苯丁酮的核磁共振氢谱
第二章核磁共振氢谱
2．5 波谱分析方法的简化
• 1.提高磁场强度 提高磁场的灵敏度 根据波尔兹曼的分布，随着场强H0的增强
低能态的核子数也随着增加，从而提高 仪器的灵敏度。，实际上谱仪的灵敏度 （信噪比S/N）是场强的3/2次方成正比。 • S/N=H03/2
第二章核磁共振氢谱
(2)提高谱仪的分辨率
第二章核磁共振氢谱
双硝基不同位置取代苯的核磁共 振谱图
第二章核磁共振氢谱
• 对硝基苯谱图只有单峰，表明苯环上四个 氢一致。间硝基苯谱图有三组分裂的峰， 表明苯环上四个氢在两个硝基的作用下分 成三组各自偶合的峰。而邻硝基苯谱图上 有一个分裂的双重峰，表明苯环上四个氢 分成能偶合的两组。顺便一提：由于两个 硝基强大的吸电子和共轭作用，苯环上氢 的化学位移δ值大大增加，已达到8.0ppm以 上。
6.650
6.600
Jo 两主峰间的距离, 8Hz
Jm 两侧峰间的距离的1/2， 2Hz.
δAA′,δBB′ˊ近似估第二计章核或磁共经振氢验谱计算。
苯环上氢的核磁共振
• 苯由于产生感应磁场而导致化学位移值 达到7ppm左右。许多有机物分子中都含 有苯环，因而核磁共振氢谱图上，苯环 的峰非常特征，易于判断。正常的苯环 上6个氢的化学位移δ值在7.18ppm，但有 机物分子中的苯环上的氢至少被一个基 团取代，最多能被六个取代基取代（此 时不再有苯环氢，7ppm左右无峰）。常 见的是单取代和双取代 .
• A)若X为烃基，-Cl,Br等则Ha，Ha’，Hb， Hb’和Hc五个氢没有明显的差别，在核磁共 振谱图上表现为单一的宽峰。
• B)但X为O、N和S等杂原子或是，则5个氢 可以分成三组，即Ha，Ha’；Hb，Hb’和 Hc。分为较高场的邻对位三个氢峰组 和相 对低场的间位二个氢。间位氢显示3J偶合三 重峰。属于这类取代基的有－OH,-OR,NH2, NHR,-NRR’,SH,SR等。
常见的核磁共振氢谱(化学位移)
常见的核磁共振氢谱(化学位移)1. 烷烃 (Alkanes)烷烃中的氢原子通常出现在0.81.3 ppm 的区域。
具体位置取决于烷烃的分支程度和相邻基团的影响。
例如，甲基（CH3）通常在0.9 ppm 左右，而乙基（CH2）则在1.21.4 ppm。
2. 烯烃 (Alkenes)烯烃中的氢原子由于双键的存在，其化学位移通常在 5.06.5 ppm。
双键的位置和相邻基团也会影响具体的化学位移值。
例如，乙烯基（CH=CH2）的氢原子通常在5.05.5 ppm。
3. 芳香烃 (Arenes)芳香烃中的氢原子由于芳香环的存在，其化学位移通常在7.08.5 ppm。
苯环上的氢原子根据其取代基的位置和类型，化学位移会有所不同。
例如，苯环上的甲基（CH3）通常在2.2 ppm 左右，而苯环上的氢原子则在7.27.6 ppm。
4. 醇 (Alcohols)醇中的氢原子由于羟基（OH）的存在，其化学位移通常在1.05.0 ppm。
具体位置取决于羟基与相邻基团的影响。
例如，伯醇（CH2OH）的氢原子通常在3.54.5 ppm，而仲醇（CHOH）则在4.04.5 ppm。
5. 醚 (Ethers)醚中的氢原子由于氧原子的影响，其化学位移通常在 3.04.5 ppm。
具体位置取决于醚键与相邻基团的影响。
例如，甲基醚（OCH3）的氢原子通常在3.23.5 ppm，而乙基醚（OCH2CH3）则在3.54.0 ppm。
6. 酮 (Ketones)ppm。
具体位置取决于羰基与相邻基团的影响。
例如，甲基酮（COCH3）的氢原子通常在2.02.2 ppm，而乙基酮（COCH2CH3）则在2.22.5 ppm。
7. 醛 (Aldehydes)醛中的氢原子由于羰基（C=O）的存在，其化学位移通常在9.010.0 ppm。
具体位置取决于羰基与相邻基团的影响。
