核磁共振波谱法新

核磁共振波谱法新第1页，课件共87页，创作于2023年2月7.1概述核磁共振波谱法发展史核磁共振波谱法的产生核磁共振波谱法的应用第2页，课件共87页，创作于2023年2月7.1概述核磁共振波谱法发展史1945年Bloch和Purcell分别领导两个小组同时独立地观察到核磁共振(NuclearMagneticResonance，NMR)，他们二人因此荣获1952年诺贝尔物理奖。1991年诺贝尔化学奖授予R.R.Ernst教授，以表彰他对二维核磁共振理论及傅里叶变换核磁共振的贡献。两次诺贝尔奖的授予，充分地说明了核磁共振的重要性。第3页，课件共87页，创作于2023年2月7.1概述核磁共振波谱法发展史自1953年出现第一台核磁共振商品仪器以来，核磁共振在仪器、实验方法、理论和应用等方面有着飞跃的进步。谱仪频率已从30MHz发展到900MHz。1000MHz谱仪亦在加紧试制之中。仪器工作方式从连续波谱仪发展到脉冲-傅里叶变换谱仪。随着多种脉冲序列的采用，所得谱图已从一维谱到二维谱、三维谱甚至更高维谱。所应用的学科已从化学、物理扩展到生物、医学等多个学科。总而言之，核磁共振已成为最重要的仪器分析手段之一。第4页，课件共87页，创作于2023年2月7.1概述核磁共振波谱法的产生磁核在一定外磁场作用下，产生Lamor进动—核进动—核磁矩；又在射频波的辐射下，产生共振吸收—产生核磁矩能级跃迁—产生感应信号的变化，这就是核磁共振。第5页，课件共87页，创作于2023年2月7.1概述核磁共振波谱法的产生核磁共振产生的三维示意图第6页，课件共87页，创作于2023年2月7.1概述核磁共振波谱法的应用结构鉴定、定量测定物理化学研究医疗和药理研究第7页，课件共87页，创作于2023年2月7.2基本原理7.2.1原子核的自旋与磁矩7.2.2核磁共振7.2.3核的弛豫历程7.2.4自由感应衰减信号第8页，课件共87页，创作于2023年2月7.2基本原理>>

7.2.1

原子核的自旋与磁矩自旋分类原子核是具有一定质量和体积的带电粒子，它的自旋运动也会产生磁矩，这些核常被称为磁核。第9页，课件共87页，创作于2023年2月7.2基本原理>>

7.2.1

原子核的自旋与磁矩自旋分类原子核可按Ｉ的数值分为以下三类：中子数、质子数均为偶数，则I=0，如12C、16O、32S等。此类原子核不能用核磁共振法进行测定。中子数与质子数其一为偶数，另一为奇数，则Ｉ为半整数，如

I=1/2：1H、13C、15N、19F、31P、37Se等；

I=3/2：7Li、9Be、11B、33S、35Cl、37Cl等；

I=5/2：17O、25Mg、27Al、55Mn等。中子数、质子数均为奇数，则I为整数，如2H(D)、6Li、14N等I=1；58Co，I=2；10B，I=3。第10页，课件共87页，创作于2023年2月7.2基本原理>>

7.2.1

原子核的自旋与磁矩原子核的磁矩原子核自旋，产生角动量-自旋角动量，以P表示。NS图7-2质子自旋核自旋方向与核磁矩方向原子核即具有自旋角动量P，也就具有磁矩μ，μ与P之间的关系为：第11页，课件共87页，创作于2023年2月7.2基本原理>>

7.2.1

原子核的自旋与磁矩永久磁铁、地球磁场、原子核自旋磁矩SN第12页，课件共87页，创作于2023年2月7.2基本原理>>

7.2.2核磁共振原子核在磁场中进动核自旋能级分裂共振吸收及其条件核自旋驰豫第13页，课件共87页，创作于2023年2月7.2基本原理>>

7.2.2核磁共振原子核在磁场中进动类比：地球绕恒星太阳公转＋地球自转：进动陀螺绕重力方向旋转＋绕轴心自转：进动原子核绕外磁场旋转＋绕核磁矩方向自转：进动在无外磁场的情况下，磁核自旋产生的核磁矩方向是不确定的，当有外磁场存在的情况下，由于核自旋磁场要与外磁场产生相互作用，结果使核除了自转外，同时还存在一个以外磁场为轴心、核自旋轴心与其成一定角度并绕其回旋的运动，这种运动称为Larmor进动。第14页，课件共87页，创作于2023年2月7.2基本原理>>

