13 第13章 有机波谱学基础.pptx

第1页：第十三章 有机波谱学基础

第十三章 有机波谱学基础：本章目录页。

• 第一节 吸收光谱的一般原理
• 第二节 紫外光谱
• 第三节 红外光谱
• 第四节 核磁共振谱

第2页：紫外光谱

• 紫外光谱(UV)•红外光谱(IR)•核磁共振谱(NMR)•质谱(MS)第十三章有机波谱学基础从广义上讲，波谱学既可以是基于样品对电磁波的吸收而得到的谱，如UV、IR、NMR，也可以是基于不同质量离子的分离而得到的谱，如MS。

在有机结构测定中最常用的四大谱:

第3页：第一节 吸收光谱的一般原理

同一原理，即被测有机分子可以选择性地吸收电磁波的能量，使分子从基态跃迁到激发态。

这种特征能量的吸收就形成了一定的吸收光谱。

光子的能量和波动性

波长越短频率越高能量越大

第4页：不同能量的光谱相对于分子的不同

不同能量的光谱相对于分子的不同运动紫外及可见光谱价电子跃迁红外光谱分子振动与转动核磁共振谱核自旋能级跃迁核与内层电子跃迁•将价电子激发到较高能级所产生的吸收光谱主要在近紫外及可见光谱区，称为紫外及可见光谱(简称紫外光谱，UV).•引起分子振动能级跃迁的吸收光谱，主要在中红外区，称红外吸收光谱(简称红外光谱，IR)。

• 自旋的原子核在外磁场中因吸收无线电波而引起核自旋能级跃迁，从而产生核磁共振谱(1HNMR,13CNMR)。
• -1

第5页：表电磁波与光谱

表电磁波与光谱

第6页：第二节 紫外光谱

(ultraviolet spectra)一、紫外光谱的基本原理紫外光谱的波长范围为200~1000nm。

• ~400nm为近紫外光区(氘灯，2H)，400~800nm为可见光区(钨灯)。

紫外光谱仪波长范围涵盖近紫外和可见光区

第7页：基本概念图例11

(一)基本概念图例11,3-丁二烯的紫外光谱图•通常横坐标用波长(λ)表示,而纵坐标用吸收度(A),摩尔吸收系数(ε)和(㏒ε)表示吸收强度。

• λmax:最大吸收波长,是特定化合物紫外光谱的特征吸收。

第十三章有机波谱学基础第二节紫外光谱（一、基本原理）•Lambert-Beer定律：A=εCLC:摩尔浓度L:吸收池厚度(cm)

第8页：在吸收曲线中有时会出现肩峰

在吸收曲线中有时会出现肩峰,可用sh(shoulder)表明。

图例23-甲基-3-戊烯-2-酮紫外光谱

第9页：β-胡萝卜素

β-胡萝卜素

吸收蓝色光呈现颜色：黄色(互补色)β-胡萝卜素：λmax455nm*光的吸收与颜色

第10页：价电子跃迁的基本类型香芹酮在λ

• 价电子跃迁的基本类型香芹酮在λ245nm和λ320nm处吸收了光能,这必定是分子内部某些电子能级跃迁产生的吸收。

究竟是哪些电子吸收光能从低能级跃迁到高能级上去了？

有机分子中的电子跃迁有哪些类型?

图例3香芹酮的紫外光谱图

第11页：σ轨道(σ键电子

• σ轨道(σ键电子。

分为σ和σ*)•π轨道(π键电子。

分为π和π*)•非键轨道(n)：未共用对电子三类分子轨道：价电子按能量最低原理填入成键轨道中，反键轨道能量较高，基态时是空着的。

电子从低能级向高能级跃迁时，所需能量与光波频率相匹配时，就吸收光能而跃迁。

价电子跃迁所需能量在紫外及可见光区。

第12页：弱. (C—X

②n→σ*λn→*~200nm,ε~102,弱. (C—X,C—O, C—N孤对电子)①→800 Kj/mol,λ→*~150nm (饱和烃)→n→③π→π*隔离π键:λ→←200nm共轭π键:•→→200nm→104,强带(K带)→n→

