第八章有機波譜知識ppt課件

1、1.紫外紫外-可見光可見光UV-Visultraviolet-visible)2.紅外光譜紅外光譜 IR （infrared spectroscopy)3.核磁共振核磁共振NMRNuclear magnetic resonance)4.質(zhì)譜質(zhì)譜 Mz( Mass spectrometry)5. X-ray crystallography 前三者均是基于前述的光吸收原理進行分析。質(zhì)譜分析法則有所不同，它是基于化合物分子在真空條件下受電子流轟擊或其它方法形成離子，同時發(fā)生某些化學鍵有規(guī)律的斷裂形成離子碎片。通過質(zhì)量分析器研究這些離子的分布從而推導(dǎo)出有機化合物結(jié)構(gòu)的方法。 波譜知識波譜知識 二、波譜

2、分析 波譜分析法Spectroscopy)涉及電磁輻射與物質(zhì)量子化的能態(tài)間的相互作用。輻射電場與物質(zhì)分子間的相互作用，引起分子吸收輻射能，導(dǎo)致分子的電子能級或振動、轉(zhuǎn)動能級發(fā)生變化。一般情況下原子或分子處于穩(wěn)定狀態(tài)，即其電子處于最低的能級上，稱為基態(tài)。如果用一連續(xù)波長的光束照射，則某些波長的光輻射能被吸收，原子或分子的外層電子則躍遷到高能級上，這種過程所對應(yīng)的光譜稱為吸收光譜。由于不同的分子內(nèi)部其電子能級或振動、轉(zhuǎn)動能級是不同的，而根據(jù)量子理論，原子或分子中各種運動狀態(tài)所對應(yīng)的能級是量子化的，即能級的能量變化是不連續(xù)的。分子體系吸收的電磁輻射的能量，總是等于體系的兩個允許狀態(tài)能級的能量差，因此

3、不同的分子所吸收的電磁輻射的頻率是不同的。通過研究這些吸收可以推導(dǎo)出分子的結(jié)構(gòu)。 1 1、基本原理、基本原理 紫外光是指波長在紫外光是指波長在4nm - 400 nm4nm - 400 nm間的電磁輻射，間的電磁輻射，可見光的波長范圍是可見光的波長范圍是 400 - 800 nm400 - 800 nm。許多有機化。許多有機化合物對紫外光或可見光均有吸收。若將不同波長合物對紫外光或可見光均有吸收。若將不同波長的吸光度記錄下來，并以波長的吸光度記錄下來，并以波長為橫座標，吸光為橫座標，吸光度度A A為縱座標作圖，就可獲得該化合物的紫外吸收為縱座標作圖，就可獲得該化合物的紫外吸收光譜。在紫外吸收光

4、譜中常以吸收帶的最大吸收光譜。在紫外吸收光譜中常以吸收帶的最大吸收波長波長maxmax和該波長下的摩爾吸光系數(shù)和該波長下的摩爾吸光系數(shù)maxmax表征表征化合物的吸收特征?；衔锏奈仗卣?。 分子對紫外光或可見光的吸收是基于分子的價電子在不同電子能級上的躍遷。 紫外吸收光譜又稱為電子光譜。但和原子光譜不同，紫外光譜并不是一個純的電子光譜，在電子躍遷過程中同時伴隨有振動和轉(zhuǎn)動能級的躍遷。 因此，紫外光譜并非原子光譜式的線光譜，而是由多個吸收波長極為相近的吸收線組成的帶光譜。 2.分子軌道與電子躍遷的類型 根據(jù)分子軌道理論，當2個原子形成化學鍵時，其原子軌道將進行線性組合以形成分子軌道，形成的分子

5、軌道數(shù)等于所結(jié)合的原子軌道數(shù)，其中能量低于相應(yīng)的原子軌道的稱為成鍵軌道，反之則為反鍵軌道。通常電子處在能量較低的成鍵軌道。 有機化合物中的共價鍵有鍵和鍵，鍵和鍵成鍵軌道表示為和，反鍵軌道則表示為*和*：此外，氧、硫、氮和鹵素等雜原子還有末成鍵的孤電子對，稱為n電子。 電子躍遷的類型有四種: *、*、n*、n*。 不同軌道間的躍遷所需的能量是不同的，因此其所對應(yīng)的吸收光譜的位置也各不相同。 *躍遷是單鍵中的電子在成鍵和*反鍵軌道間的躍遷，因軌道間的能級差最大，所需的能量最高，相應(yīng)的吸收峰波長較短，一般為 150-160 nm，即在真空紫外遠紫外光區(qū)。 *躍遷是不飽和鍵中的電子吸收能量躍遷到*反鍵

