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第十四章核磁共振波谱法MRI=MagneticResonanceImagingMRI=磁-共振-成像(装置)旧称NMRI(核磁共振成像装置),其中N=Nuclear(核)第十九章核磁共振波谱法第一节概述一、什么是NMRNMR的研究对象磁性核与电磁波的相互作用磁性核:109种元素所有的核均带电荷,有些核具有角动量,即其电荷可以绕自旋轴自转(似带电的陀螺)图示:磁性核在外加磁场中的行为图1:(1)无外加磁场时,样品中的磁性核的核磁矩的取向任意。(2)放入磁场中,核的磁角动量取向统一,与磁场方向平行或反平行图2:(1)无外加磁场时,磁性核的能量相等。
(2)放入磁场中,有与磁场平行(低能量)和反平行(高能量)两种,出现能量差E=h。用能量等于E的电磁波照射磁场中的磁性核,则低能级上的某些核会被激发到高能级上去(或核自旋由与磁场平行方向转为反平行),同时高能级上的某些核会放出能量返回低能级,产生能级间的能量转移,此即共振。NMR利用磁场中的磁性原子核吸收电磁波时产生的能级分裂与共振现象。NSNSSNNS二、NMR发展简史
1924年PauliW.假设特定的原子核具有自旋和 磁矩,放入磁场中会产生能级分裂
1952年Standford大学的Bloch和Harvard大学的Purcell 独立证实了上述假设。获NobelPrize
1953年,第一台NMR仪器FT-NM 1971年,Jeener首次提出二维核磁共振;
1975~1976年间R.Ernst从理论和实践两方面对2DNMR 进行了深入的研究,获1991年NobelPrize2002年K.Wüthrich发明了利用核磁共振技术测定溶液 中生物大分子三维结构的方法,获2002年NobelPrize1944:I.Rabi1952:F.Bloch1952:E.M.Purcell1955:W.E.Lamb1955:P.Kusch1964:C.H.Townes1966:A.Kastler1977:J.H.VanVleck对NMR作过贡献的15位Nobel奖得主1981:N.Bloembergen1983:H.Taube1989:N.F.Ramsey1991:R.R.Ernst2002:KurtWüthrich14.2003:PaulLauterbur15.2003:PeterMansfield三、设计NMR仪器的关键考虑a)NMR产生的外因:外加磁场b)NMR信号产生的内因:样品是否吸收,由核的种类决定c)样品的吸收频率范围:无线电电磁波d)NMR谱记录:吸收峰频率(化学位移)与峰强度的关系300M核磁600M核磁核磁共振(nuclearmagneticresonance,NMR):指原子核在磁场中吸收一定频率的无线电波,而发生自旋能级跃迁的现象。核磁共振波谱(NMRspectrum):以核磁共振信号强度对照射频率(或磁场强度)作图所得图谱。核磁共振波谱法:利用核磁共振波谱进行结构(包括构型、构象)测定、定性及定量的方法。2四、核磁共振波谱与紫外-可见光谱及红外光谱的区别
①照射频率不同而引起的跃迁类型不同。②测定方法不同。
光谱类型
λ
跃迁形式紫外-可见吸收光谱200~760nm外层电子能级跃迁红外光谱2.5~25μm分子振-转能级跃迁核磁共振谱60cm~300m原子核自旋能级跃迁紫外及红外吸收光谱——亮背景下测暗信号。核磁共振信号——暗背景下测定核磁共振信号,灵敏度较高。3①质子类型(-CH3、-CH2-、、=CH2、、Ar-H、-OH、-CHO)及质子化学环境;五、核磁共振光谱分类1、按原子核种类可分为1H、13C、19F、31P等核磁共振谱。但不能给出不含氢基团的共振信号。
碳谱
可给出丰富碳骨架的信息,但其峰面积与碳数一般不成比例关系。因而氢谱和碳谱可互为补充。
19F和31P谱
只能用于含F含P的化合物,应用范围较窄。氢谱
主要是给出三方面的结构信息:②氢分布;③核间关系。
2、按照射频率分类照射频率越大,核间干扰越小,图谱的清晰度越高。照射频率越大,图谱越清晰,峰间的距离越拉得开。
3、按核间干扰程度分为一级光谱和高级光谱(二级以上)。
4、按消除或改变核间干扰方式分为去偶谱、偏共振谱。5六、核磁共振波谱法的应用核磁共振谱的应用极为广泛,可概括为定性、定量及定结构研究、物理化学研究、生物活性测定、药理研究及医疗诊断等方面。
