等价且磁等价, 因它们对HB都是间位耦合, 其耦合常数4J相同
可修改
14
4.3.4 一级裂分
化学位移以频率(Hz)为单位 /J>6 弱耦合 一级类型谱 /J<6 强耦合 高级类型谱
可修改
15
对于自旋量子数I=1/2的一级类型的耦合 可以归纳以下几条规则:
可修改
9
4.3.3 化学等价与磁等价
1. 化学等价
化学等价又称为化学位移等价。若分子中两个 相同原子(或基团)处于相同的化学环境时, 则称它们是化学等价的
一般说来,若两个相同基团可通过二次旋转轴互换, 则它们无论在何种溶剂中均是化学等价的。若两个 相同基团是通过对称面互换的。则它们在非手性溶 剂中是化学等价的,而在手性溶剂中则不是化学等 价的。若不能通过以上两种对称操作互换的两相同 基团,一般都不是化学等价的。
19
9、 人的价值,在招收诱惑的一瞬间被决定 。21.4.14 21.4.14W ednesd ay, April 14,2021 10、低头要有勇气,抬头要有低气。1 9:50:3519:50:3519:504 /14/202 1 7:50:35 PM 11、人总是珍惜为得到。21.4.1419:50:3519:50A pr-2114-Apr-21 12、人乱于心,不宽余请。19:50:3519: 50:3519:50We dnesda y, April 14, 2021 13、生气是拿别人做错的事来惩罚自 己。21.4.1421.4.1 419:50: 3519:50:35April 14,2021 14、抱最大的希望,作最大的努力。2 021年4 月14日 星期三 下午7时 50分35秒19:50:3521.4.14 15、一个人炫耀什么,说明他内心缺 少什么 。。202 1年4月 下午7 时50分21 .4.1419: 50April 14, 2021 16、业余生活要有意义,不要越轨。2 021年4 月14日 星期三7 时50分 35秒19:50:351 4 April 2021 17、一个人即使已登上顶峰,也仍要 自强不 息。下 午7时50分35秒 下午7时 50分19:50:352 1.4.14
影响化学位移的因素
![影响化学位移的因素](https://img.taocdn.com/s3/m/462a3360561252d380eb6ecb.png)
1.化学位移:吸收峰所在的相对不同位置.在照射频率确定时,都是H 核,所以吸收峰的位置应该是相同的,而实际不是这样.(1).化学位移的由来——屏蔽效应化学位移是由核外电子的屏蔽效应引起的。
υμβυ0H IhE h =∆=H 核在分子中是被价电子所包围的。
因此,在外加磁场的同时,还有核外电子绕核旋转产生感应磁场H ’。
如果感应磁场与外加磁场方向相反,则H 核的实际感受到的磁场强度为:)1('H 0000σσ-=-=-=H H H H H 实式中:σ为屏蔽常数核外电子对H 核产生的这种作用,称为屏蔽效应(如果产生磁场与外加磁场同向,称之为去屏蔽效应)。
显然,核外电子云密度越大,屏蔽效应越强,要发生共振吸收就势必增加外加磁场强度,共振信号将移向高场区;,共振信号将移向低场区。
H0低场高场屏蔽效应,共振信号移向高场屏蔽效应,共振信号移向低场去(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,根据其它吸收峰与零点的相对距离来确定它们的化学位移值。
6010⨯-=νννTMS 试样化学位移试样的共振频率标准物质TMS 的共振频率感生磁场H'非常小,只有外加磁场的百万分之几,为方便起见,故×106仪器频率为什么选用TMS (四甲基硅烷)作为标准物质?(1)屏蔽效应强,共振信号在高场区(δ值规定为0),绝大多数吸收峰均出现在它的左边。
(2)结构对称,是一个单峰。
(3)容易回收(b.p 低),与样品不反应、不缔合。
SiCH 3CH 3H 3C CH 3分子结构因素(质子的化学环境)外部因素(测试条件)影响化学位移的因素诱导效应共轭效应化学键各向异性效应范德华效应分子内氢键效应溶剂效应分子间氢键效应影响化学位移的因素:(3).影响化学位移(电子云密度)的因素:1.取代基电负性:元素的电负性↑,通过诱导效应,使H核的核外电子云密度↓,屏蔽效应↓,共振信号→低场。
影响13C化学位移因素