6、軌道的躍遷，其所需能量較要小，吸收峰波長一般為160-180nm，仍在遠紫外光區(qū)。 但當雙鍵以共軛形式存在時，隨共軛體系增大，吸收波長增長紅移），吸收峰可出現(xiàn)在近紫外區(qū)甚至可見光區(qū)。 3.有機化合物的紫外吸收光譜 烷烴 烷烴中只有電子，所以只能產(chǎn)生*一種電子躍遷。因吸收波長太短，不能用紫外吸收光譜研究。 當飽和化合物中含有氧、氮、鹵素等元素時，由于雜原子上有n電子，所以有*和n*兩種躍遷形式，但如前所述，吸收帶仍處于遠紫外區(qū)，在分析方面的應(yīng)用價值不大。 非共軛的不飽和化合物 非共軛的不飽和化合物中所含的不飽鍵雖可產(chǎn)生躍遷，但相應(yīng)的吸收帶仍在遠紫外區(qū)，不能被應(yīng)用于結(jié)構(gòu)分析。 含共軛體系的脂肪族化

7、合物 當分子中存在共軛體系時，成鍵軌道和反鍵軌道間的能級差變小，吸收波長總是高于200nm，且吸收強度也增強。這是紫外吸收光譜法研究的重點。 研究結(jié)果表明，這類化合物的最大吸收波長取決于共軛體系的大小，共軛體系上的取代基也有一些影響。 4.從紫外光譜推斷結(jié)構(gòu) 一般根據(jù)化合物的紫外光譜，可大致推斷其結(jié)構(gòu)： （1200-400nm 無吸收峰。飽和化合物，單烯。 （2270-350 nm有吸收峰=10-100醛酮 n* 躍遷產(chǎn)生的R 帶。 （3250-300 nm有中等強度的吸收峰=200-2000），芳環(huán)的特征 吸收具有精細解構(gòu)的B帶）。 （4200-250 nm有強吸收峰3104），表明含有一個

8、共軛體系K帶。共軛二烯：K帶（230 nm-不飽和醛酮：K帶230 nm ，R帶310-330 nm 260nm,300 nm,330 nm有強吸收峰。 下列化合物可存在那么些電子躍遷類型？請指出哪個化合物的吸收波長最長。 紫外-可見吸收光譜常用于研究具有共軛體系的有機化合物，而紅外吸收譜則主要研究在振動中伴隨偶極矩變化的化合物。通常紅外吸收帶的波長位置與吸收譜帶的強度，反映了分子結(jié)構(gòu)上的特點，可用以鑒定未知物結(jié)構(gòu)組成或確定其化學基團。 一般用波數(shù)表示：cm-1）=1/。是鑒定有機化合物的最常用的方法之一。常用的范圍是400 - 4000cm-1。紅外吸收光譜產(chǎn)生應(yīng)滿足兩個條件： (1)輻射應(yīng)

9、具有能滿足物質(zhì)產(chǎn)生振動躍遷所需的能量； (2)輻射與物質(zhì)間有相互偶合作用。分子在振動過程中必須有瞬間偶極矩的改變。 對稱分子：沒有偶極矩，輻射不能引起共振，無紅外活性。 如：N2、O2、Cl2 等。 非對稱分子：有偶極矩，紅外活性。 分子的振動可近似看為一些用彈簧連接的小球的運動。 任意兩個相鄰的能級間的能量差為： K化學鍵的力常數(shù)，與鍵能和鍵長有關(guān)， m為雙原子的折合質(zhì)量 m =m1m2/（m1+m2） 發(fā)生振動能級躍遷需要能量的大小取決于鍵兩端原子的折合質(zhì)量和鍵的力常數(shù)，即取決于分子的結(jié)構(gòu)特征。 多原子分子的振動 多原子分子的振動較雙原子分子振動復(fù)雜得多。其振動的基本類型有伸縮振動和彎曲振