例如，甲醛（CHO）的氢原子通常在9.510.0 ppm，而乙醛（CH2CHO）则在9.510.0 ppm。
核磁共振氢谱中的几个重要参数
2.1核磁共振氢谱中的几个重要参数1、化学位移（1）影响化学位移的主要因素：a.诱导效应。
电负性取代基降低氢核外电子云密度，其共振吸收向低场位移，δ值增大，如CH3F CH3OH CH3Cl CH3Br CH3I CH4TMSδ(ppm) 4.06 3.40 3.05 2.68 2.16 0.23 0X电负性 4.0 3.5 3.0 2.8 2.5 2.1 1.6对于X－CH＜YZ型化合物，X、Y、Z基对＞CH－δ值的影响具有加合性，可用shoolery公式估算，式中0.23为CH4的δ，Ci值见下表。
例如：BrCH2Cl(括号内为实测值)δ=0.23+2.33+2.53=5.09ppm(5.16ppm)利用此公式，计算值与实测值误差通常小于0.6ppm,但有时可达1pmm。
值得注意的是，诱导效应是通过成键电子传递的，随着与电负性取代基距离的增大，诱导效应的影响逐渐减弱，通常相隔3个碳以上的影响可以忽略不计。
例如：b.磁各向异性效应。
上面所述的质子周围的电子云密度，能阐明大多数有机化合物的化学位移值。
但是还存在用这一因素不能解释的事实：如纯液态下的乙炔质子与乙烯质子相比，前者在高场共振；相反苯的质子又在低场下发生共振。
这些现象可用磁各向异性效应解释。
当分子中某些基团的电子云排布不是球形对称时，即磁各向异性时，它对邻近的H核就附加一个各向异性磁场，使某些位置上核受屏蔽，而另一些位置上的核受去屏蔽，这一现象称为各向异性效应。
在氢谱中，这种邻近基团的磁各向异性的影响十分重要。
现举例说明一下：叁键的磁各向异性效应：如乙炔分子呈直线型，叁键轴向的周围电子云是对称分布的。
乙炔质子处于屏蔽区，使质子的δ值向高场移动。
双键:π电子云分布于成键平面的上、下方，平面内为去屏蔽区。
与SP杂2化碳相连的氢位于成键的平面内（处于去屏蔽区），较炔氢低场位移。
乙烯：5.25ppm；醛氢：9-10ppm。
化学键的各向异性还可由下述化合物（1）至（4）看出：化合物（1）、（3）中的标记氢分别处于双键和苯环的屏蔽区，而化合物（2）、（4）中相应的氢分别处于双键和苯环的去屏蔽区，δ值增大。
核磁共振1H化学位移图表
核磁共振1H化学位移图表杂质峰种类：测试核磁的样品一般要求比较纯，并且能够溶解在氘代试剂中，这样才能测得高分辨率的图谱。
为不干扰谱图，所用溶剂分子中的氢都应被氘取代，但难免有氢的残余（1%左右），这样就会产生溶剂峰；除了残存的质子峰外，溶剂中有时会有微量的H2O而产生水峰，而且这个H2O峰的位置也会因溶剂的不同而不同；另外，在样品（或制备过程）中，也难免会残留一些杂质，在图谱上就会有杂质峰，应注意识别。
常用氘代溶剂和杂质峰在1H谱中的化学位移单位：ppm溶剂— CDCl3 (CD3)2CO (CD3)2SO C6D6 CD3CN CD3OH D2O溶剂峰— 7.26 2.05 2.49 7.16 1.94 3.31 4.80水峰— 1.56 2.84 3.33 0.40 2.13 4.87 —乙酸— 2.10 1.96 1.91 1.55 1.96 1.99 2.08丙酮— 2.17 2.09 2.09 1.55 2.08 2.15 2.22乙腈— 2.10 2.05 2.07 1.55 1.96 2.03 2.06苯— 7.36 7.36 7.37 7.15 7.37 7.33 —叔丁醇CH3 1.28 1.18 1.11 1.05 1.16 1.40 1.24 OH —— 4.19 1.55 2.18 ——叔丁基甲醚CCH3 1.19 1.13 1.11 1.07 1.14 1.15 1.21OCH3 3.22 3.13 3.08 3.04 3.13 3.20 3.22氯仿— 7.26 8.02 