7.2.2核磁共振原子核在磁场中进动图7-4

在重力场中陀螺的进动图7-5

在外磁场中自旋核的进动第15页，课件共87页，创作于2023年2月7.2基本原理>>

7.2.2核磁共振原子核在磁场中进动表7-21H及13C核在不同磁场强度中的进动频率H0/T1H核/MHz13C核/MHz1.409260.00015.0852.3487100.00025.1435.1671200.00055.3147.0641300.00075.429第16页，课件共87页，创作于2023年2月7.2基本原理>>

7.2.2核磁共振核自旋能级分裂在无外磁场条件下，原子核的自旋方向是无序的，不同自旋方向的核无能级差别；在外磁场作用下，发生空间量子化，这时核磁矩按一定方向排列。NS无磁场有磁场磁矩μ和磁场H0的相互作用能为：第17页，课件共87页，创作于2023年2月7.2基本原理>>

7.2.2核磁共振核自旋能级分裂图7-4

在静磁场中，原子核自旋角动量的空间量子化第18页，课件共87页，创作于2023年2月7.2基本原理>>

7.2.2核磁共振核自旋能级分裂例如1H核(I=1/2)：m=+1/2顺磁场，能量低；m=-1/2逆磁场，能量高。图7-5I＝1/2核的能级分裂两者的能级差随着外磁场H0的增大而增大，这种现象称为能级分裂。从顺磁跃迁到逆磁的能级差ΔE与外磁场强度H0成正比。第19页，课件共87页，创作于2023年2月7.2基本原理>>

7.2.2核磁共振共振吸收及其条件照射频率等于核进动频率，即v0＝v跃迁只能发生在相邻能级间，即△m＝±1第20页，课件共87页，创作于2023年2月7.2基本原理>>

7.2.2核磁共振共振吸收及其条件在H0=1.4092T磁场中，进动频率为v=60MHz，吸收频率为v0=60MHz的射频波,发生能级跃迁。跃迁结果核磁矩由顺磁场跃迁至逆磁场。图7-7共振吸收与弛豫第21页，课件共87页，创作于2023年2月7.2基本原理>>

7.2.3核的弛豫历程在磁场作用下，一组氢核的能级被一分为二，如果这些核平均分布在高低能态，即由低能态吸收能量跃迁到高能态和高能态释放出能量回到低能态的速度相等时，就不会有净吸收，也测不出核磁共振的信号。但事实上，在热力学温度0K时，全部氢核都处于低能态(顺磁场方向)，而在常温下，由于热运动使一部分的氢核处于高能态(逆磁场方向)，在一定温度下，处于高低能态的核数会达到一个热平衡。按照波尔兹曼分配定律计算，低能态的核数占有微弱的优势。第22页，课件共87页，创作于2023年2月7.2基本原理>>

7.2.3核的弛豫历程对于氢核，在300K，200MHz的仪器中测定，处于基态的核数(n+)比激发态的核数(n-)多百万分之十左右。如果低能态的核跃迁到高能态后，不能有效地释放出能量回到低能态，则低能态的核数会越来越少，高能态的核数会越来越多，进而达到饱和，不再有净吸收，也就测不到NMR信号。事实上，只要选好测定条件，NMR信号是可以连续测定的，高能态的核可以通过自旋驰豫过程回到低能态，以保持低能态的核数占微弱多数的状态。自旋驰豫历程：处于激发态的核通过非辐射途径损失能力回到基态的过程。第23页，课件共87页，创作于2023年2月7.2基本原理>>

7.2.3核的弛豫历程自旋-晶格驰豫(spin-latticerelaxation)也称为纵向驰豫，是处于高能态的核自旋体系与其周围的环境之间的能量交换过程。自旋-自旋驰豫(spin-spinrelaxation)也称为横向驰豫，一些高能态的自旋核把能量转移给同类的低能态核，同时一些低能态的核获得能量后跃迁到高能态，因而各种取向的核的总数并没有改变，全体核的总能量也不改变。第24页，课件共87页，创作于2023年2月7.2基本原理>>