![影响13C化学位移因素](https://img.taocdn.com/s3/m/9e388bfc0975f46527d3e1bb.png)
在早期的碳谱研究中,化学位移的表示方法各不相同。
有的用二硫化碳,也有的用苯作参比。
现在与。
H-NMR谱相同,均以TMS为标准。
13C-NMR的常规谱大都是质子噪声去偶(或宽带去偶),特征是所得各种核的共振峰表现为单峰,它们的位置取决于化学位移,所以化学位移δc是13C-NMR 最重要的参数。
δC有一点和δH不同,即δC受分子间影响较小,因为H一般处在分子的边缘,邻近分子对它的影响较大,如H键、缔合等,而碳处在分子的骨架上,所以分子间效应对C影响较小,但分子内部的相互作用就显得很重要。
(1)碳原子的杂化类型δC受杂化影响很大,而次序基本与δH平行,一般情况是:CH3-CH3 δC 5.7 sp3δC<50ppmCH~CH δC 71.9 sp δC=70~l00ppmCH2-CH2 δC 123.3 sp2δC=70~100ppmCH2-O δC 123.3 sp2δC=70~100ppm(2)诱导效应电负性取代基使相邻碳化学位移δ增加,增加的大小随相隔键数的增多而减弱。
这是由于电负性基团的诱导效应,使碳原子2p轨道电子云密度减小所致。
诱导效应对直接相连碳的影响最大,即α效应。
由于碳原子的电负性比氢原子的大,所以,尽管烷基为给电子基团,但是,在烷烃化合物中,烷基取代越多的碳原子,其δC反而越向低场位移。
根据这一规律,可以有助于推断碳的种类,即:δ(伯碳)<δ(仲碳)<δ(叔碳)<δ(季碳) 不同取代基对β碳的影响差别不大,对1碳的影响都使其向高场位移。
这表明,除了取代基的诱导效应外,还有其它因素影响碳核的化学位移。
电负性取代基越多,化学位移越大。
(3)共轭效应共轭效应对对π体系中电子云分布有很大影响,从而影响碳的化学位移。
取代苯环中,供电子基团取代能使其邻、对位碳的电子云密度增加,对应碳的化学位移δ值减小,而吸电子基团取代则使其邻、对位碳的电子云密度减小,对应碳的化学位移δ值增加。
第三章:1H-NMR-2
![第三章:1H-NMR-2](https://img.taocdn.com/s3/m/1342ba7ba417866fb84a8e7b.png)
核相连的原子或基团的电负性大小将影响其电子云密度。
HN=H0(1-σ)
3 影响化学位移的因素
由于诱导效应,取代基电负性越强,与取代基连接在同一碳原子上氢 核外围电子云密度越低,共振峰移向低场,化学位移增大;
X X的电负性 F 4.0 OCH3 3.5 Cl 3.1 Br 2.8 NH2 3.0 CH3 2.5 H 2.1 SiMe3 1.9 Li 0.98
RCOOHa HOHb
RCOOHb HOHa
obs na a nbb
δ obs: 观察到的化学位移;na和nb为Ha和Hb的摩尔数
3. 影响化学位移的因素
11.6 5.2
δ obs = nδ a a + nδ b b
增加温度或有酸碱存在,均可加快交换反应速度。 一般说来,交换速率-OH>-NH>-SH。- SH通常能 保持自己的化学环境,具有独立的共振信号。
3. 影响化学位移的因素
β α 0.55 -0.77
3. 影响化学位移的因素
b. 芳环的磁各向异性
+
+
苯环上的6个电子产生较强的诱导磁场,质子位 于其磁力线上,与外磁场方向一致,去屏蔽。
δ : (6.0~9.0)
3. 影响化学位移的因素
9.28 H H H H H H
H H
H H-2.9 H H H H H H
1.80
H C C H
1.73-1.88
H C C R
2.71-3.37
H C C Ar
2.23
H C C CO2H
环丙烷<CH3 <CH2 <CH。
• 但当与氢相连的碳上同时连有强吸电子原子,如氧、 氯、氮等,或者邻位有各向异性基团,如双键、羰 基、苯基等时,它们的化学位移值会大幅度增加, 往往超出此范围。
什么是化学位移影响因素有哪些
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什么是化学位移影响因素有哪些化学位移是指在化学反应中,化学物质原子或原子团的位置发生改变的过程。
具体来说,化学位移可以是原子团的重排、添加或移除,也可以是原子之间的键的断裂和形成。