第13页：在四种电子跃迁

在四种电子跃迁中n→π*跃迁所需的能量最低，吸收的波长最长，其次是π→π*跃迁。

这两种跃迁吸收光的波长都在近紫外区和可见区内,所以对阐明有机化合物的结构最有意义的是π→π*和n→π*跃迁。

λmax218 nmπ→π*(共轭)λmax320 nmn→π*图例4丙烯醛的紫外光谱CH2=CH-CH=O

第14页：n电子的存

• 由于n电子的存在，还会使π→π*跃迁产生的吸收向长波方向移动(红移)，使吸收强度增加, ε增大(称为增色效应).即含有未共用电子对的基团有助于生色和加深颜色，这类基团称为助色基。
• 在某些因素如取代基或溶剂的影响下，紫外吸收峰可能向短波方向移动(兰移或紫移)，吸收强度也相应减小，ε下降(减色效应)。

无论链状还是环状共轭体系中，任何阻碍共轭的因素都会导致兰移。

• 凡是在某一波段内产生吸收的基团就称为这一波段的生色基。

C=C, C=O, C=N，NO2等都是生色基。

第15页：紫外光谱在有机结构分析中的应用紫外光

• 紫外光谱在有机结构分析中的应用紫外光谱主要提供有关化合物共轭体系的信息。

共轭程度越大,λmax越大。

第16页：随着共轭体系的延长

随着共轭体系的延长，紫外吸收向长波方向移动,且强度增大(π→π*),因此可判断分子中共轭的程度(每增加一个共轭双键，λmax增加30~50nm)。

图例5H-(CH=CH)n-H的紫外光谱

第17页：苯及芳香化合物具有环闭的共轭体系

苯及芳香化合物具有环闭的共轭体系，一般有三个吸收带：E1带(带)，E2带(带)和B带(带)。

苯的E1带λmax184nm(68000),强峰,位于远紫外区。

E2带λmax204nm (8800),中等强度的吸收峰。

E1和E2统称为E带。

B带(Benzenoid,苯环带)是一个精细结构带(多重峰)，λmax254nm(250),在苯及其简单衍生物中,几乎都有相同强度的B带(ε=250~300)。

B带是芳香族的特征谱带。

第18页：在苯环上引入助色基如

在苯环上引入助色基如-OH，-NH2等，E带和B带红移,并且常常增强B带,使失去其精细结构。

UV图苯酚的紫外光谱(溶剂

环己烷)

第19页：3-环己二烯和1

问题

1.1,3-环己二烯和1,4-环己二烯中哪一个在200nm以上有紫外吸收？

• 化合物A和B能否用紫外光谱鉴别,为什么？

第20页：第三节 红外光谱

(Infrared Spectra,IR)第十三章有机波谱学基础第三节红外光谱•红外光谱就是测定有机物在用中红外区域波长的光照射时的吸收情况。

• 通过IR测定，可以得知一个化合物中存在哪些官能团•可以象鉴定指纹和照片那样，通过IR来鉴别化合物

第21页：第三节 红外光谱

• 横坐标——波数(cm-1),λ：波长(μm）•纵坐标——吸光强度(A)或透过率(T，%)•谱区——4000cm-1～400 cm-1

第22页：红外光谱的基本原理在真实分子

• 红外光谱的基本原理在真实分子中,原子处于不断的运动之中。

这种运动可分为两大类

一是振动,包括键的伸缩振动和弯曲振动；

• 是转动,即原子沿着键轴作相对的转动。

红外光谱就是由分子吸收红外光后，引起振动能级的跃迁而得到的。

• 伸缩振动:改变键长的振动(Stretching vibration,ν)•弯曲振动:改变键角的振动(Bending vibration,δ)

第23页：以亚甲基为例

以亚甲基为例说明分子中化学键不同的振动形式所产生的不同红外吸收峰。

Scissoring~1450 cm-1(剪式)Rocking~750 cm-1(摇式)Wagging~1250 cm-1(摆式)Twisting~1250 cm-1(扭式)

第24页：决定于该分子的振动自由度

峰数

决定于该分子的振动自由度。

对于含n个原子的非线性分子，其振动自由度=3n-6个（线性分子为3n-5）。

实际峰数往往少于理论振动自由度数，其原因有：•不伴随偶极矩变化的振动没有IR吸收二、红外吸收峰的位置和强度•频率完全相同的振动所产生的吸收峰彼此发生简并•强而宽的吸收峰往往覆盖与之频率相近的弱而窄的峰