7.2.4自由衰减信号在NMR测定装置中，外加磁场H0的方向为z轴，施加照射电磁波(强脉冲电磁波RF)为x轴，检测器则为y轴方向放置。当短暂强脉冲（0.1ms）照射后，由于该脉冲包含了共振频率的射频，它能使所有质子跃迁并饱和，磁核进动的总磁化强度向量y周偏转θ。当脉冲骤然停止后，跃迁的磁核则进入弛豫历程，横向放置的检测器接收到的信号表现为螺旋状逐渐衰减的过程，在y轴的检测器上接收的信号是一个随时间变化呈指数形式衰减的信号，即自由感应衰减信号。第25页，课件共87页，创作于2023年2月7.2基本原理>>

7.2.5NMR测定的方法连续扫描方式脉冲傅里叶变换方式第26页，课件共87页，创作于2023年2月7.3化学位移7.3.1化学位移及其表示7.3.2化学位移的影响因素7.3.3质子化学位移的计算第27页，课件共87页，创作于2023年2月7.3化学位移

7.3.1化学位移及其表示化学位移根据Larmor公式及共振吸收的条件v0=v，氢核在1.4092T的磁场中，应该只吸收60MHz的电磁波，发生自旋能级跃迁，产生共振吸收信号。但实验发现，化合物中各种不同化学环境的氢核，所吸收的频率稍有不同，差异大约10ppm范围之内。这种由于氢核所处的化学环境不同而共振吸收频率有差异的现象称为化学位移。第28页，课件共87页，创作于2023年2月①Hz②ppm③Int.717.568.013196715.947.994201714.067.97398713.137.96380712.257.95377710.697.936151710.257.931150709.137.91877707.817.904266706.387.88852677.567.56663676.317.55280675.947.54872674.507.53257673.007.515196672.007.504362670.817.491308669.697.478172668.697.467160666.697.44571666.197.439115665.137.427127664.567.421190664.067.415176662.137.39430661.387.38534660.757.37842659.197.36174657.387.34130655.567.32036278.943.11596278.503.11087271.313.030380264.062.949419257.192.872131116.441.301445109.381.2221000101.941.139356例如：苯丙酮的核磁共振谱，标准物氢共振频率为89.56MHz。苯丙酮的各种氢共振频率见表格，①是每个裂分峰与标准氢的共振频率的差值，②为化学位移，③为峰强度。第29页，课件共87页，创作于2023年2月7.3化学位移

7.3.1化学位移及其表示ppm

HzppmInt.297.693.32492297.003.31793289.813.236341282.943.160221282.313.153404275.313.075133274.693.068127172.381.925406165.191.8451000164.751.840593157.501.759311iodoethane碘乙烷在90MHz仪器中测定的核磁共振氢谱：标准物共振频率为89.56MHz，化学位移δ/ppm：CH2/3.186，CH3/1.847；J(A,B)=7.6Hz。七重峰四重峰第30页，课件共87页，创作于2023年2月7.3化学位移

7.3.1化学位移及其表示ppm

HzppmInt.957.783.193152950.323.168472942.883.143489935.453.118170565.081.884509557.641.8591000550.191.834467iodoethane碘乙烷在300MHz仪器中测定的核磁共振氢谱：标准物共振频率为300MHz，化学位移δ/ppm：CH2/3.155，CH3/1.859；J(A,B)=7.446Hz。四重峰三重峰第31页，课件共87页，创作于2023年2月7.3化学位移

7.3.1化学位移及其表示化学位移共振频率有微小的差别，是因氢核不是裸核，它受分子中各种化学环境的影响。例如：绕核电子在外加磁场诱导下，产生与外加磁场方向相反的感应磁场。由于感应磁场的存在，使原子核实受磁场强度稍有降低(图5-9)，这种现象称为局部抗磁屏蔽。由于屏蔽效应的存在，核实受磁场强度应为：感应磁场方向H0电子环流核Larmor修正式，σ称为屏蔽常数，值可正可负第32页，课件共87页，创作于2023年2月7.3化学位移

7.3.1化学位移及其表示两种检测方法：

扫频法和扫场法。方法分类氢核的屏蔽常数照射频率ν0共振磁场H0共振峰出现的位置扫频法仪器(H0固定)σ大需ν0小低频端(右端)σ小需ν0大高频端(左端)扫场法仪器(ν0固定)σ大需H0大高场端(右端)σ小需H0小低场端(左端)第33页，课件共87页，创作于2023年2月7.3化学位移