1、在有机结构研究方面可测定化学结构及立体结构(构型、构象)、互变异构现象等,与紫外、红外、质谱配合使用,是确定有机化合物结构最重要的手段之一。这个方法的最大特点是样品不会被破坏,可回收。6
2、物理化学研究方面可以研究氢键、分子内旋转及测定反应速率常数等。
3、在定量方面可以测定某些药物的含量及纯度检查。
4、医疗与药理研究由于核磁共振具有能深入物体内部,而不破坏样品的特点,因而可进行活体研究,在生物化学药品方面也有广泛应用。如酶活性、生物膜的分子结构、癌组织与正常组织鉴别、药物与受体间的作用机制等。近年来,核磁共振成像仪,已用于人体疾病的诊断。第二节基本原理一、原子核的自旋核自旋特征用自旋量子数I来描述(1)质量数与电荷数(原子序数)都为偶数的核,I=0,无自旋现象,不会产生核磁共振信号,如12C、16O等。1、自旋分类(2)质量数为奇数,电荷数可为奇数,如1H、19F等;也可为偶数的核,如13C等。I=半整数(1/2,3/2,5/2……),I=1/2的核是目前核磁共振研究与测定的主要对象。(3)质量数为偶数,电荷数为奇数的核,I=整数(1、2、3……),这类核也有自旋现象,但由于它们的核磁距空间量子化比较复杂,所以目前研究较少。质量数电荷数(原子序数)自旋量子数(I)例偶数偶数012C、16O、32S奇数奇数1/21H、19F、31P、15N3/211B、79Br奇数偶数1/213C3/233S偶数奇数12H、14N表14-1各种核的自旋量子数 自旋量子数I不为0的核能产生自旋,它具有一定的角动量,称为自旋角动量(spinangularmomentum):图14-1质子的自旋(a)核自旋方向与核磁矩方向(b)右手螺旋法则2、核磁矩(μ)
核磁矩的大小取决于自旋角动量P及磁旋比γ:
自旋将产生核磁矩,其方向服从右手法则。大拇指的方向为核磁矩方向,其它四个指头指向为自旋方向。(14·1)(19·2)原子核在磁场中,核磁矩的取向有2I+1个,不同的取向能量不同,每一种取向用磁量子数m(magneticquant-umnumber)表示。图14-2氢核磁矩的取向二、原子核的自旋能级和共振吸收m=I,I-1,I-2……-I+1,-I(14·3)如1H(I=1/2),m有两种取向():m=1/2、-1/2;又如2H(I=1),m有三个取向,m=1、0、-1。12(一)核自旋能级分裂由此可见,核磁距在外磁场空间的取向不是任意的,而是量子化的,这种现象称为空间量子化。不同取向的核磁矩在磁场方向Z轴上的分量取决于角动量在Z轴上的分量(PZ):(14·4)代入(14·2)式得:13核磁矩的能量与μZ
和外磁场强度H0有关(14·5)不同取向的核具有不同的能级,对于I=1/2的核,在外加磁场作用下,核磁距有两个方向,一个与H0相同,m=1/2称顺磁场,能量低;另一个方向与H0相反,m=-1/2,称逆磁场,能量高。两者的能级差随H0增大而增大,这种现象称为能级分裂。能级的能量为:(14·6)式(14·6)说明了I=1/2的核,两能级差与外加磁场强度(H0)及磁旋比(r)或核磁距(μ)的关系式。自旋量子数为1/2的核核磁矩与能级的关系(二)原子核的共振吸收1、进动16图14-4-A陀螺的进动图14-4-B原子核的进动进动频率()与外加磁场强度(H0)的关系可用Larmor方程表示:式中γ为磁旋比:质子的磁旋比γ=2.67519×108T-1·S-113C核的磁旋比γ=6.72615×107T-1·S-1
此式说明,核一定时,H0增大,进动频率增加。在H0一定时,磁旋比小的核,进动频率小。(14·7)2、共振吸收条件⑴ν0=ν即照射频率必须等于原子核进动频率。由于在能级跃迁时频率相等(ν0=ν),因而称为共振吸收。19图14-5共振吸收与弛豫(14·8)⑵△m=±1即跃迁只能发生在两个相邻能级间。I=1/2:两个能级,m=1/2→m=-1/2;I=1:三个能级,跃迁只能发生在m=1→m=0或m=0→m=-1,而不能发生在m=1→m=-1。磁性核的共振频率与外加磁场成比例:
H0产生NMR条件
(1)
I0的自旋核(2)
外磁场H0(3)
与H0相互垂直的射频场,且三、核自旋驰豫核自旋能级分布
1H核在磁场作用下,被分裂为m=+1/2和m=-1/2两个能级,处在低能态核和处于高能态核的分布服从波尔兹曼分布定律:
当H0=1.409T(相当于60MHz的射频)温度为300K时,高能态和低能态的1H核数之比为:
处于低能级的核数比高能态核数多十万分之一,而NMR信号就是靠这极弱过量的低能态核净吸收产生=0.99999可见:磁场越强,n(-)/n(+)越小,意味着???