10、動兩大類。 伸縮振動是指原子沿鍵軸方向伸縮，使鍵長發(fā)生周期性變化的振動。由于振動偶合作用，3個原子以上的基團還可分為對稱伸縮振動和不對稱伸縮振動，表示為對稱和不對稱。 彎曲振動又叫變形或變角振動，指基團鍵角發(fā)生周期性變化的振動。彎曲振動的力常數(shù)較小，因此常出現(xiàn)在低頻區(qū)。 紅外吸收峰的強度主要取決于吸收過程中偶極矩的變化。變化越大，吸收越強。通常兩個原子的電負性相差越大，吸收越強。如C=O吸收峰是大多數(shù)紅外譜圖中吸收最強的峰。 組成分子的各個基團均有其特定的紅外吸收區(qū)域。根據(jù)組成分子的各個基團均有其特定的紅外吸收區(qū)域。根據(jù)化學健的性質(zhì)，可將其分為四個區(qū)：化學健的性質(zhì)，可將其分為四個區(qū)：4000

11、- 2500 cm-1 4000 - 2500 cm-1 氫鍵區(qū)；氫鍵區(qū)； 2500 - 2000 cm-1 2500 - 2000 cm-1 叁鍵區(qū)；叁鍵區(qū)；2000 - 1500 cm-1 2000 - 1500 cm-1 雙鍵區(qū)；雙鍵區(qū)；1500 - 1000 cm-1 1500 - 1000 cm-1 單鍵區(qū)。單鍵區(qū)。按吸收的特征，又可分為官能團區(qū)按吸收的特征，又可分為官能團區(qū)4000 - 1300cm-14000 - 1300cm-1和和指紋區(qū)指紋區(qū)1300 - 600cm-11300 - 600cm-1）。）?；鶊F的特征吸收峰一般出現(xiàn)在官能團區(qū)，且吸收峰較稀疏，基團的特征吸收峰一般

12、出現(xiàn)在官能團區(qū)，且吸收峰較稀疏，利于分析，是基團鑒定最有用的區(qū)域。而后者主要包含因利于分析，是基團鑒定最有用的區(qū)域。而后者主要包含因變形振動產(chǎn)生的光譜。當分子結(jié)構(gòu)稍有不同時，其吸收峰變形振動產(chǎn)生的光譜。當分子結(jié)構(gòu)稍有不同時，其吸收峰在本區(qū)域即可表現(xiàn)出細微的差異，因而像人的指紋一樣專在本區(qū)域即可表現(xiàn)出細微的差異，因而像人的指紋一樣專一。這個區(qū)域?qū)τ趨^(qū)別結(jié)構(gòu)類似的化合物很重要。一。這個區(qū)域?qū)τ趨^(qū)別結(jié)構(gòu)類似的化合物很重要。 為了便于進行紅外光譜解析，通常將光譜分成八個不同區(qū)為了便于進行紅外光譜解析，通常將光譜分成八個不同區(qū)段。根據(jù)相應(yīng)吸收峰的情況可初步推測化合物的可能結(jié)構(gòu)。段。根據(jù)相應(yīng)吸收峰的情況可

13、初步推測化合物的可能結(jié)構(gòu)。 A. O-HA. O-H、N-HN-H伸縮振動區(qū)伸縮振動區(qū)3750 - 3000 cm-13750 - 3000 cm-1） 醇、酚、酸在非極性溶劑中，濃度較小稀溶液時，峰醇、酚、酸在非極性溶劑中，濃度較小稀溶液時，峰形尖銳，強吸收；當濃度較大時，發(fā)生締合作用，峰形較形尖銳，強吸收；當濃度較大時，發(fā)生締合作用，峰形較寬。寬。 含有氨基的化合物其峰強較締合的含有氨基的化合物其峰強較締合的OHOH基峰弱，且譜峰更尖基峰弱，且譜峰更尖銳。吸收峰的數(shù)目取決于銳。吸收峰的數(shù)目取決于N N原子上取代基的多少。伯胺和原子上取代基的多少。伯胺和伯酰胺為雙峰，且兩峰強度近似相等伯酰胺