7.3.1化学位移及其表示化学位移的表示用相对差值来表示化学位移δ/ppm。测定时，以某一标准物质的共振吸收峰为原点，测出各峰与原点的距离。标准物与样品混匀在溶剂中同时测定，称为内标准法；标准物质放置在另一容器中测定，则称为外标准法。δ值定义式:δ值与仪器的磁场强度无关。第34页，课件共87页，创作于2023年2月7.3化学位移

7.3.1化学位移及其表示常用标准物四甲基硅烷(TMS)作为以有机溶媒为溶剂的样品的标准物；4,4-二甲基-4-硅代戊磺酸钠(DSS)作为以重水为溶剂的样品的标准物。常用溶剂氢谱用的溶剂是氘代溶剂，以防止溶剂的氢干扰样品。常用溶剂有：D2O(重水)、CD3Cl(一氯甲烷-d3)、CD3OD(甲醇-d4)、CD3CD2OD(乙醇-d6)、CD3COCD3(丙酮-d6)、C6D6(苯-d6)、CD3SOCD3(二甲基亚砜-d6)。第35页，课件共87页，创作于2023年2月7.3化学位移

7.3.2化学位移的影响因素相邻基团的电负性磁各相异性氢键的影响第36页，课件共87页，创作于2023年2月7.3化学位移

7.3.2化学位移的影响因素相邻基团的电负性当氢核附近有电负性较大的基团或原子时，氢核的电子云密度降低，抗磁屏蔽减弱。减弱程度与该原子或基团的电负性有关。表7-3CH3X型化合物的化学位移CH3XCH3FCH3OHCH3ClCH3BrCH3ICH4(CH3)4SiXFOClBrIHSi电负性4.03.53.12.82.52.11.8δ/ppm4.263.403.052.682.160.230第37页，课件共87页，创作于2023年2月7.3化学位移

7.3.2化学位移的影响因素磁各相异性由于质子在分子中所处的空间位置不同，屏蔽作用不同的现象，称为磁各相异性，也称远程屏蔽效应。例如：十八碳环壬烯C18H18(18-轮烯)，环内6个H与环外12个H的化学位移相差很大。芳环、双键、三键碳上H所处的空间位置各不相同，所受的各种电子环流产生的屏蔽效应不同，从而使其化学位移产生不同的位移，或移向低场、或移向高场。第38页，课件共87页，创作于2023年2月7.3化学位移

7.3.2化学位移的影响因素磁各相异性第39页，课件共87页，创作于2023年2月7.3化学位移

7.3.2化学位移的影响因素氢键的影响氢键对H化学位移的影响，是通过键的电子云转移，使H受到的屏蔽作用减弱而实现的。结果使氢键上的H化学位移增大(移向低场)。各种质子在核磁共振谱上出现的大体范围，参阅图7-13。以δ值排序，一般规律如下：芳氢＞烯氢＞炔氢＞烷氢叔氢＞仲氢＞伯氢－COOH＞－CHO＞ArOH＞R－OH≈R－NH2第40页，课件共87页，创作于2023年2月7.3化学位移

7.3.2化学位移的影响因素

1211109876543210(δ)RCOOHRCHO－OH

－NHR-ArHCHCl3＝CH－①②③TMS①－CH2F,－CH2Cl,－CH2Br,－CH2I,－CH2O,－CH2NO2②－CH2Ar,－CH2NR,－CH2S,－C≡CH,－CH2CO－,＝C－CH2－③图7-13各种质子的化学位移简图第41页，课件共87页，创作于2023年2月7.3化学位移

7.3.2化学位移的影响因素各类质子化学位移的大致范围质子类型化合物δ/ppmC－H脂肪族0.0～2.0β-取代基脂肪族1.0～2.0α-取代基脂肪族1.5～5.0炔氢1.6～3.4烯氢4.5～7.5苯环氢、杂芳环氢6.0～9.5醛基氢9～10.5O－H醇羟基氢0.5～5.5酚羟基氢4.0～8.0酸羟基氢9～13.0N－H脂肪胺氢0.6～3.5芳香胺氢3.0～5.0酰胺氢5.0～8.5第42页，课件共87页，创作于2023年2月7.3化学位移>>