————磁场越强,NMR信号越强
这就是为什么要制造高磁场NMR仪器的原因之一(1)低能级的核比高能级的核多一点点,NMR信号的产生就是依靠这点极微少的过量的核;(2)随着NMR吸收的进行,低能级的核减少,高能级的核增加,两者相等的时候,不再有NMR吸收信号(饱和)
如何避免饱和?——让高能级的核回到低能级(弛豫),且弛豫的速度比激发跃迁的速度快,至少一样快核自旋驰豫驰豫过程是核磁共振现象发生后得以保持的必要条件高能态核低能态核自发辐射的概率近似为零通过非辐射途径回到将自身的能量传递给周围环境或其它低能级态。这种过程叫核自旋驰豫。
激发到高能态的核通过非辐射途径将其获得的能量释放到周围环境中去,使核从高能态回到原来的低能态,这一过程称为自旋驰豫。弛豫过程两种形式:
自旋-晶格弛豫:又称为纵向弛豫。处于高能态核将能量转移至周围环境(固体的晶格、液体中同类分子或溶剂分子)而转变为热运动。T1表征。
自旋-自旋弛豫:也称为横向弛豫。处于高能态核把能量传递给邻近低能态的同类磁性核的过程。
T2表征。气体和低黏度液体固体和黏滞液体MRI成像的过程把病人放进磁场人体被磁化产生纵向磁化矢量发射射频脉冲人体内氢质子发生共振从而产生横向磁化矢量(同时进行空间定位编码)关掉射频脉冲质子发生T1、T2弛豫线圈采集人体发出的MR信号
计算机处理(付立叶转换)显示图像磁共振成像过程射频发射器射频脉冲射频接收器磁共振信号发射射频接收射频核磁共振光谱仪简介共振吸收法是利用原子核在磁场中,能级跃迁时核磁矩方向改变而产生感应电流,来测定核磁共振信号。24
磁铁提供恒定、均匀的磁场;
射频振荡器通过高频交变电流产生稳定的电磁辐射;
射频接收器接受线圈中产生的共振感应信号;
记录仪记录核磁共振谱图;
探头安装有射频振荡、接受线圈、样品管等;
连续波(CW)核磁共振波谱仪组成29傅里叶变换核磁共振仪(PFT-NMR)化学位移(ppm)
FT-NMR具有如下优点:
提高了仪器的灵敏度;提高了测量速度;
FT-NMR工作原理:当样品经射频脉冲照射后接受线圈感应得到含有样品结构信息的干涉图,经傅里叶变换后得频域核磁共振谱图。30这两种方法都是在高磁场中,用高频率对样品进行连续照射,这种方式称为连续波核磁共振(continuouswaveNMR),简称CWNMR。如固定照射频率,改变磁场强度来满足共振条件,这种方法叫扫场(sweptfield),所以Helmholty线圈也叫扫场线圈;较困难若固定磁场强度,改变照射频率来满足共振条件,这种方法叫扫频(sweptfrequency)。通常用5第三节化学位移一、局部抗磁屏蔽效应理想化的、裸露的氢核,满足共振条件:0=
H0/2;产生单一的吸收峰;实际上,氢核受周围不断运动着的电子影响。感应磁场→屏蔽效应原子核实际受到的磁场强度为:(H:感应磁场σ:屏蔽常数)H实=H0-H=H0-H0σ=H0(1-σ)零点-1-2-31234566789扫场中:核外电子云密度越大,越大,共振发生在高场核外电子云密度越小,越小,共振发生在低场固定辐射频率:屏蔽效应使得磁场由低场向高场变化60MHz14092.0G14092.3G吸收强度无屏蔽0.3G有屏蔽化学位移B二、化学位移的表示方法固定磁场:屏蔽效应使得共振频率由大到小变化1.4092T60-0.0005MHz60MHz吸收强度化学位移-0.0005MHz无屏蔽有屏蔽ν思考:这种化学位移的变化有何意义?