14、為雙峰，且兩峰強度近似相等 B. C-H伸縮振動區(qū)3300 - 2700cm-1） 不同類型化合物的伸縮振動在本區(qū)域的不同位置。C-H、=C-H、Ar-H的吸收峰均在3000 cm-1以上區(qū)域，其中炔烴的吸收強度大、譜帶較窄。 芳烴在3030cm-1附近，烯烴的吸收出現(xiàn)在3010-3040cm-1，末端烯烴的吸收出現(xiàn)在3028cm-1附近。飽和烴和醛類的吸收波長低于3000cm-1，由此可區(qū)分飽和烴和不飽烴。 炔烴除利用C-H外，還可利用CC來確認。但注意，結(jié)構(gòu)對稱的炔烴不發(fā)生吸收，因其是紅外非活動的振動。 空氣中的CO2對譜圖也可能產(chǎn)生干擾，產(chǎn)生2349cm-1峰，因此解析時如有此峰出現(xiàn)應(yīng)注

15、意是否存在操作和儀器調(diào)整的問題。 D. D. 羰基伸縮振動區(qū)羰基伸縮振動區(qū)1900-1650cm-11900-1650cm-1） 羰基最常出現(xiàn)的區(qū)域是羰基最常出現(xiàn)的區(qū)域是1755-1670cm-11755-1670cm-1，常為紅外譜中最強的吸收峰，非常特征。常為紅外譜中最強的吸收峰，非常特征。 故故C=OC=O吸收是確定化合物中有無羰基存在吸收是確定化合物中有無羰基存在的主要依據(jù)。的主要依據(jù)。 各類羰基化合物因鄰近基團的不同，具各類羰基化合物因鄰近基團的不同，具體峰位也有差別體峰位也有差別 E 雙鍵伸縮振動區(qū)1690-1500cm-1） 該區(qū)主要包括C=C、C=N、N=N和N=O的伸縮振動及

16、苯環(huán)的骨架振動。 烯烴的一般較弱，且隨C=C鍵向分子中心移動，其強度減小或消失。因此不能據(jù)此判斷有無雙鍵。 苯環(huán)、吡啶環(huán)及其它雜芳環(huán)的骨架伸縮振動位于1600-1450cm-1范圍，于1600、1580、1500和1450cm-1附近出現(xiàn)3-4條譜帶。常用此范圍的2-3條譜帶確認芳環(huán)及雜芳環(huán)的存在。 F. X-HF. X-H面內(nèi)彎曲振動及面內(nèi)彎曲振動及X-YX-Y伸縮振動區(qū)伸縮振動區(qū)1475-1475-1000cm-11000cm-1） 本區(qū)域主要包括本區(qū)域主要包括C-HC-H面內(nèi)彎曲、面內(nèi)彎曲、C-OC-O、C-XC-X伸縮伸縮振動，及振動，及C-CC-C骨架振動等，是指紋區(qū)的一部分。烷骨架

17、振動等，是指紋區(qū)的一部分。烷基、醇、醚的精細結(jié)構(gòu)均可從這個區(qū)域分析。基、醇、醚的精細結(jié)構(gòu)均可從這個區(qū)域分析。 甲基、亞甲基在甲基、亞甲基在1460cm-11460cm-1處有特征吸收，此處有特征吸收，此外孤立甲基在外孤立甲基在1380cm-11380cm-1處出現(xiàn)單峰，是確定分子處出現(xiàn)單峰，是確定分子中有無甲基的根據(jù)。當兩個或三個甲基與同一碳中有無甲基的根據(jù)。當兩個或三個甲基與同一碳原子相連時，原子相連時，1380cm-11380cm-1峰分裂成雙峰，這是由于峰分裂成雙峰，這是由于多個甲基彎曲振動相互偶合所致。由此可確定異多個甲基彎曲振動相互偶合所致。由此可確定異丙基。丙基。 G. C-H面外

18、彎曲振動區(qū)1000-650cm-1） 本區(qū)域最重要的是烯烴和芳烴的C-H面外彎曲振動對結(jié)構(gòu)非常敏感，可借助這些吸收峰確定各取代類型的烯烴及芳環(huán)上取代基的位置。 對于RCH=CH2類型的化合物，一般在995和910cm-1處出現(xiàn)兩強峰。對于R1R2C=CH2類型則R都是烷基，則在890cm-1處出現(xiàn)強吸引峰。順式二取代烯烴的峰受取代基的影響較反式顯著。反式烯烴在970cm-1處有吸收峰，常用于確定順反異構(gòu)體。 應(yīng)用IR譜識別芳香族化合物的取代類型，主要看兩部分： （1900-650cm-1的強峰； （22000-1660cm-1的弱峰。 （1了解樣品來源、純度。純度一般要求在98%以上，如純度不