7.3.3质子化学位移的计算烷氢的化学位移计算烯氢的化学位移计算芳氢的化学位移计算第43页，课件共87页，创作于2023年2月7.3化学位移>>

7.3.3质子化学位移的计算烷氢的化学位移计算同一取代基在α位比β位影响大第44页，课件共87页，创作于2023年2月7.3化学位移>>

7.3.3质子化学位移的计算烯氢的化学位移计算芳氢的化学位移计算Z为取代基常数，下标表示取代基在双键相应的位置。第45页，课件共87页，创作于2023年2月7.4自旋偶合和自旋系统7.4.1自旋偶合与自旋分裂7.4.2自旋系统第46页，课件共87页，创作于2023年2月7.4自旋偶合和自旋系统>>

7.4.1自旋偶合与自旋分裂在同一分子中，各种氢如果所处的化学环境不同，则产生的屏蔽效应不同，从而产生了化学位移。在同一分子中，各种磁核间也会产生相互作用，并对图谱的峰形有着重要的影响，但对化学位移没有影响。结构环境对磁核的作用，影响化学位移。各磁核之间的相互作用，影响峰的形状。第47页，课件共87页，创作于2023年2月7.4自旋偶合和自旋系统>>

7.4.1自旋偶合与自旋分裂基本概念分裂原因n+1规律偶合常数核等价性第48页，课件共87页，创作于2023年2月7.4自旋偶合和自旋系统>>

7.4.1自旋偶合与自旋分裂Assignδ/ppmA7.0~7.45B2.63C1.22第49页，课件共87页，创作于2023年2月7.4自旋偶合和自旋系统>>

7.4.1自旋偶合与自旋分裂基本概念核自旋产生的核磁矩间的相互干扰，称为自旋-自旋偶合(spin-spincoupling)，简称自旋偶合。由自旋偶合引起的共振分裂现象，称为自旋-自旋裂分(spin-spinsplitting)，简称自旋裂分。分裂原因在氢-氢偶合中，峰的裂分是由于邻近碳原子上的氢核核磁矩的存在，轻微地改变了被偶合氢核的屏蔽效应而发生的。核与核间的偶合作用是通过成键电子传递的。第50页，课件共87页，创作于2023年2月7.4自旋偶合和自旋系统>>

7.4.1自旋偶合与自旋分裂例如：乙苯核磁共振的CH3与CH2峰的裂分图7-15乙苯CH3的自旋裂分图7-16乙苯CH2的自旋裂分第51页，课件共87页，创作于2023年2月7.4自旋偶合和自旋系统>>

7.4.1自旋偶合与自旋分裂n+1规律某基团的氢与n个相邻氢偶合时，将被分裂为n+1重峰，与该基团本身的氢核数无关。服从n+1律的多重峰，其峰高比为二项式展开式的系数比。单峰(single)1二重峰(doublet)1︰1三重峰(triplet)1︰2︰1四重峰(quartet)1︰3︰3︰1五重峰(quintet)1︰4︰6︰4︰1六重峰(sextet)1︰5︰10︰10︰5︰1第52页，课件共87页，创作于2023年2月7.4自旋偶合和自旋系统>>

7.4.1自旋偶合与自旋分裂n+1规律裂分峰的实际峰高比，与上述规律稍有差别。例如，乙基苯CH3三重峰左侧峰高于右侧峰、CH2四重峰的右侧峰高于左侧峰。这种相互偶合的质子峰，裂分后内侧峰高于外侧峰的现象，称为同心法则，也可用于判断裂分峰的偶合关系。第53页，课件共87页，创作于2023年2月7.4自旋偶合和自旋系统>>

7.4.1自旋偶合与自旋分裂n+1规律第54页，课件共87页，创作于2023年2月7.4自旋偶合和自旋系统>>

7.4.1自旋偶合与自旋分裂第55页，课件共87页，创作于2023年2月7.4自旋偶合和自旋系统>>

7.4.1自旋偶合与自旋分裂图7-18丙烯腈的核磁共振氢谱第56页，课件共87页，创作于2023年2月7.4自旋偶合和自旋系统>>

7.4.1自旋偶合与自旋分裂偶合常数偶合常数就是质子的峰形因偶合作用而产生峰的裂分裂距，它与化合物的分子结构密切相关，在推导化合物结构，尤其是确定立体结构时，是重要的参考信息。偶合常数的大小与外磁场强度无关，主要与相互偶合核的磁核间的化学键的数目及影响它们之间电子云分布的因素有关，这些因素有单键、双键、取代基的电负性和立体构型等。第57页，课件共87页，创作于2023年2月7.4自旋偶合和自旋系统>>