第25页：峰位粗略地

• 峰位粗略地将以共价键相连的原子比做用弹簧连接的球，其伸缩振动可近似当作简谐振动来处理。

E = h•伸缩振动的频率近似按Hoocke定律计算m1m2(约合质量)

第26页：组成化学键的原子半径越小

• 组成化学键的原子半径越小，键长越短，振动所需能量就越大,吸收峰的波数就越高。
• 约合质量越小,吸收峰的波数也越高。
• O-H、N-H、C-H伸缩振动的吸收峰在3000波数及以上。
• νC≡C＞νC＝C＞νC－C；

νC=O＞νC-O。

• 对于同一化学键，伸缩振动比弯曲振动所需的能量高，其吸收峰常出现在高波数区域。

第27页：实际上大多数有机物的结构与峰位

• 实际上大多数有机物的结构与峰位的关系是通过大量实验数据的积累,进行归纳总结而得到的。
• 由于各基团受到其他因素的影响，峰位并不总是固定在一个波数上，而是在一定的波数范围内。

如C=O的伸缩振动吸收峰在酮、酯、酰胺等不同化合物中就有差别；

醇、酚、羧酸类由于氢键的形成，使νO-H向低波数位移。

• 般来说，凡是使键增强（结合牢固）的因素，吸收峰向高波数移动,反之则向低波数移动。

第28页：通常用下列符号粗略地描述吸收峰

通常用下列符号粗略地描述吸收峰的强度:3.峰强vs(very strong)很强ε: ~200s(strong)强ε: 75~200m(medium)中等ε: 25~75w(weak)弱ε: 5~25vw(very weak)很弱ε: 0~5b(braod)宽峰峰的强度与狭缝宽度有关，而红外光谱仪的狭缝较宽，加之样品测定时，温度、溶剂等实验条件难以固定,故吸收峰的强度不便精确测定。

第29页：化合物的分子在振动过程中引起偶极

• 化合物的分子在振动过程中引起偶极矩的变化越大，则吸收峰越强。

如由电负性相差较大的原子构成的C=O、C=N、C-N、C-O等，红外吸收峰一般都很强。

而C-C、C-H的吸收峰较弱。

• 吸收峰也随跃迁几率的增加而增强，所以样品的浓度增大，吸收峰也会增强。

吸收峰强度

O-H → C-O → C-C•温度,溶剂,不同的仪器对吸收峰的强度都有影响。

第30页：红外光谱的分区在4000 cm

4.红外光谱的分区在4000 cm-1～1330 cm-1区域内,官能团的特征吸收峰较多,容易辨认,故把此区称为特征谱带区,或称为官能团区（functional group region）。

在1330 cm-1～650 cm-1区域内,主要是一些单键的伸缩振动和弯曲振动所产生的吸收峰,在这一区域,分子结构的细微变化会引起吸收峰的位置和强度明显改变,犹如人的指纹一样，因人而异，故常把这一区域称为指纹区(fingerprint region)。

官能团区

第31页：表各类有机化合物的特征吸收频率

表各类有机化合物的特征吸收频率

第32页：各类有机化合物的特征吸收频（续）

续上表各类有机化合物的特征吸收频率

第33页：下列化合物在红外光谱中有何特征吸

问题:下列化合物在红外光谱中有何特征吸收峰？

第34页：各类化合物的红外光谱举例

• 各类化合物的红外光谱举例（一）烃类化合物C-H键伸缩振动的峰位与碳的杂化状态有关。

烷烃

ν(sp3C-H)在2800～3000cm-1烯烃：ν(sp2C-H)在3000～3100cm-1炔烃：ν(spC-H)在3300cm-1附近据此可识别饱和碳和不饱和碳。

各种C-H键弯曲振动的峰位在(1500～650㎝-1)。

第35页：正庚烷(n-C7H16)的红外光

正庚烷(n-C7H16)的红外光谱图νC-H(CH3,CH2)2962~2853cm-1,δC-H(CH3,CH2)1460cm-1,δC-H(CH3)1380cm-1

第36页：烯烃的C=C伸缩振动ν

烯烃的C=C伸缩振动ν(C=C)吸收峰在1640～1680cm-1;C－H键伸缩振动所产生的吸收峰在高频区(→3000cm-1)。

• -庚烯的红外光谱图

第37页：炔烃的C≡C伸缩振动ν

炔烃的C≡C伸缩振动ν(C≡C)吸收峰在2100～2200 cm-1处;spC－H键伸缩振动ν(≡C-H)在~3300cm-1。

• -癸炔的红外光谱

第38页：甲苯的红外光谱图芳环的ν

甲苯的红外光谱图芳环的ν(C-H)在3000～3100cm-1;ν(C=C)在1500～1600cm-1(最多可能出现强度不等的4个峰);δ(C-H)在680～880 cm-1。