在有机化合物中,各种氢核因为所处化学环境不同(结构中不同位置),周围的电子云密度不同,共振频率有差异,在波谱上显示出共振谱线的位移,这种因化学环境变化而引起的共振谱线的位移称为化学位移。
在化合物中,质子所处的化学环境或有不同,质子周围的电子云密度也不尽不同,因此不同基团上(甚至同一基团)的质子的化学位移可能有差异。——有差异,才有意义!
设想如果化合物中所有的质子的化学位移都相同,换句话说,所有的质子发生核磁共振的频率(在同一磁场)都一样,那么核磁共振这种方法对于有机物的结构鉴定就毫无用处了。——化学位移的变化是核磁共振的灵魂!Next……(1)要精确测定化学位移!
化学位移是氢核在不同化学环境中的共振反映,只有精确测定氢核的化学位移,NMR才能用于结构鉴定(2)不同的仪器测量得到的化学位移值不一致,要想办法确保一致性
(i)绝对值不统一,用相对值(ii)要有一个统一的参考标准
(iii)相对化学位移(3)相对化学位移怎么定义?化学位移的差别很小,精确测量十分困难,并因仪器不同(Bo)而不同,现采用相对数值。规定:以四甲基硅(TMS)为标准物质,其化学位移为零,根据其它吸收峰与零点的相对距离来确定化学位移值。试样的共振频率TMS的共振频率单位:ppm仪器的射频频率例:在60MHz的仪器上,测得CHCl3与TMS间吸收频率之差为437Hz,则CHCl3中1H的化学位移为:(4)以谁为参考标准?
最佳选择:没有任何化学位移的氢核——不可能选择TMS(四甲基硅烷)(5)为什么选择TMS?
——δ=0a.单一共振峰;b.氢核的屏蔽最大,共振频率最小,不干扰有机物测定,绝大多数有机物质子的化学位移都在TMS的一侧(0-12);c.化学惰性;d.溶解性好;小结与裸露的氢核相比,TMS的化学位移最大,但规定TMS=0,其他种类氢核的位移为负值(负号不加)。
=[(样-TMS)/TMS]×106(ppm)
零点-1-2-31234566789TMS低场高场去屏蔽区屏蔽区化学位移用表示是以百万分之一(ppm)为单位
小,说明屏蔽强,共振需要的磁场强度大,在高场出现,图右侧;
大,说明屏蔽弱,共振需要的磁场强度小,在低场出现,图左侧;
化学位移是由于核外电子云的对抗磁场引起的,凡是能使核外电子云密度改变的因素都能影响化学位移。影响因素内部:局部屏蔽效应、磁各向异性、杂化效应
外部:溶剂效应,氢键的形成等三、化学位移的影响因素1、相邻基团或原子的电负性与氢核相邻的原子或基团电负性越强,则使氢核周围电子云密度降低,抗磁屏蔽减弱,δ值增大,氢核在低场共振。CH3XCH3FCH3OHCH3ClCH3BrCH3ICH4(CH3)4SiXFOClBrIHSi电负性4.03.53.12.82.52.11.8δ4.263.403.052.682.160.230表1--3CH3X型化合物的化学位移-OMe-NMe-CMe电负性不同C2.5,N3.0,O3.5MeIMeBrMeClMeFI=2.5,Br=2.8,Cl=3.0,F=4.0诱导效应具有加和性2.磁各向异性效应
——在外磁场作用下,分子中的电子环流所产生的感应磁场,其强度和方向在化学键周围具各向异性,使分子中处于不同位置的质子受到的屏蔽作用不同的现象。
正屏蔽:感应磁场与外磁场方向相反,质子实受场强降低,d值减小。
去屏蔽:感应磁场与外磁场方向相同,质子实受场强增强,d值增大。看质子所处的空间位置1)双键价电子产生感应磁场,质子位于其磁力线上,与外磁场方向一致,去屏蔽。δ
=CH:5~62)三键价电子产生感应磁场,质子位于其磁力线上,与外磁场方向相反,正屏蔽。δ≡CH:2~33)苯环苯环上的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。dAr-H:7~83、氢键的影响氢键越强,屏蔽作用越小,δ值越大,移向低场δ=12.05δ=15.0氢键形成与温度、浓度及溶剂极性有关1、化学位移值随着其邻近原子(或基团)的电负性增强而增大。2、烃基氢的值为芳环上氢>烯基氢>炔基氢