7.4.1自旋偶合与自旋分裂同碳质子的偶合常数两个H处于一个碳上，相隔两个键，它们之间的偶合称为同碳偶合，2J一般为负值。同碳质子尽管有偶合，如果它们的化学环境完全相同，这种偶合在谱图上表现不出来。影响2J的主要因素：取代基电负性会使绝对值减小，即向正的方向变化；脂环化合物环上同碳质子的2J值会随键角的增大而减小，即向负的方向变化；烯类化合物末端双键质子的2J一般在±3Hz之间，邻位电负性取代基会使2J向负的方向变化。偶合常数第58页，课件共87页，创作于2023年2月7.4自旋偶合和自旋系统>>

7.4.1自旋偶合与自旋分裂邻碳质子的偶合常数两个H处于相邻碳上，相隔三个键，它们之间的偶合称为邻碳偶合，3J一般为正值，数值大小在0~16Hz之间。饱和型邻碳偶合常数：在饱和化合物中，由于σ键自由旋转的平均化，使3J数值约为7Hz。3J大小与双面夹角、取代基的电负性、环系因素有关。偶合常数第59页，课件共87页，创作于2023年2月7.4自旋偶合和自旋系统>>

7.4.1自旋偶合与自旋分裂邻碳质子的偶合常数烯型邻碳偶合常数：通过两个单键和一个双键发生作用。由于双键的存在，反式结构的双面角为180°，顺式结构的双面角为0°，因此，反式3J大于顺式3J

。一些邻位质子的3J：偶合常数第60页，课件共87页，创作于2023年2月7.4自旋偶合和自旋系统>>

7.4.1自旋偶合与自旋分裂芳氢的偶合常数芳环氢的偶合常数分为邻、间、对为三种，偶合常数都为正值，邻位为6.0~9.4Hz(3键/较大),间位为0.8~3.1(4键/较小)，对位为0.59(5键/最小，不易表现出来)。苯环氢被取代后，特别是强吸电子或强供电子基团的取代，使苯环电子云分布发生变化，表现出J邻、J间、J对的偶合，使苯环质子峰变成复杂的多重峰。偶合常数第61页，课件共87页，创作于2023年2月7.4自旋偶合和自旋系统>>

7.4.1自旋偶合与自旋分裂Bromobenzene300MHz5.0mol%inCCl4第62页，课件共87页，创作于2023年2月7.4自旋偶合和自旋系统>>

7.4.1自旋偶合与自旋分裂远程偶合超过3个键的偶合称为远程偶合。远程偶合的偶合常数都比较小，一般在0~3Hz之间。常见远程偶合类型有：丙烯型偶合、高丙烯型偶合、炔及迭烯偶合、折线性偶合、W型偶合等。质子与其他和的偶合质子与其他磁性核，有时也有微弱的偶合，一般观察不到。例如：13C对1H的偶合、15P对1H的偶合、19F对1H的偶合、2D对1H的偶合。偶合常数第63页，课件共87页，创作于2023年2月7.4自旋偶合和自旋系统>>

7.4.1自旋偶合与自旋分裂化学等价核分子中若有一组核，其化学位移严格相等，则这组核称为彼此化学等价核。化学等价核具有相同的化学环境。例如：乙烷的一卤取代物，甲基3个氢的化学位移相等，是一组化学等价核，亚甲基的2个氢化学位移相等，是另一组化学等价核。核等价性第64页，课件共87页，创作于2023年2月7.4自旋偶合和自旋系统>>

7.4.1自旋偶合与自旋分裂A/3.427B/1.679核等价性第65页，课件共87页，创作于2023年2月7.4自旋偶合和自旋系统>>

7.4.1自旋偶合与自旋分裂磁等价核/磁全同核分子中一组化学等价核，它们对组外任何一个核都表现出相同大小的偶合作用，即只表现一个偶合常数，则这组核称为彼此磁等价核。核等价性第66页，课件共87页，创作于2023年2月7.4自旋偶合和自旋系统>>

