醛和酮核磁共振

醛和酮核磁共振第1页，课件共14页，创作于2023年2月核磁共振谱(NMR)——在外磁场(H0)中，磁性原子核吸收某一频率的电磁波，而产生的共振跃迁信号。1、什么叫磁性原子核？原子的质量数和原子序数有一者为奇数时，该原子核就有自旋现象，此即称为磁性原子核。2、在外磁场(H0)中氢原子核自旋产生的磁矩有两取向：一、基本原理氢谱——1HNMR碳谱——13CNMR√非磁性原子核磁性原子核原子核自旋能产生循环电流，因而产生自旋磁矩(H’)

。第2页，课件共14页，创作于2023年2月H’与H0反向，能量高H’与H0同向，能量低E外加磁场强度H0H0’4、外磁场和吸收频率是什么关系？

γ—核常数3、什么叫共振跃迁？若电磁波提供的能量，恰好等于核的自旋能级之差，则该原子核能够吸收此能量，从低能级跃迁到高能级，此称为共振跃迁，也即产生了核磁共振吸收。1HH0＝1.0T，ν＝42.6MHzH0＝1.4029T，ν＝60MHzH0＝2.3486T，ν＝100MHzH0固定，改变ν——扫频——产生共振吸收的条件ν固定，改变H0——扫场ν仪

＝60MHz，100MHz…√第3页，课件共14页，创作于2023年2月第4页，课件共14页，创作于2023年2月二、1HNMR可测有几种氢——化学位移CH3CH2OH由于化学环境不同，造成的核磁共振信号的位置变化。伯氢仲氢羟基氢核外电子云的影响H核周围电子云密度越大，屏蔽效应越大。核外电子在外磁场中也产生感应磁场，其方向与外磁场相反。屏蔽常数1、化学位移是怎样产生的？产生共振吸收所需要的H0越高，信号向高场移动第5页，课件共14页，创作于2023年2月2、化学位移如何表示？存在两个问题：①化学位移的绝对值很小；②H0不同，位移值不同。选择(CH3)4Si(TMS)为标准，δ＝0——采用相对数值表示法δ为什么选TMS作标准？①TMS结构对称，只有一种氢②屏蔽效应高，在高场吸收δ小→高场δ大→低场第6页，课件共14页，创作于2023年2月CH3CH2OHabcabc1.23.65.33、影响化学位移的因素——电子效应吸电作用——电子云密度降低，屏蔽效应减弱，共振吸收移向低场。3.14.32.72.20.9δ(ppm)CH3－ClCH3－FCH3－BrCH3－ICH3－H质子环境6～85～62～30.9～1.5＝C－H(芳)＝C－H(烯)≡C－H(炔)－C－H(烷)4、特征质子的化学位移值10～129～101～51～5.5RCOO－H(酸)O＝C－H(醛)－N－H(胺)－O－H(羟)受纯度、浓度、温度等影响较大。√2～2.62～2.73.4～42.2～4HOOC－C－HO＝C－C－H－O－C－HX－C－H√第7页，课件共14页，创作于2023年2月三、1HNMR可测各种氢的比例——峰面积的计算化学环境相同的质子——等价质子等价质子——在相同位移处有吸收吸收峰的面积——与质子数成正比CH3CH2OHabcabc1HNMR在给出吸收峰的同时，自动画出阶梯曲线，以表示各类质子的相对多少。一般可以根据坐标纸的格数计算。6格12.4格17.8格Ha︰Hb︰Hc＝17.8︰12.4︰6＝3︰2︰1第8页，课件共14页，创作于2023年2月CH3CH2OH(高分辨)四、1HNMR可测各种氢的数目——自旋偶合和自旋裂分CH3CH2OHabcabc1、信号裂分的原因质子自旋产生自旋磁矩H’

相邻C不等价质子的H’

彼此影响，导致信号裂分。H0+2H’H0+H’－H’

H0－H’+H’H0－2H’

2H0+H’H0－H’

1H－C被测HC－H相邻C上干扰H外磁场强度——自旋磁矩——H0H’H0+H’H0－H’实际感受到的磁场H三重峰两重峰裂分效果实效磁场相邻质子核外电子云的影响(较大)——导致了化学位移相邻H核自旋的影响(较小)——导致了峰的裂分H0第9页，课件共14页，创作于2023年2月2、自旋偶合和自旋裂分的一般规律相邻C上不等价H，各自自旋磁矩对对方产生的影响，称为自旋偶合作用。由于自旋偶合作用，导致的共振吸收信号的裂分，称为自旋裂分。如果相邻C上，有n个等价的质子，则信号裂分为(n+1)个峰。如果相邻C上，分别有n1、n2个不等价质子，则信号裂分为(n1+1)(n2+1)个峰。单峰—s；双峰—d；三峰—t；四峰—q；多峰—m练习1：下列物质中质子在1HNMR中呈现几重峰？ssdqdtCH3-CH3CH3-CCl3CH3CHBr2CH2Cl-CHCl2－C–HO－CH3乙醛氯乙烷－CH2－－CH3CH3CHClCH37重峰CH3CH2CH2ClabcabcCH3CH2OH(高分辨)s?O－H中的H，因迅速交换，一般不发生偶合。q?同种相邻氢不发生偶合。第10页，课件共14页，创作于2023年2月练习2：指出下列图中各峰的归属CH3-CH2-CH2-OHsttm有四种氢，产生四组吸收峰。吸电作用—电子云密度降低，屏蔽效应减弱，共振吸收移向低场。TMS－CH3δ＝0.9－C－H(烷)δ＝0.9～1.5第11页，课件共14页，创作于2023年2月

例：已知某化合物分子式C7H16O3，其1HNMR图谱如下，试求其结构。

解：C7H16O3，饱和，C—O;醚或醇；三组峰：三种氢；δ(1.2)t：相邻为-CH2-；δ(3.7)q：相邻为–CH3；δ(5.2)s：相邻碳上无氢或为杂原子；峰面积：1:6:9即三个甲基、三个亚甲基、一个单氢.第12页，课件共14页，创作于2023年2月总结1、由化学位移(δ值)，可知H的环境。3、由峰面积可知各种氢的比例2、由峰的组数可知有几种等价的H4、由一个峰的裂分数目，可知相邻C上有几个H第13页，课件共14页，创作于2023年2月作业下列化合物中有几种类型的质子