8.32 6.15 7.58 7.90 —环己烷— 1.43 1.43 1.40 1.40 1.44 1.45 —1,2-二氯乙烷 3.73 3.87 3.90 2.90 3.81 3.78 —二氯甲烷— 5.30 5.63 5.76 4.27 5.44 5.49 —乙醚CH3(t) 1.21 1.11 1.09 1.11 1.12 1.18 1.17CH2(q) 3.48 3.41 3.38 3.26 3.42 3.49 3.56二甲基甲酰胺CH 8.02 7.96 7.95 7.63 7.92 7.79 7.92CH3 2.96 2.94 2.89 2.36 2.89 2.99 3.01CH3 2.88 2.78 2.73 1.86 2.77 2.86 2.85二甲基亚砜— 2.62 2.52 2.54 1.68 2.50 2.65 2.71二氧杂环— 3.71 3.59 3.57 3.35 3.60 3.66 3.75乙醇CH3(t) 1.25 1.12 1.06 0.96 1.12 1.19 1.17CH2(q) 3.72 3.57 3.44 3.34 3.54 3.60 3.65OH(s) 1.32 3.39 3.63 — 2.47 ——乙酸乙酯CH3CO 2.05 1.97 1.99 1.65 1.97 2.01 2.07OCH2(q) 4.12 4.05 4.03 3.89 4.06 4.09 4.14CH3(t) 1.26 1.20 1.17 0.92 1.20 1.24 1.24甲乙酮CH3CO 2.14 2.07 2.07 1.58 2.06 2.12 2.19CH2(q) 2.46 2.45 2.43 1.81 2.43 2.50 3.18CH3(t) 1.06 0.96 0.91 0.85 0.96 1.01 1.26乙二醇—3.76 3.28 3.34 3.41 3.51 3.59 3.65润滑脂CH3(m) 0.86 0.87 — 0.92 0.86 0.88 —CH2(br) 1.26 1.29 — 1.36 1.27 1.29 —正己烷CH3(t) 0.88 0.88 0.86 0.89 0.89 0.90 —CH2 (m) 1.26 1.28 1.25 1.24 1.28 1.29 —甲醇CH3 3.49 3.31 3.16 3.07 3.28 3.34 3.34OH 1.09 3.12 4.01 2.16 ——正戊烷CH3(t) 0.88 0.88 0.86 0.87 0.89 0.90 —CH2(m) 1.27 1.27 1.27 1.23 1.29 1.29 —异丙醇CH3(d) 1.22 1.10 1.04 0.95 1.09 1.50 1.17CH 4.04 3.90 3.78 3.67 3.87 3.92 4.02硅脂— 0.07 0.13 — 0.29 0.08 0.10 —四氢呋喃CH2 1.85 1.79 1.76 1.40 1.80 1.87 1.88CH2O 3.76 3.63 3.60 3.57 3.64 3.71 3.74甲苯 CH3 2.36 2.32 2.30 2.11 2.33 2.32 —CH（o/p） 7.17 7.20 7.18 7.02 7.30 7.16 — ortho邻，para对CH（m） 7.25 7.20 7.25 7.13 7.30 7.16 —meta对三乙基胺CH3 1.03 0.96 0.93 0.96 0.96 1.05 0.99CH2 2.53 2.45 2.43 2.40 2.45 2.58 2.57石油醚— 0.5-1.5 0.6-1.9 —————。
核磁共振谱图解析-一维氢谱第二部分
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自旋-自旋耦合（spin-spin coupling)