>饱和碳原子上的氢。3、饱和碳原子上的氢的值为3>2>14、-OH、-COOH、-NH2、-SH等活泼氢,由于氢键的形成使值向低场位移。小结四、各类有机化合物的化学位移1.饱和烃-CH3:
CH3=0.791.10ppm-CH2:
CH2=0.981.54ppm-CH:
CH=CH3+(0.50.6)ppmH=3.2~4.0ppmH=2.2~3.2ppmH=1.8ppmH=2.1ppmH=2~3ppm2.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=4~7ppm3.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-COOH:H=10~13ppm-OH:(醇)H=1.0~6.0ppm
(酚)H=4~12ppm-NH2:(脂肪)H=0.4~3.5ppm
(芳香)H=2.9~4.8ppm(酰胺)H=9.0~10.2ppm-CHO:H=9~10ppm4.活泼氢图14-13各种质子的化学位移简图常见结构单元化学位移范围由图19-13可归纳如下一般规律:(1)芳氢>烯氢>炔氢>烷氢(2)次甲基H>亚甲基H>甲基H(3)羧基H>醛基H>酚基H>羟基H≈氨基H
羧基H在10~12,醛基在10~9,芳H在8~7,烯H在7~4,含电负性较强原子H在4.9~2.8,亚甲基H在3~1.5,甲基H在2~0,羟基H、氨基H、在5~0.5。Hb两个质子有两个吸收峰,但Ha一个质子却有三个吸收峰能否看出点门道?(1)峰的裂分数目与质子本身的个数无关,似乎与临近基团上化学环境相同的质子数有关系;(2)可见:峰的裂分是由于临近基团上的质子(自旋核)造成的为什么临近基团上的自旋核会影响到质子的核磁共振吸收峰的变化?第四节自旋偶合和自旋系统一、基本原理1.自旋耦合机理每类氢核不总表现为单峰,有时多重峰。原因:相邻两个氢核之间的自旋耦合(自旋干扰)。如乙苯的甲基峰为三重峰,亚甲基(CH2)为四重峰,这是它们彼此相互干扰的结果。邻近的两个质子自旋时,核磁矩之间相互作用产生自旋偶合,自旋偶合引起谱线增多,这个现象叫自旋分裂。核自旋产生的核磁距间的相互干扰称为自旋-自旋偶合,简称自旋偶合。由自旋偶合引起共振峰分裂的现象称为自旋-自旋分裂,简称自旋分裂或自旋裂分。两者之间互为因果关系:分裂的原因是偶合;偶合的结果是分裂。为什么每类氢核不总表现为单峰、有时出现多重峰?TMS-CH3-CH2ICH3CH2I8.07.06.05.04.03.02.01.00δ/ppm1、自旋偶合与自旋裂分自旋-自旋偶合与裂分原因TMS-CH3-CH2-OH低分辨率NMR仪器8.07.06.05.04.03.02.01.00δ/ppm高分辨率NMR仪器-CH3-CH2-OHTMS8.07.06.05.04.03.02.01.00δ/ppm原因:相邻两个氢核核磁距之间的自旋偶合(自旋干扰)甲基3个H化学等价、磁等价,在外加磁场下核磁距有8个取向;对H的影响:顺磁场为+反磁场为-H0几率1/83/83/81/8-CH2H0++3--3面积比1:3:3:1偶合能量-3-++3Spin-SpinSplittingSpin-SpinSplittingPascal'sTriangle#ofneighborH'smultiplicityintensityratio1doublet1:12triplet1:2:13quartet1:3:3:14pentet1:4:6:4:15sextet1:5:10:10:5:16septet1:6:15:20:15:6:1IIIIIIIV甲基3个氢原子取向+++++-+-+-+++---+---+---甲基产生的总附加磁场3H′H′-H′-3H′出现几率1/83/83/81/8甲基3个氢对邻碳氢产生的附加磁场H′
03H′-3H′-H′受甲基偶合作用产生的峰的裂分