在1700cm-1～2000cm-1处有弱的组合频(泛频峰)。

第39页：芳烃C-H键的面外弯曲

芳烃C-H键的面外弯曲在680～880 cm-1。

这些吸收峰根据苯环上取代基的个数和位置不同而发生变化，该区域可作为判别取代苯异构体的依据。

取代苯的弯曲振动特征吸收频率

第40页：含氧化合物醇类或酚类化合物

• 含氧化合物醇类或酚类化合物的红外特征吸收峰是在3300 cm-1左右有一个宽而强的νO-H吸收带,这是由氢键的形成而产生。

νO-HνC-H正丁醇的红外光谱图

第41页：νO-H芳环νC

νO-H芳环νC=CνC-O苯酚的红外光谱图

第42页：醛和酮中C=O的特征吸收峰

醛和酮中C=O的特征吸收峰(伸缩振动)在1725cm-1左右。

醛基上C-H的伸缩振动在2810~2715 cm-1有尖锐的吸收峰。

• -乙基丁醛的红外光谱图

第43页：脂肪酮可见C=O和脂肪

脂肪酮可见C=O和脂肪族C-H键的特征吸收峰，与醛的区别是没有醛基氢的特征吸收。

甲基异丙基酮的红外光谱图νsp3C-HνC=O

第44页：羧酸常以二聚体存

羧酸常以二聚体存在，C=O伸缩振动在1720cm-1左右，而O-H的吸收在3300～2500cm-1间有一个相当宽的峰，中心位于3000cm-1，因此C-H的伸缩振动吸收峰常被覆盖。

丙酸的红外光谱图

第45页：胺类化合物胺类化合

（三）胺类化合物胺类化合物的特征吸收峰是在3200cm-1～3500cm-1范围内有N-H的伸缩振动，伯胺有两个吸收峰，仲胺有一个吸收峰，而叔胺在此范围内无吸收峰。

丙胺的红外光谱图

第46页：二丙胺的红外光谱图

二丙胺的红外光谱图

第47页：红外光谱解析

• 红外光谱的解析•利用红外图谱解析有机化合物的结构,首先根据官能团区域中的特征吸收峰的位置，判别可能存在什么官能团；

然后找出该官能团的相关峰，以确证该官能团的存在；

最后，将所测图谱与标准图谱对照。

《Sadtler ReferenceSpectra Collections》•一个特定的官能团能产生特征的吸收峰，在不同的化合物中含有的相同官能团,其吸收峰的频率范围大致相同。

如羰基、羟基等。

第48页：解析红外光谱时要注意

• 解析红外光谱时要注意，有些吸收峰可能与其它峰重叠而被掩盖；

有的基团吸收峰因各种结构因素（如氢键，共轭关系等）的影响而发生位移。

• 痕量的水会在3500cm-1和1630cm-1(OH无此吸收)附近产生吸收。

水与醇、酚等的O-H吸收峰类似,出现在红外光谱的同一区域。

为了避免水的干扰，被测样品必须干燥。

不同来源的水其吸收峰略有不同

非极性溶剂中的水约3700cm-1,尖峰;池窗上的凝聚水约3600cm-1;而KBr压片的吸湿水约3450cm-1,谱带较宽。

第49页：下图为抗胆碱药消旋山莨菪碱的结构

下图为抗胆碱药消旋山莨菪碱的结构和红外光谱图,其主要特征吸收峰的位置如图中所示。

第50页：某化合物的IR谱

问题

某化合物的IR谱，在～1700cm-1有一强吸收峰，在～3020cm-1处有一中强吸收峰，试推断该化合物是下列化合物中的哪一个？

第51页：第四节 核磁共振谱

(Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy NMR)第十三章有机波谱学基础第四节核磁共振谱核磁共振波谱学是近几十年发展的一门新学科。