19、符要求，則需先進行分離提純。 （2計算化合物的不飽和度。 （3由IR光譜確定基團及其結(jié)構(gòu)。從高波數(shù)區(qū)吸收峰確定基團及結(jié)構(gòu)，再從指紋區(qū)確證。推導(dǎo)出結(jié)構(gòu)后可通過查閱標準譜庫確認。 （1對映異構(gòu)體具有相同的紅外光譜，不能用IR區(qū)分。 （2特征吸收峰不存在時，可以確認基團不存在。但吸收峰存在并不意味該基團一定存在，可能是雜質(zhì)干擾。 （3在一個光譜圖中的所有吸收峰并不能全部指出其歸屬，因有些峰是其它峰的倍頻或組頻，另外還有一些峰是多個基團振動吸收的疊加。 （4在650cm-1以上只出現(xiàn)少數(shù)寬吸收峰者，大多為無機化合物。 （53350和1640cm-1處的吸收峰有可能是樣品中吸收的水的峰。 （6聚合物的紅

20、外光譜不受分子量影響。 （7解析光譜時應(yīng)首先注重強吸收峰，但有些弱峰、肩峰也可提供結(jié)構(gòu)的線索。 解：從化合物組成分析，不飽和度=4。 （1確定芳族化合物的依據(jù)是苯環(huán)、吡啶環(huán)及其它雜芳環(huán)的骨架伸縮振動位于1600-1450cm-1范圍，于1600、1580、1500和1450cm-1附近出現(xiàn)3-4條譜帶。圖中1615、1500cm-1處有峰，證明是芳族。 （2含甲基的一個特征是1380cm-1處應(yīng)出現(xiàn)單峰。圖中并沒有。 （33500-3300cm-1區(qū)有吸收峰，說明含OH。C=O峰在1700cm-1處末出現(xiàn)。 （42000-1600cm-1吸收帶的形狀也證明其是單取代苯。 因此推斷分子式為C6H

21、5-C2H4OH 正辛烷：正辛烷： 1辛烯辛烯 1辛炔：辛炔： 正丁醇：正丁醇： 正丁醚正丁醚 大多數(shù)原子核都圍繞某一個軸作旋轉(zhuǎn)運動，稱為核的自旋。由于原子核是帶正電荷的，因而當其自旋時，就會產(chǎn)生一個磁場，磁場的強弱取決于核磁距。不同原子核的自旋情況可以用自旋量子數(shù)I描述： （1I=0，其原子核的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)均為偶數(shù)。沒有自旋現(xiàn)象； （2I為整數(shù)，其原子核的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)均為奇數(shù)，有核自旋現(xiàn)象； （3I為半整數(shù)，其原子核的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)一為奇數(shù)，一為偶數(shù)。這類核也有自旋現(xiàn)象。 有自旋現(xiàn)象的核在外加磁場中，由于磁矩與磁場的相互作用，可存在2I+1個取向，每個取向代表原子核的某個特定能量狀態(tài)。以

22、1H1核為例，其I=1/2，故存在兩種取向，或與外加磁場方向相反，能量較高；或與外加磁場方向平行，能量較低。兩個能級間的能量差為： E = 2HHo H為氫核的磁矩，Ho為外加磁場強度。因此原子核可以吸收一定頻率的電磁輻射并改變核自旋方向。 按照這個原理，氫核在外磁場中應(yīng)當只有一個共振頻率。 例如在例如在90MHz90MHz的核磁共振儀中所有的氫核應(yīng)當均在外磁場的核磁共振儀中所有的氫核應(yīng)當均在外磁場Ho = 2.1THo = 2.1T處產(chǎn)生共振吸收信號。然而實際上并非如此，處產(chǎn)生共振吸收信號。然而實際上并非如此，化合物中同類磁核往往出現(xiàn)不同的共振頻率。研究表明分化合物中同類磁核往往出現(xiàn)不同的共