7.4.1自旋偶合与自旋分裂磁等价核磁不等价核的结构特征有：单键不能自由旋转时，会产生不等价质子双键上同碳质子具有不等价性构象固定环上的CH2两个质子是不等价的与手性碳原子相连的CH2上的质子是不等价的取代苯环上相同环境的质子可能是磁不等价的核等价性第67页，课件共87页，创作于2023年2月7.4自旋偶合和自旋系统>>

7.4.2自旋系统将分子中几个核相互发生自旋偶合作用的独立体系称为自旋系统。只有了解光谱属于哪种自旋系统、磁核间偶合关系的规律、求算化学位移及偶合常数，才能正确解析光谱。第68页，课件共87页，创作于2023年2月7.4自旋偶合和自旋系统>>

7.4.2自旋系统自旋系统的命名原则一级图谱二级图谱简介第69页，课件共87页，创作于2023年2月7.4自旋偶合和自旋系统>>

7.4.2自旋系统分子中化学等价核构成核组，相互干扰的一些核或核组构成一个自旋系统。自旋系统内的核相互偶合，但不和系统外的其他核相互作用，即自旋系统是独立的。自旋系统的命名原则第70页，课件共87页，创作于2023年2月7.4自旋偶合和自旋系统>>

7.4.2自旋系统在一个自旋系统内，若一些核化学位移相近(Δv/J＜10)则这些核组分别以A,B,C…表示。若核组中包含n个核(即磁等价)，则在其字母右下角加下标n。自旋系统的命名原则第71页，课件共87页，创作于2023年2月7.4自旋偶合和自旋系统>>

7.4.2自旋系统Shift/ppmA7.419B7.323C7.158J(A,C)=2.3HzJ(B,C)=8.6Hz自旋系统的命名原则第72页，课件共87页，创作于2023年2月7.4自旋偶合和自旋系统>>

7.4.2自旋系统在一个自旋系统内，若包含几种核组，每种核组之内的化学位移相近，但不同种类核组的化学位移远大于它们之间的偶合常数，则其中一种核组用A,B,C…表示之，另一种核组用M,N,O…表示之，第三种核组用X,Y,Z…表示。自旋系统的命名原则第73页，课件共87页，创作于2023年2月7.4自旋偶合和自旋系统>>

7.4.2自旋系统自旋系统的命名原则第74页，课件共87页，创作于2023年2月7.4自旋偶合和自旋系统>>

7.4.2自旋系统在一个核组中，若核化学等价磁不等价，用同一字母表示，但要分别在字母右上角加撇、双撇等。自旋系统的命名原则第75页，课件共87页，创作于2023年2月7.4自旋偶合和自旋系统>>

7.4.2自旋系统自旋系统的命名原则第76页，课件共87页，创作于2023年2月7.4自旋偶合和自旋系统>>

7.4.2自旋系统自旋系统的命名原则Shift/ppmA

7.28B

3.82C

3.09D

2.76J(B,C)=4.1HzJ(B,D)=2.6HzJ(C,D)=5.5Hz第77页，课件共87页，创作于2023年2月7.4自旋偶合和自旋系统>>

7.4.2自旋系统一级图谱的条件①一个自旋系统的两组质子的化学位移差至少是偶合常数的10倍以上，即Δv/J≥10。②在这个自旋体系中同一组质子的各个质子必须是磁等价的。典型的一级谱系统二旋系统，如AX；三旋系统，如AX2、AMX；四旋系统，如AX3、A2X2；五旋系统，如A2X3。一级图谱第78页，课件共87页，创作于2023年2月7.4自旋偶合和自旋系统>>

7.4.2自旋系统一级图谱的规律①磁等价质子之间，尽管有偶合，但不发生裂分，如果没有其他质子的偶合，应出单峰。②磁不等价质子之间有偶合，发生的裂分峰数目应符合n+1规律。③各组质子多重峰的中心为该组质子的化学位移，峰形左右对称，还有“倾斜效应”。④偶合常数可以从图上直接量出来。⑤各组质子的多重峰强度比，为二项式展开式的系数比。⑥不同类型质子积分面积(或积分高度)之比等于质子的个数之比。一级图谱第79页，课件共87页，创作