今天，核磁共振已成为化学、物理、生物、医药等研究领域中必不可少的实验工具，是研究分子结构、构型、构象、分子动态等的重要方法。

第52页：第四节 核磁共振谱

一、核磁共振基本原理有些原子核具有自旋的性质，例如，H

• C
• N
• P31等。自旋的原子核都有一定的自旋量子数I,I＞0的原子核在自旋中会产生一个微小的磁场。一个自旋的核如果不处在外加磁场中，它的自旋取向是任意的;如果将它置于外加磁场H0中,它的自旋取向有(2I+1个)。+无外加磁场时，自旋取向是任意的

第53页：其核在外加磁场中有两个自旋取向

对1H而言, I=1/2,其核在外加磁场中有两个自旋取向,一个与外加磁场同向(α自旋态),此时,1H处在低能级状态(E1=-μH0);另一个与外加磁场反向(β自旋态),此时,1H处在高能级状态。

ΔE=μH0-(-μH0)=2μH0μ:核磁矩. μH=+2.7927核磁子无外加磁场

第54页：原子核在磁场中发生能级分裂

原子核在磁场中发生能级分裂，在磁场的垂直方向上加一频率为v射的交变电场。

当v射符合共振条件式

2μHo= hν,即ν =2(μ/h)×Ho时，低能态原子核吸收射频的能量跃迁到高能态。

Oscillatorcoil吸收射频能量释放能量1H++在外磁场中的原子核对射频的吸收称为核磁共振。

第55页：扫频固定外加磁场强度

• 扫频固定外加磁场强度，用连续变换频率的电磁波照射样品以达到共振条件。
• 扫场固定电磁波的频率，连续改变外加磁场的强度进行扫描，以达到共振条件。目前的共振仪多采用固定频率(60MHz、100MHz、600MHz)的扫场方式。共振条件式：2μHo= hν,ν =2(μ/h)×Ho获得核磁共振的两种方式：

第56页：核磁共振仪工

核磁共振仪工作原理示意图样品置于试管中超导磁场

第57页：Ho换算成ν

Ho换算成ν通过连续改变外磁场强度进行扫描(扫场方式)，当磁场强度与照射频率正好满足共振条件时，某些氢核吸收电磁波能量，低能量取向的氢核就翻转过来，产生核磁共振现象。

