波谱分析第3章-自旋体系及核磁共振谱图的分类课件

3.7自旋体系及核磁共振谱图的分类3.7.1磁等价（magneticequivalence）磁等价必须同时满足以下两个条件化学等价对任意另一核的偶合常数J3.7.2自旋体系(spinsystem)1.定义相互偶合的核组成一个体系自旋体系(三个自旋体系)若核组内的核磁等价，则在大写字母右下角用阿拉伯数字注明该核组的核的数目。如一个核组内有三个磁等价核，则可标为A3若核组内的核磁不等价，则用上角标“'”加以区别。如一个核组内有三个磁不等价核，则可标为AA'A"

3.7.3NMR谱图的分类核磁共振氢谱一级谱图（first-orderspectra）二级谱图（second-orderspectra）一级谱图必须同时满足以下两个条件：

1）∆ν/J大，至少要大于62）同一核组（化学等价）的核均为磁等价的不能同时满足上述两个条件的谱称为二级谱图1.一级谱图一级谱图有以下特点：裂分峰的数目符合n+1规律。某核和n个磁等价的核偶合时，可产生n+1条谱线，若它再与另一组n'个磁等价核偶合，则谱线的数目是(n+1)(n'+1)条峰组内各峰之间的相对强度可用二项展开式(a+b)n的系数近似地表示，n为磁等价核的个数一级类型的多重峰通过其中点作对称分布，中心位置即为化学位移值谱线裂分的间距即是它们的偶合常数J例二、1,1,2,3,3-五氯丙烷：Cl2CHCHClCHCl2例三、2-丁酮：CH3COCH2CH32.二级谱图例一、反-2,3-二甲氧基-β-硝基苯乙烯，双键的两个氢构成AB体系例三、邻二氯苯的四个氢构成AA'BB'体系4.8核磁共振氢谱谱图解析核磁共振氢谱谱图提供的信息主要有：信号的数目分子中有多少种不同类型的质子信号的位置每种质子的电子环境信号的强度每种质子的个数裂分情况邻近有多少个不同的质子三要素3.8.1核磁共振氢谱的解析步骤1.区分出杂质峰、溶剂峰以及旋转边带等2.计算不饱和度3.根据积分面积以及分子式，确定谱图中各峰组所对应的氢原子数目，对氢原子进行分配。4.由于分子存在对称性时，会使谱图出现的峰组数减少，分析时必需考虑分子的对称性。5.根据各峰组的化学位移及其氢原子数目，结合影响化学位移的因素，估计出各组氢所处的基团以及不含氢的基团。6.根据偶合常数J值及峰形确定基团之间的相互关系

对于一级谱图:裂分峰之间的距离相等相互偶合的峰组之间的偶合常数J值相等裂分峰的数目应该符合n+1规律相互偶合的峰组的外型有背靠背倾向，内侧较高(向心规则)3.8.21H核磁共振谱图解析举例例1、C3H7Br两个异构体（a）和（b）的1HNMR谱如下，推导其结构例2、分子式为C8H9Br，推导其结构例3、分子式为C5H10O3，推导其结构例5、分子式为C11H13ClO2，推导其结构223222课堂练习3.8.3辅助1H核磁共振谱图解析的一些手段1.使用高频仪器例二、1-溴丁烷，CH3CH2CH2CH2Br仪器固定频率与分辨率的关系Nuclei

(ppm)A1.89B2.00C2.08InteractionJ(Hz)AB4BC8＝1ppm相当于100Hz＝1ppm相当于400HzCBACABABC系统变为AMX系统由二级谱图变为一级谱图2.重氢交换3.介质效应4.自旋去偶双共振：在垂直于B0方向上再加上B2。

1H{1H}；13C{1H}：被检测的核{被人为干扰的核}{1H}处于饱和状态，消除偶合双共振实验的用途：简化谱图；确定一些隐藏谱线；提高灵敏度；确定J的相对符号；确定化学位移；确定空间位置；……3.8.双共振（Doubleresonance）去偶

定性解释A{X}：A为被测定的核；X为对A产生偶合的核，要去偶的核；

A照射A发生共振；同时用强功率

X照射X，X核发生共振并饱和，X在α和β两个能级之间快速跃迁，X谱线消失；A感受到的X的附加磁场平均为零，A与X的偶合消失；A的谱线变为单线。自旋去耦的主要用途：确定耦合关系；简化谱图；确定隐藏谱线的化学位移。1.自旋去耦（Spindecoupling）2.核Overhauser效应(NuclearOverhauserEffect)核Overhauser效应（NOE）:分子中空间相距较近的两核（<5Å），双共振辐照时，使其中之一达到跃迁的饱和状态；此时，另一个核的核磁共振信号增强。NOE产生的机制：磁性核之间的偶极耦合(dipolecoupling)。NOE的产生