(n+1)规律
i)某组环境相同的氢核,与n个环境相同的氢核偶合,裂分为(n+1)个峰1:3:3:11:1偶合的一般规则
ii)某组环境相同的氢核,分别与n个和m个环境不同的氢核(或I=1/2的核)偶合,则裂分为(n+1)(m+1)个峰01234Ha裂分峰:(3+1)(2+1)=12实际裂分峰:6JcaJbaJca
Jba谱线间强度比为(a+b)n展开式的各项系数相邻裂分峰之间的距离相等举例2、偶合常数(J)谱线裂分产生的裂距反映核之间偶合作用的强弱。1)同碳(偕碳)偶合(2J):
通过两个键之间的偶合2)邻碳偶合(3J):通过三个键之间的偶合3)远程偶合:超过三个键以上的偶合偶合类型一、谱图中化合物的结构信息峰组数:化学环境相同的质子种类
(2)峰的强度(面积):每类质子的数目(相对)
(3)峰的化学位移():每类质子所处的化学环境
(4)峰的裂分数:相邻碳原子上质子数
(5)偶合常数(J):确定化合物构型第5节核磁共振氢谱的解析不足之处:只能确定质子(氢谱)问题1:请在谱图中指出哪组峰是Ha、Hb的峰?问题2:请在谱图中指出哪组峰是Ha、Hb和Hc的峰?活泼氢如-OH、-NH2等一般表现为单峰(流动性造成)问题3:在谱图中指出哪组峰是Ha、Hb、Hc和Hd的峰?问题4:请在谱图中指出哪组峰是Ha、Hb和Hc的峰?二、峰面积与氢核数目的关系(一)峰面积
1.概念:在1H-NMR,各吸收峰覆盖的面积。
2.决定因素:峰面积与引起该吸收的氢核数目成正比。
3.表示:以积分曲线高度表示。(二)积分曲线
1.画法:由左至右,即由低磁场到高磁场。
2.含义:积分曲线的总高度(用cm或小方格表示)和吸收峰的总面积相当,即相当于氢核的总个数,而此台阶高度则决于引起该吸收的氢核数目。核磁共振谱能提供的参数主要是化学位移,原子核的裂分峰数,偶合常数以及各组峰的峰面积积分高度等。例:分子式为C4H7BrO2.计算图中a、b、c、d各峰的氢核数目。各峰的积分高度,
a为3.3cm,b为2.1cm,
c为1.1cm,d为1.1cm
3.意义:(1)当已知分子式时,即知道化合物共有多少个氢原子时,根据积分曲线便可确定谱图中各峰所对应的氢原子数目,即氢分布。(2)当分子式未知时,可根据谱图中能判断氢原子数目的基团,判断化合物中各种含氢官能团的氢原子数目.10.70解:(1)由每个(或每组)峰面积的积分值在总积分值中所占比例求出
a峰相当的氢数=b峰相当的氢数=
同理,计算c峰和d峰各相当于1H(2)dH化学位移10.70,很容易认定为羧基氢的共振峰,即1.1cm相当于1个H,因此
a峰为b峰为
c峰为三、核磁共振氢谱的解析方法1.先检查内标物的峰位是否准确,底线是否平坦,溶剂中残存的1H信号是否出现在预定的位置。
2.根据已知分子式,计算出不饱和度U。3.由峰数可知分子式中含几种类型的氢核,由各种氢核共振吸收峰积分高度比确定H的分布。4.由峰的裂分数可知相邻基团质子数,并确定相邻基团的种类。5.由化学位移值,初步推测基团类型及与其相连的取代基。a.先解析孤立甲基峰,通过计算或查表确定甲基的类型。例如,CH3—O—、CH3—N—及CH3—Ar等均为单峰。b.解析低场共振峰:醛基氢δ~10、酚羟基氢δ9.5~15,羧基氢δ11~12及烯醇氢δ14~16。c.计算Δ/J,确定图谱中的一级与高级偶合部分。先解析图谱中的一级偶合部分,由共振峰的化学位移值及峰裂分形状,确定归属及偶合系统。d.考虑是否存在分子对称性。如果图出现的峰组数减少,首先要考虑存在对称结构。解析图谱中高级偶合部分。e.根据各组峰的和偶合关系的分析,推出若干结构单元,最后组合为几种可能的结构式。f.结构初定后,查表或计算各基团的化学位移,核对。1)由分子式求不饱合度2)由积分曲线求各类1H核的相对数目3)解析各基团谱图解析步骤8765432105223例
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