记录这种吸收信号，就得到质子磁共振谱(ProtonMagneticResonance,PMR或1HNMR)。

第58页：根据共振条件式

根据共振条件式，似乎所有的氢核都应在同一磁场强度处发生共振吸收。

但实际上，氢原子根据它在分子中的成键情况不同，即所处的化学环境不同，发生共振吸收的频率也稍有差异。

第59页：氢原子在分子中所处的化学环境不同

氢原子在分子中所处的化学环境不同,吸收频率也不同,即化学位移不同。

不同类型的氢核在不同磁场强度处发生共振吸收。

-CH3-CH2-

第60页：化学位移

• 化学位移在照射频率确定时，同种核因在分子中的化学环境不同而在不同共振磁场强度下显示吸收峰的现象称为化学位移。

化学位移是由核外电子的屏蔽效应引起的。

+在外磁场作用下，核外电子在垂直于外加磁场的平面绕核旋转，从而产生与外加磁场方向相反的感生磁场H’。

第61页：由于感生磁场的存

由于感生磁场的存在，实际上作用于质子的外加磁场强度比H0要小（以百万分之几计），即质子受到了核外电子感生磁场的屏蔽作用。

• 屏蔽作用σ屏蔽常数环电子流感生磁场H’=H0σ+

第62页：H0氢核真正感受到的实感磁场

H0氢核真正感受到的实感磁场(H实)比原来的H0小了一些。

这就是电子云产生的抗磁屏蔽效应。

屏蔽常数σ正比于核外电子密度。

核外电子密度较大的氢,σ值较大,在较高H0(较高频率)产生共振吸收,反之,在较低H0产生共振吸收。

第63页：在有些分子中还存在顺磁屏蔽效

在有些分子中还存在顺磁屏蔽效应。

环流电子感生磁场在H核周围与外磁场同向顺磁屏蔽感生磁场在苯环内部与外磁场反向H0

第64页：不同类型的H在不同

图例

不同类型的H在不同磁场强度处发生共振吸收新戊基苯的1H NMR谱

第65页：化学位移

• 化学位移Ho数值很大，其绝对值不易正确测量，而不同氢核在共振时所需外加磁场强度的差别极小。

为此引入TMS作为参考物，把它的氢核产生共振吸收的H0定为零点,测定其它类型氢所需H0的相对位移值ΔH。

ΔH=H样品—HTMS为了消除核磁共振仪所用的频率对化学位移相对值的影响,将上式除以核磁共振仪使用的磁场强度H共振仪。

化学位移定义式的物理意义

单位磁场强度所引起的样品值和参考值的相对位移。

无度量单位。

TMS

Si(CH3)4

第66页：将磁场强度H换算成频率ν

将磁场强度H换算成频率ν,则化学位移的定义式为：由于Δν以Hz为单位，而分母是以MHz为单位，所以化学位移δ是以ppm为单位的数值。

用δ表示化学位移值时，规定TMS的δ值为0.0，TMS信号左侧的δ值为正，右侧的δ值为负。

• 般化学位移值在0.0～14.0范围内。

第67页：在一个化合物的分子

在一个化合物的分子中，化学环境相同的质子在相同的外加磁场强度下发生吸收，化学环境不同的质子则在不同的外加磁场强度下发生吸收，所以在核磁共振谱中，有几组信号就表示该分子中有几种类型的H原子。

CH3-CH2-O-CH2-CH3

第68页：第四节 核磁共振谱

本页以图示为主，文字内容详见原课件页面。

第69页：屏蔽作用大

值小,屏蔽作用大,高场吸收值大,屏蔽作用小,低场吸收问题:质子的类型与其化学位移值大小有何规律？

第70页：电负性大的原子或基团与1H邻接

电负性大的原子或基团与1H邻接时,其吸电子作用使氢核周围电子云密度降低,屏蔽作用减少,共振吸收在较低场,值较大;相反,供电子基团则增加了氢核周围的电子云密度,使屏蔽效应增加,共振吸收在较高场,值较小。

第71页：按化学位移δ值的大小

问题

按化学位移δ值的大小，将下列每个化合物中的核磁共振信号排列成序：答案: (1) (b)→(a) (2) (c)→(b)→(a)(3) (b)→(a) (4) (a)→(b)→(c)

第72页：峰面积与质子数目

在核磁共振谱中，吸收峰占有的面积与产生信号的质子数目成正比。

• 般的核磁共振仪都有自动积分仪。

积分高度之比=各吸收峰的质子数之比。

• 吸收峰的面积—质子的数目对-二甲苯有2组H，其数目比(6:4)=积分高度比(1.5:1)

第73页：乙苯PMR谱中的积分高度与各类H

乙苯PMR谱中的积分高度与各类H的数目

第74页：自旋偶合-裂分

四、自旋偶合－裂分同类氢的共振信号并不都是单峰(singlet, s)，也可以分裂成两重峰(doublet, d)、三重峰(triplet，t)、四重峰(quarted, q)、甚至更复杂的多重峰(multiplet, m)等。

第十三章有机波谱学基础第四节核磁共振谱（四、自旋偶合-裂分）(a)(b)Ha的信号：二重峰Hb的信号：三重峰

第75页：相邻的不等性质子

相邻的不等性质子由于自旋而产生的磁性相互作用，称为自旋-自旋偶合(spin-spincoupling)，简称为自旋偶合。

不等性质子是指化学环境不相同的质子，即在核磁共振谱中化学位移不同的质子；

反之为等性质子。

• 自旋-自旋偶合由自旋-自旋偶合作用引起吸收峰信号分裂、谱线增多的现象，称为自旋-自旋裂分(spin-spin splitting)。

第76页：在CHBr2

在CHBr2CH2Br中,δ5.8处次甲基上的Hb吸收峰裂分成三重峰,δ4.2处亚甲基上的两个Ha吸收峰裂分成两重峰。

1,1,2-三溴乙烷的PMR谱图这种现象的产生是因为处在外磁场中的每一个氢核都有两种自旋取向(与外磁场同向或异向),由氢核自旋而产生的感应磁场可使邻近氢核感受到的外加磁场强度加强或减弱,从而引起信号发生裂分。