化学位移是化学反应中物质的基本变化方式,对于了解和探索化学反应的本质至关重要。
影响化学位移的因素很多,下面将介绍几个主要的因素:1.反应物属性:反应物的性质和结构对于化学位移有重要影响。
不同的官能团具有不同的反应性,因此在反应中它们可能会发生不同的化学位移。
此外,反应物的电荷分布、键的强度和类型、空间构型等因素也会对化学位移产生影响。
2.电子密度:电子密度是决定化学位移的一个重要因素。
较高的电子密度通常会导致较大的化学位移,因为高电子密度使得反应物原子更容易被引入反应中心。
也就是说,化学位移的方向通常是由高电子密度流向低电子密度。
3.酸碱性:酸碱性是化学位移的一个重要因素。
酸性条件下,质子可以从酸中转移到碱中,导致化学位移的发生。
碱性条件下,质子可以从碱中转移到酸中。
这种酸碱性的转移通常伴随着化学位移。
4.温度和压力:温度和压力对化学位移有重要影响。
高温通常会加快化学反应速率,提供更多的能量来克服化学位移的能垒。
压力则可以调节物质的密度和分子之间的距离,从而影响化学位移的发生。
5.催化剂:催化剂是化学反应中的一种物质,可以加速反应速率并改变反应路径。
催化剂通过提供活化能、改变反应物的亲核性或电子密度等方式影响化学位移的发生。
6.溶剂:溶剂对于化学位移的发生也起着重要的影响。
溶剂可以参与到反应中,与反应物形成溶质,然后参与到其他化学位移过程中。
此外,溶剂的极性、酸碱性等性质也会对化学位移产生影响。
总之,化学位移是化学反应中发生的物质变化过程,受到多个因素的影响。
理解这些因素对于预测和控制化学反应的结果具有重要意义,也为合成新的化学物质提供了理论和实验依据。
化学位移的起因和规律
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化学位移的起因和规律
化学位移是由于电子的屏蔽作用而引起的核磁共振吸收位置的移动。
产生原因是核周围电子产生的感应磁场对外加磁场的抵消作用称为屏蔽效应。
通常氢核周围的电子云密度越大,屏蔽效应也越大,从而需要在更高的磁场强度中才能发生核磁共振和出现吸收峰。
化学位移绝对值的差别很小,要精确测量难度很大,所以需要选定一个标准物质,将其核磁共振吸收峰的位置定为零,采用相对数值表示法来表示化合物吸收峰的位置。
常用的标准物质为四甲基硅烷(TMS),化学位移=0。
这是因为TMS为对称分子,四个甲基上所连H化学环境相同,属于化学等价质子,其吸收峰只有一个。
影响化学位移的因素有电负性和氧化态,电负性越大、氧化态越高,造成的化学位移就越大。
第四章3NMR与化学位移
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为标准。规定其 TMS=0.00
CH3 CH3- Si- CH3
CH3
四甲基硅烷作为标准物的优点: (1)12个氢处于完全相同的化学环境,只产生一个尖峰; (2)屏蔽强烈,化学位移最大。与有机化合物中的质子峰 不重迭; (3)化学惰性,与样品之间不会发生反应和分子间缔合; (4)易溶于有机溶剂,沸点低(27℃),样品易回收;
(1)双键的各向异性
价电子产生诱导磁场, 质子位于其磁力线上, 与外磁场方向一致,受 去屏蔽效应。
H 移向低场。
(2)叁键的各向异性
炔键π 电 子云绕C-C 轴对称分布 呈筒形,当 分子与外磁 场平行时圆 筒轴线上的 炔氢位于屏 蔽区,受到 屏蔽效应。
H值移向高场。
但比
(3)苯环的各向异性
苯环上的6个电子产生较强的 诱导磁场。环上下为屏蔽区,环 平面上为去屏蔽区,苯环上质子 受到强烈的去屏蔽效应。
H值移向更低场。
CH2 CH2 CH2 CH2 H2C
CH2
0.51 0.7
CH2
CH2 1.08
CH2 1.55
CH2 2.63
侧链环上质子的化学位移变化说明苯环上各个方 向的屏蔽效应不同。
chsich常见结构单元化学位移范围常见结构单元化学位移范围常见结构单元化学位移范围101112131415ppm三影响化学位移的因素三影响化学位移的因素三影响化学位移的因素质子相连的碳原子上如果接有电负性强的基团由于吸电子诱导效应使质子周围的电子云密度降低屏蔽作用减弱信号峰在低场出现ohch电负性与化学位移的关系极重要往往是预测化学位移的最重要因素
位移的表示方法
与裸露的氢核相比,TMS 的化学位移最大,但规定