核磁共振谱图解析与结构确定

结构(3)确定过程
化合物 C10H12O2，
=1+10+1/2(-
a.
δ
2.32和δ
12)=5 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 B
第十九章 核磁共振波谱
分析法
nuclear magnetic
resonance spectroscopy;
NMR
第四节
谱图解析与化合物
结构确定
analysis of spectrograph and structure determination
一、谱图中化合物的结 构信息
structure information of compound in spectrograph
精品课件
谱图解析与结构(4)
化合物 C8H8O2，推断其结构
10 9 8 7 6 5 4 3
精品课件
结构(4)确定过程
化合物 C8H8O2，
=1+8+1/2(-8)=5
δ =7-8芳环上氢，四个峰对位取代
•δ δ= 9.87—醛基上O氢， •低δ= 3.87 CH3上氢，C 低H场移动，与电负性强的元 素相连： —O—CH3
结构中有三个氧原子，可能具有(—O—CH2 —)3
c. δ 5.3CH上氢吸收峰，低场与电负性基团相连
O CH2CH3
正确结构： HC O CH2CH3
O CH2CH3
精品课件
谱图解析与结构(3)
化合物 C10H12O2，推断结构
δ7. 3
δ 5H 5.21
2H
δ2. δ1.
3
2
2H 3H
精品课件
正确结构： H3CO
精品课件
O CH
四、联合谱图解析
两种质子 1：3或3：9 -CH3 ：-C(CH3)9 无裂分，无相邻质子
（1）C6H12O
1700cm-1, C=0,
醛,酮 <3000 cm-1, -C-H
饱和 烃
精品课件
谱图解析 （2）C8H14O4
1．三种质子 4：4：６ ２．裂分，有相邻质子；
OH
OH
精品课件
三、谱图解析
谱图解析步骤
i. 由分子式求不饱合度
ii. 由积分曲线求1H核的相对数目
iii.解析各基团
O
首 先解析H ：3 C O , H 3 C N ,3 H C A ,3 H C r C ,3 H C C
再解析：
COOCHH, O ( 低场信号 )
最后解析：芳烃质子和其它质子
• 活泼氢D2O交换，解析消失的信号 • 由化学位移，偶合常数和峰数目用一级谱解析
3
2 2
5
8
7
6
5
4
3
精品课件
2
1
0
谱图解析与结构确定步骤
=1+10+1/2(-
δ 3.0和δ12)4.=350三重峰和三重峰
O—CH2CH2—相互偶合峰
δ 2.1单峰三个氢，—CH3峰
O
结构中有氧原子，可能具有C：CH3
δ 7.3芳环上氢，单峰烷基单取代
正确结构：
a b Oc
CH 2CH 2OC CH 3
• 第四节 谱图解析与结构确定
analysis of spectrograph and structure determination
• 第五节 13C核磁共振波谱
shift
13C nuclear magnetic resonance
结束
精品课件
Hb Ha Hc Hb C C C Br
Hb Ha Hc
照射 Ha
照射 Hb
精品课件
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
裂分峰之间的距离（Hz）为偶合常数J 非一级谱（二级谱）
❖一般情况下，谱峰数目超过n+1规律所计算的数目
❖组内各峰之间强度关系复杂
❖一般情况下， 和J不能从谱图中可直接读出
精品课件
常见复杂谱图
X
7.55 8.0 O
3H 7.4
C CH3
2H
7.55 8.0
X
Y
X
8
7
X
精品课件
二、简化谱图的方法
1. 采用高场强仪器 60MHz
δ3 δ
δ2.1
.0 4.30
精品课件
谱图解析与结构(2)确定
C7H16O3，推断其结构
9
δ
5.30 1
δ
δ
6 3.38 1.37
精品课件
结构(2)确定过程
C7H16O3， =1+7+1/2(-16)=0
a. δ3.38和δ 1.37 四重峰和三重峰
—CH2CH3相互偶合峰
b. δ 3.38含有—O—CH2 —结构
二、简化谱图的方法
methods of simpling spectrograph
三、谱图解析
spectrum unscrambling
四、谱图联合解析
deduce the structures from NMR spectrum and IR spectrum
精品课件
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)，多少个； （3）峰的位移( )：每类质子所处的化学环境，化合物中位置； （4）峰的裂分数：相邻碳原子上质子数； （5）偶合常数(J)：确定化合物构型。
不足之处： 仅能确定质子（氢谱）。
精品课件
一级谱的特点
裂分峰数符和n+1规律，相邻的核为磁等价即只有一个偶合常 数J；若相邻n个核n1个核偶合常数为J1， n2个核偶合常数为
J2，n= n1+ n2则裂分峰数为（n1+1)( n2+1)
峰组内各裂分峰强度比(a+1)n的展开系数
从谱图中可直接读出和J，化学位移在裂分峰的对称中心，
３． =1.3(6H) 两个 CH3 裂分
为3,相邻C有2H; CH3-CH2-
4. =2.5(4H) ,单峰,
CO-CH2CH2-CO-
5. =4.1(4H) 低场(吸电子),
两个 -O-CH2-
精品课件
1700cm-1, C=0,
醛,酮，排除羧 酸，醇，酚 <3000 cm-1, -C-H
饱和烃，无芳环
• 参考 IR，UV，MS和其它数据推断解构 • 得出结论，验证解构
精品课件
1. 谱图解析（1）
6个质子处于完全相同的化学环境，单峰。 没有直接与吸电子基团（或元素）相连，在高场出现。
精品课件
谱图解析（ 2 ）
质子a与质 子b所处的化学环境 不同，两个单峰。 单峰：没有相邻碳 原子（或相邻碳原 子无质子）
HH CC
H CN
100MHz
220MHz
HC
HBHA精品ຫໍສະໝຸດ 件2. 活泼氢D2O交换反应
3. 介质效 应
OH>NH>SH
CDCl3溶液
OH CH 3 CH 3
2
1
CH 3
吡啶溶液
O H3C CH 3
2
1
精品课件
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
质子b直接与吸电子元素相连，产生去屏蔽效应，峰 在低场（相对与质子a ）出现。
质子b也受其影响，峰也向低场位移。
精品课件
谱图解析（ 3 ）
裂分与位移
精品课件
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？
精品课件
对比
精品课件
2. 谱图解析与结构(1)确定
化合物 C10H12O2
内容选择：
• 第一节 核磁共振基本原理
principle of nuclear magnetic resonance
• 第二节 核磁共振与化学位移
nuclear magnetic resonance and chemical
• 第三节 自旋偶合与自旋裂分
spin coupling and spin splitting