23、振頻率。研究表明分子中原子核所受到的磁場并不完全等于外加磁場，核外的子中原子核所受到的磁場并不完全等于外加磁場，核外的電子云對外加磁場有屏蔽作用。因此同類磁核實際測得的電子云對外加磁場有屏蔽作用。因此同類磁核實際測得的共振頻率可以反映出其受到電子云屏蔽的情況，即其所處共振頻率可以反映出其受到電子云屏蔽的情況，即其所處的化學環(huán)境。據(jù)此可以推斷化合物的結(jié)構(gòu)。的化學環(huán)境。據(jù)此可以推斷化合物的結(jié)構(gòu)。 同一分子中不同類型的氫核，由于化學環(huán)境不同，共振吸同一分子中不同類型的氫核，由于化學環(huán)境不同，共振吸收頻率出現(xiàn)差異。其差值與氫核所處的環(huán)境相關(guān)收頻率出現(xiàn)差異。其差值與氫核所處的環(huán)境相關(guān). .輻照的輻照的射

24、頻頻率射頻頻率o o 或磁場強度或磁場強度BoBo相比，差值僅為相比，差值僅為o o 或或BoBo的百的百萬分之十左右。萬分之十左右。 為了克服測量上的困難及避免因儀器不同造成結(jié)果不同，在實際為了克服測量上的困難及避免因儀器不同造成結(jié)果不同，在實際工作中使用一個與儀器無關(guān)的相對測量值表達核所處的化學環(huán)境，工作中使用一個與儀器無關(guān)的相對測量值表達核所處的化學環(huán)境，即規(guī)定某一標準物，測量樣品中各吸收峰與標樣的即規(guī)定某一標準物，測量樣品中各吸收峰與標樣的差值差值，兩者的比值只與核的性質(zhì)有關(guān)兩者的比值只與核的性質(zhì)有關(guān). .值僅與核所處的化學環(huán)境有關(guān)，故稱為化學位移。值僅與核所處的化學環(huán)境有關(guān)，故稱為化

25、學位移。 在核磁共振譜中，常用四甲基硅烷作在核磁共振譜中，常用四甲基硅烷作CH3)4Si CH3)4Si (Tetramethylsilane(Tetramethylsilane，簡稱，簡稱TMS) TMS) 為標準物。為標準物。 - 樣 品TMSo= 106 由于： （1TMS中四個甲基的質(zhì)子所處的化學環(huán)境相同，在NMR譜上只有一個峰； （2TMS中的質(zhì)子由于屏蔽程度高Si的推電子效應(yīng)使質(zhì)子上核外電子密度增大），絕大多數(shù)有機化合物的質(zhì)子峰都出現(xiàn)在TMS峰的左側(cè)； （3TMS沸點低，易從樣品中除去，有利于樣品回收； （4TMS易溶于大多數(shù)有機溶劑，且性質(zhì)不活潑。 D2O CDCl3 DMSO-

26、d6 等等用D代替H的溶劑。 （一屏蔽效應(yīng) 當氫原子通過化學鍵與其它原子或基團相聯(lián)時，電負性大的取代基降低了氫核外圍電子云密度，從而其共振吸收向低場移動，值增大。取代基電負性愈大、氫核的值愈大。 （二誘導(dǎo)效應(yīng) 當氫原子通過化學鍵與其它原子或基團相聯(lián)時，電負性大的取代基降低了氫核外圍電子云密度，從而其共振吸收向低場移動，值增大。取代基電負性愈大、氫核的值愈大。以CH3CH2CH2X的H值為例： X-CH2 -CH2 -CH3 X：OH : 3.49 1.53 0.93 X：Cl : 3.47 1.81 1.06 通常相隔3個以上碳的影響可不考慮。 （三共軛效應(yīng)在共軛效應(yīng)中，推電子基團使減小，而拉

27、電子基團則使增大。如苯環(huán)上的氫被推電子基如CH3O取代后，由于p-共軛，使苯環(huán)的電子云密度增大，H值減小。而拉電子基如C=O、NO2取代后，由于共軛效應(yīng)，苯環(huán)的電子云密度降低，H值升高。這種效應(yīng)在烯烴化合物中也同樣出現(xiàn)。 (四) 化學鍵的各向異性略 ）（五濃度氫鍵）、溫度與溶劑對H值的影響濃度：與O、N相連的氫，由于分子間氫鍵的存在，濃度增大時締合度增高，H值增大。溫度：溫度不同可能引起化合物分子結(jié)構(gòu)改變，如互變結(jié)構(gòu)酮式與烯醇式）、空間構(gòu)象等，可引起NMR譜的改變。溶劑：NMR測量中常用溶劑是CCl4和CDCl3，測得的NMR譜重現(xiàn)性好。一般化合物在其它溶劑中測得的可能會有所變化，這是溶劑與溶

