71 第二节核磁共振与化学位移.ppt

第1页：核磁共振与化学位移

第十九章 核磁共振波谱分析法 第二节 核磁共振与化学位移

• 核磁共振与化学位移
• 影响化学位移的因素

第2页：核磁共振与化学位移（续）

核磁共振与化学位移（续）

• 1.屏蔽作用与化学位移理想化的、裸露的氢核
• 满足共振条件：ν0=γH0/ (2π)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
• 在外磁场作用下，运动着的电子产生相对于外磁场方向的感应磁场，起到屏蔽作用，使氢核实际受到的外磁场作用减小：H=（1-σ）H0σ：屏蔽常数
• σ越大，屏蔽效应越大
• ν0= [γ/ (2π) ]（1-σ）H0屏蔽的存在，共振需更强的外磁场(相对于裸露的氢核)

第3页：化学位移

化学位移

• ν0= [γ/ (2π) ]（1-σ）H0由于屏蔽作用的存在，氢核产生共振需要更大的外磁场强度（相对于裸露的氢核），来抵消屏蔽影响
• 在有机化合物中，各种氢核周围的电子云密度不同（结构中不同位置）共振频率有差异，即引起共振吸收峰的位移，这种现象称为化学位移

第4页：化学位移的表示方法

化学位移的表示方法

• 位移的标准没有完全裸露的氢核，没有绝对的标准。；相对标准：四甲基硅烷（内标）位移常数δTMS=0
• 为什么用TMS作为基准?a. 12个氢处于完全相同的化学环境，只产生一个尖峰；b.屏蔽强烈，位移最大。与有机化合物中的质子峰不重迭；c.化学惰性；易溶于有机溶剂；沸点低，易回收

第5页：位移的表示方法与裸露的氢核相比

位移的表示方法与裸露的氢核相比

• TMS的化学位移最大，但规定δTMS=0，其他种类氢核的位移为负值，负号不加
• δ= [（ν样-νTMS) /νTMS] 106(ppm)δ小，屏蔽强，共振需要的磁场强度大，在高场出现，图右侧
• δ大，屏蔽弱，共振需要的磁场强度小，在低场出现，图左侧

第6页：影响化学位移的因素

影响化学位移的因素

• 1．电负性--去屏蔽效应与质子相连元素的电负性越强，吸电子作用越强，价电子偏离质子，屏蔽作用减弱，信号峰在低场出现
• -CH3，δ=1.6~2.0，高场
• -CH2I，δ=3.0 ~ 3.5,-O-H，-C-H，δ大δ小低场高场

第7页：电负性对化学位移的影响碳杂化轨道电负性

SP>SP2>SP3。

第8页：影响化学位移的因素--磁各向

异性效应价电子产生诱导磁场，质子位于其磁力线上，与外磁场方向一致，去屏蔽。

第9页：影响化学位移的因素（续）

3价电子产生诱导磁场，质子位于其磁力线上，与外磁场方向一致，去屏蔽。

第10页：影响化学位移的因素（续2）

4苯环上的6个π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。

第11页：氢键效应形成氢键后

1H核屏蔽作用减少，氢键属于去屏蔽效应。

第12页：空间效应

空间效应。

第13页：空间效应δ

Ha=3.92ppmδHb=3.55ppmδHc=0.88ppmδHa=4.68ppmδHb=2.40ppmδHc=1.10ppm去屏蔽效应。

第14页：各类有机化合物的化学位移

饱和烃-CH3:δCH3=0.79～1.10ppm-CH2:δCH2=0.98～1.54ppm-CH:δCH=δCH3+(0.5～0.6)ppmδH=3.2~4.0ppmδH=2.2~3.2ppmδH=1.8ppmδH=2.1ppmδH=2~3ppm。

第15页：各类有机化合物的化学位移（续）

各类有机化合物的化学位移（续）

• ；烯烃端烯质子：δH=4.8~5.0ppm；内烯质子：δH=5.1~5.7ppm与烯基，；芳基共轭：δH=4~7ppm
• ；芳香烃芳烃质子：δH=6.5~8.0ppm供电子基团取代-OR，-NR2时：δH=6.5~7.0ppm吸电子基团取代-COCH3，-CN，-NO2时：δH=7.2~8.0ppm

第16页：各类有机化合物的化学位移-

COOH：δH=10~13ppm-OH：（醇）δH=1.0~6.0ppm（酚）δH=4~12ppm-NH2：（脂肪）δH=0.4~3.5ppm（芳香）δH=2.9~4.8ppm（酰胺）δH=9.0~10.2ppm-CHO：δH=9~10ppm。

第17页：常见结构单元化学位移范围

常见结构单元化学位移范围。

第18页：核磁共振波谱分析法内容选择

核磁共振波谱分析法内容选择

• 核磁共振基本原理
• 核磁共振与化学位移
• 自旋偶合与自旋裂分
• 谱图解析与结构确定
• 13C核磁共振波谱•13