第77页：Hb裂分成三重峰的原因是Hb

Hb裂分成三重峰的原因是Hb的实感磁场又受到邻近CH2上2个Ha核(4种组合,3种局部磁场)的影响。

• 个Ha裂分为二重峰是由于Ha的实感磁场又受到邻近次甲基1个Hb核(2种组合,2种局部磁场)的影响。

由于邻近氢核对外磁场干扰造成峰的裂分现象即为自旋-自旋裂分

第78页：峰的裂分情况与邻接氢原子数目的关

•峰的裂分情况与邻接氢原子数目的关系Hb与Ha相互无偶合时H0

第79页：偶合常数质子吸收信号中各裂分峰间

• 偶合常数质子吸收信号中各裂分峰间的距离,即各裂分峰间的频率差称为偶合常数,以J表示,单位为Hz。

J值表示核之间相互偶合的有效程度, J值越大,核间自旋-自旋偶合的作用越强。

• 相互偶合的两组信号具有相同的偶合常数•J只依赖于邻近质子的自旋偶合作用,与外加磁场强度无关

第80页：信号裂分的规律

• 信号裂分的规律1. n + 1规律一个信号的裂分峰数为n+1,n是邻接碳上等性质子的数目。

例：CH3-CHBr2有二重峰(d)和四重峰(q)两个信号。

CH3CH2CH3当两类质子的化学位移差与偶合常数之比(Δν/ J)大于6时，一般可用下面简单规律来判别信号裂分情况：？

第81页：自旋偶合-裂分

• 自旋偶合主要发生在相邻碳上的不等性质子之间,若同一碳上也有不等性质子也能发生偶合。

Ha与Hb彼此之间有自旋偶合作用。

Ha和Hb被3个以上共价键隔开时，如Hb-C-C-C-Ha一般自旋偶合作用很弱(如果有C=C或C≡C插入例外)。

第82页：5-三甲苯分子中有两类质子

• 3,5-三甲苯分子中有两类质子,两组信号,且均为单峰;说明两组质子间互相无偶合。
• 两个H间隔→ 3个化学键一般不会产生偶合•δ值相同的氢原子间互相不会造成裂分

第83页：活泼质子(如乙醇中的羟基质子)

• 活泼质子(如乙醇中的羟基质子)，虽然邻近有CH2，但一般图谱中观察不到CH2与OH之间的相互偶合作用，OH质子的信号往往是一个单峰。

观察到的是CH2对OH质子的自旋偶合作用平均化的结果。

这是由于乙醇中OH质子能快速交换：

第84页：各裂分峰的强度比等于二项式

• 各裂分峰的强度比等于二项式(a+b)n展开式的各项系数，n为邻接1H的数目。

如二重峰的强度比为1

1，三重峰的强度比为1:2:1，四重峰的强度比为1:3:3:1等。

在实测谱图中,两组相互偶合的峰,内侧峰略高于外侧峰,这一现象称为“屋脊效应”，据此可佐证相互偶合的峰。

第85页：1HNMR谱的解析解析核磁共振谱

• 1HNMR谱的解析解析核磁共振谱，主要是从其中寻找信号的数目、位置、强度及裂分情况的信息。
• 从信号的数目可知分子中有多少种不同类型的质子•从信号的位置(δ值)可知每类质子的电子环境•各吸收峰占有的相对面积则表示各类质子的相对数目•从信号的裂分情况可提供邻近基团结构的信息对于结构较简单的化合物，往往依据PMR谱即可推测出结构。

对于较复杂的化合物，还需要结合红外和其它图谱等手段,才能确定其结构。

第86页：三组峰表示有3种不同类型的质子

• 组峰表示有3种不同类型的质子。

从低场至高场,各组峰积分曲线高度之比(25:5:15)为各类质子的数目比(5:1:3)。

δ7.3处的信号为苯环上5个H的吸收峰,-碳上的1个H受到Br及苯环吸电子效应的影响，其信号在δ5.1处出现，且被邻近的甲基分裂为四重峰；

甲基的吸收信号在δ 2.0处，它被-碳上H分裂成双峰。

例1.

第87页：例2.根据某有机物C5H

例2.根据某有机物C5H10O的1HNMR谱推测其结构。

解：U=1,可能含C=C或C=O或环;共3组信号,积分高度比12:6:2根据总H数,计算各组峰所含的氢数目: 1、3、6综合以上分析，此化合物应为3-甲基-2-丁酮。

第88页：磁共振成像(MRI)

• 磁共振成像(MRI)：人体内正常细胞和非正常细胞中的水分子存在着差异，其中的质子核磁共振亦有不同，MRI可识别病变组织。

优点

•无辐射损伤•无造影剂过敏

第89页：本章要点Byebye！

本章要点Byebye！