28、質(zhì)間相互作用的結(jié)果溶劑效應(yīng)）。 與電負性大的原子O、S、N相連的H是活潑的，常與分子間或溶劑間的質(zhì)子發(fā)生交換反應(yīng)。如采用重水D2O作溶劑時，含-OH、-COOH、-NH2、-SH等基團的活潑氫均被溶劑交換，不再顯示出相應(yīng)的峰。這是判斷樣品中是否含活潑氫的一種有效手段。 自旋核之間的相互作用稱為自旋-自旋偶合作用，這種作用導(dǎo)致吸收峰分裂成多重峰。如乙醇的高分辨NMR譜： 出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是由于相鄰的氫核在外磁場中產(chǎn)生不同的局部磁場且相互影響的結(jié)果。以 CHCl2CH2Cl分子為例:自旋裂分：由于自旋偶合引起的峰的裂分。自旋裂分：由于自旋偶合引起的峰的裂分。 （n+1）（m+1） 積分線積分線

29、意義：峰的積分數(shù)值之比為氫原子個數(shù)之比。意義：峰的積分數(shù)值之比為氫原子個數(shù)之比。 25Jul2002HNM R M atch Factor 1.0Acquisition Time (sec) 4.0960Comment2PENATANONEDate13FEB97Frequency (M Hz)300.15Nucleus1HNumber of Transients16Original Points Count16384Points Count16384Sweep W idth (Hz)4000.00CH31234CH35O612.011.511.010.510.09.59.08.58.07.57

30、.06.56.05.55.04.54.03.53.02.52.01.51.00.50.0-0.5-1.0-1.53.633.002.711.943.02.52.01.51.00.53.633.002.711.94No.(ppm)Value10.38.1.073.6321.44.1.761.9431.96.2.273.0042.32.2.702.71核磁共振氫譜是分析有機化合物結(jié)構(gòu)的重要手段。解析的一般程序如下：1.在測試NMR譜前首先對試樣進行元素分析、紫外和紅外光譜分析 2.檢查TMS信號是否尖銳、對稱和在原點，以確定儀器是否工作正常 3.有一些峰可能源自溶劑如使用CDCl3時在處可能有峰）

31、，應(yīng)注意 4.從峰面積確定各組峰的質(zhì)子數(shù) 5.首先分析單峰，然后再分析甲基、亞甲基峰 6.確定在低場區(qū)的COOH、CHO、OH峰 7.采用重水確認OH、NH、COOH中的活潑H 8.芳香化合物中苯環(huán)上H的NMR譜情況較復(fù)雜 1HNMR譜解析實例譜解析實例分析以下化合物的結(jié)構(gòu)。分析以下化合物的結(jié)構(gòu)。C4H10O, 各峰的面積比為各峰的面積比為6:1:2:1 分析：化合物不飽和度為0，NMR譜中共有四組峰，每組峰的偶合數(shù)目分別是1、2、多個和2個。據(jù)此結(jié)合峰面積分析其結(jié)構(gòu)為：（CH32CHCH2OH。相應(yīng)的化學位移值也與峰位置相符。25Jul2002Acquisition Time (sec) 4

32、.0960Comment3-pentanoneDate12FEB97Frequency (MHz)300.15Nucleus1HNumber of Transients16Original Points Count16384Points Count16384Sweep Width (Hz)4000.00CH31234CH35O612.0 11.511.010.510.09.59.08.58.07.57.06.56.05.55.04.54.03.53.02.52.01.51.00.50.0-0.5-1.0-1.56.004.082.52.01.51.06.004.08No.(ppm)Value1

33、0.78.1.306.0022.35.2.604.0825Jul2002Acquisition Time (sec) 4.0960CommentBENZOYLACETONEDate05DEC96Frequency (MHz)300.15Nucleus1HNumber of Transients8Original Points Count16384Points Count16384Sweep Width (Hz)4000.00123CH34O5O678910111211.511.010.510.09.59.08.58.07.57.06.56.05.55.04.54.03.53.02.52.01.

