有机化学第12章核磁共振课件

NMRNuclearMagneticResonance第十二章核磁共振123§1基本原理g:磁旋比，特定条件下为常数；P：自旋角动量；I：自旋量子数，对不同的核是不相同的1H,13C,15N,31P,119Sn产生核磁信号2D,12C,18O无核磁信号5核磁共振条件61HNMRI=1/27核磁共振：处于低能级的自旋核吸收电磁辐射跃迁到高能级,这种现象就叫核磁共振简称NMR核磁共振条件扫频：固定外磁场Ho,改变电磁辐射的频率n扫场：固定电磁辐射的频率n，改变外磁场Ho已商品化的核磁共振仪：900MHz,600MHz,500MHz,400MHz,300MHz核磁共振提供信息：化学位移，偶合常数与裂分，积分面积810§2化学位移一、屏蔽效应－化学位移的起因H处于不同的化学环境化学位移-同种核由于在分子中所处的化学环境不同而在不同磁场强度下显示共振吸收12二、化学位移的表示法标准：TMS-(CH3)4Si化学位移DownfieldUpfield14三、影响化学位移的因素1.电负性－诱导效应C-CH3N-CH3O-CH3d/ppm0.7-1.92.1-3.13.2-4CH3-ClCH3-BrCH3-Id/ppm3.052.682.16电负性大的原子或取代基，降低氢原子周围的电子云密度，减小屏蔽效应，化学位移增大CH3CH2CH2Brd/ppm1.251.693.3诱导效应随s键的增长迅速减弱d/ppm(CH3)3CH>(CH3)2CH2>CH3CH3烷基吸电子作用152.各向异性在不同方向上所感受到的屏蔽作用不一样A.芳环的各向异性屏蔽区去屏蔽区16B.双键的各向异性屏蔽区去屏蔽区C.三键的各向异性去屏蔽区屏蔽区173.氢键的影响四、特征化学位移18一、自旋偶合与自旋裂分20Ha21TheN+1ruleforspin-spinsplittingEquivalentneighboringhydrogens(N)Numberofpeaks(N+1)Nameforpeakpattern(abbreviation)Intergratedratiosofindividualpeaks01Singlet(s)112Doublet(d)1:123Triplet(t)1:2:134Quartet(q)1:3:3:145Qunintet(quin)1:4:6:4:156Sextet(sex)1:5:10:5:167Septet(sep)1:6:15:20:15:6:1(a+b)n-1展开式系数2324(N+1)(N’+1)(N’’+1)…26B满足(3+1)(1+1)2728Note:化学位移可随外磁场改变，而偶合常数与外磁场无关，它反应的是分子内质子间的相互作用Jac~0;Jbc~0a,b,c,d间都存在偶合作用－远程偶合（高级谱）不符合N+1规律Ha与Hb间远程偶合30三、化学等价化学等价:分子中的原子或基团，处于相同的化学环境，称其为化学等价化学等价的质子，具有相同的化学位移，且不相互裂分等位质子311.12ppm1.60ppm-90oCinCDCl3Onesharplineat1.36ppmatr.t.3233§4峰面积峰面积与产生该峰的质子数目成正比，峰面积之比即为不同类型质子数目的相对比值34§5

13CNMR核磁共振一、质子去偶13CNMR去掉13C-1H偶合作用13C天然丰度低，13C-13C无偶合作用在13CNMR谱中，峰强度与碳的个数没有定量关系；一般以伯，仲，叔，季的顺序强度依次降低35二、13CNMR化学位移影响碳周围电子云密度的因素，都影响该碳的化学位移Typical13CNMRChemicalShiftsTypeofcarbonChemicalshiftδ(ppm)Primaryalkyl,RCH3伯碳5-20Secondaryalkyl,RCH2R’仲碳20-30Tertiaryalkyl,R3CH叔碳30-50Quaternaryalkyl,R4C季碳30-45Allylic,R2C=C(R’’)CH2R’烯丙位碳20-40Chloroalkane,RCH2Cl单氯代碳25-50Bromoalkanes,RCH2Br单溴代碳20-40Etheroralcohol,RCH2OR’orRCH2OH醇、醚50-90Carboxylicacids,RCOOH羧基碳170-180Aldehydeorketone,RC(=O)HorRC(=O)R’醛酮190-210Alkene,aromatic,R2C=CR2烯碳100-150Alkyne,RCCR炔碳65-9536三、偏共振去偶13CNMR保留13C-1H偶合作用，13C峰裂分同样遵循N+1规律37§6

1HNMR谱图分析Whichofthefollowingcompoundsmostlikelygeneratedthis1HNMR?(a)(b)(c)(d)(e)38The1HNMRspectrumwouldcorrespondtowhi