34、51.00.50.0-0.5-1.0-1.5-2.03.303.002.400.91104,4,48,122,2,9,112.216.187.457.467.477.507.537.877.898.07.57.06.56.03.302.400.91108,122,2,9,116.187.457.467.477.507.537.877.877.897.90No.(ppm)Height12.211.00026.180.28837.450.10147.460.05657.470.09667.500.073No.(ppm)Height77.530.05987.870.08197.870.128107.

35、890.100117.900.085No.Atom(ppm)142.17.2.23242.17.2.23342.17.2.234106.17.6.20527.41.7.57No.Atom(ppm)627.41.7.57797.41.7.578117.41.7.57987.85.7.9710127.85.7.97No.(ppm)Value12.06.2.273.0025.92.6.300.9137.37.7.723.3047.75.8.092.4025Jul2002HNMR Match Factor 0.93Acquisition Time (sec) 4.0960CommentCYCLOHEX

36、ANONEDate20FEB96Frequency (MHz)300.15Nucleus1HNumber of Transients16Original Points Count16384Points Count16384Sweep Width (Hz)4000.00O123456712.011.511.010.510.09.59.08.58.07.57.06.56.05.55.04.54.03.53.02.52.01.51.00.50.0-0.5-1.0-1.56.003.542.82.72.62.52.42.32.22.12.01.91.81.71.61.51.41.36.003.54No

37、.(ppm)Value11.39.2.226.0022.25.2.793.5425Jul2002Acquisition Time (sec) 4.0960CommentCYCLOPENTANONEDate14FEB97Frequency (MHz)300.15Nucleus1HNumber of Transients16Original Points Count16384Points Count16384Sweep Width (Hz)4000.0012345O612.0 11.511.010.510.09.59.08.58.07.57.06.56.05.55.04.54.03.53.02.5

38、2.01.51.00.50.0-0.5-1.0-1.54.262.92.82.72.62.52.42.32.22.12.01.91.81.74.264.00No.(ppm)Value11.85.2.064.0022.08.2.344.2625Jul2002HNMR Match Factor 1.0Acquisition Time (sec) 4.0960CommentETHANALDate02SEP96Frequency (MHz)300.15Nucleus1HNumber of Transients16Original Points Count16384Points Count16384Sw

39、eep Width (Hz)4000.001CH32O3H412.011.511.010.510.09.59.08.58.07.57.06.56.05.55.04.54.03.53.02.52.01.51.00.50.0-0.5-1.0-1.53.601.002,2,241.641.681.699.329.349.35No.(ppm)Height11.641.00021.640.95831.680.06741.690.06359.320.08269.330.23179.340.24089.350.095No.Atom(ppm)121.53.1.86221.53.1.86321.53.1.864

40、49.26.9.63No.(ppm)Value11.53.1.863.6029.26.9.631.0025Jul2002HNMR Match Factor 0.6Acquisition Time (sec) 2.0480Comment2-methyl-1-propanolDate02NOV95Frequency (MHz)300.15Nucleus1HNumber of Transients8Original Points Count8192Points Count8192Sweep Width (Hz)4000.00CH312CH334OH512.0 11.511.010.510.09.59

41、.08.58.07.57.06.56.05.55.04.54.03.53.02.52.01.51.00.50.0-0.5-1.0-1.56.002.071.060.883.53.02.52.01.51.06.002.071.060.88No.(ppm)Value10.64.1.146.0021.61.1.950.8832.02.2.341.0643.27.3.582.0725Jul2002Acquisition Time (sec) 4.0960CommentPinacoloneH-1Date10FEB97Frequency (MHz)300.15Nucleus1HNumber of Tran

42、sients16Original Points Count16384Points Count16384Sweep Width (Hz)4000.0012O3CH34CH35CH36CH3712.011.511.010.510.09.59.08.58.07.57.06.56.05.55.04.54.03.53.02.52.01.51.00.50.0-0.5-1.0-1.59.003.00No.(ppm)Value11.07.1.299.0022.02.2.243.0025Jul2002HNMR Match Factor 0.81Acquisition Time (sec) 8.1920CommentPTOLUALDEHYDEDate13FEB97Frequency (MHz)300.15Nucleus1HNumb