化学位移不是唯一用来确定分子结构的参数。因为每一个原子核自身都有一个小的磁 场，这些彼此接近的原子核互相影响，改变彼此的能量和共振的频率。这个作用就叫 做自旋-自旋耦合。
过去的氘代试剂经常加有少量的（通常为0.1%）的四甲基硅烷（TMS）作为确定化学 位移的内标（internal standard).四甲基硅烷（TMS）的四个甲基是等价的，只有 一个峰，这个峰的位置定义为化学位移为0 ppm.四甲基硅烷（TMS）沸点较低，有利 于样品的回收。 现代的谱图经常以氘代溶剂残留的极少量非氘代质子作为参考值，比如the CHCl3, 0.01% in 99.99% CDCl3。所以不加TMS的氘代试剂越来越多。
22
自旋-自旋耦合（spin-spin coupling)
裂分峰的面积比
由n个相同质子裂分成的n+1重峰，各峰的面积比遵循Pascal’s triangel规律。
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自旋-自旋耦合（spin-spin coupling)
峰的裂分峰形
由n个相同质子裂分成的n+1重峰，各峰的面积比遵循Pascal’s triangel规律。
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自旋-自旋耦合（spin-spin coupling)
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自旋-自旋耦合（spin-spin coupling)
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自旋-自旋耦合（spin-spin coupling)
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自旋-自旋耦合（spin-spin coupling)
第二章 核磁共振氢谱[优质文档]
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第二章核磁共振氢谱[优质文档] 第二章核磁共振氢谱1几乎所有的有机物分子中都含有氢，而且H在自然界的丰度231达99.98,，远远大于其它两个同位素H和H。
这样，H核磁共振最早和最广泛地应用，在20世纪70年代以前，核磁共振几乎就是指核磁共振氢谱。
核磁共振氢谱主要是通过测定有机物分子中氢原子的位置来推断有机物的结构的。
从一张有机物的核磁共振氢谱图上，我们可得到有机物分子中氢原子的种类(根据化学位移δ值)和氢原子的数量(根据峰面积)。
即核磁共振氢谱图上有多少个峰，就表明有机分子中有多少种类的氢，各个峰的面积积分比表示各种氢原子的数目的比例。
图2.2是1-苯基-2,2-二甲基丙烷的核磁共振氢谱图。
图中横坐标为化学位移,图上有三个峰，则表明该有机物分子中的氢有三种类型:峰面积的积分比为9:5:2，表明该化合物的三种不同氢的数目分别是9、5和2;化学位移δ 7.2处的峰表示苯环上5个相同的氢，δ2.5处的峰表示亚甲基上的2个相同氢，而δ0.9处的峰则表示三个甲基上的9个相同的氢。
这样，能够判断出有机物分子中氢的种类和数目就可以非常容易地推断出有机物的分子结构。
图2.2 1-苯基-2,2-二甲基丙烷的核磁共振氢谱2.1 化学位移化学位移是核磁共振最重要参数之一.前面我们已经讨论了影响化学位移的因素.这里不再讨论.根据上述各种影响氢核化学位移的因素和多年核磁共振测定有机物结构的经验，同样总结出了不同有机基团氢核的化学位移δ值。
根据δ值，可以进行相应有机基团的推断，常见的一些有机基团的氢核的化学位移总结于表2.1中。
表2.1 常见有机基团的氢核化学位移氢核类型示例化学位移δppmH环丙烷 0.2 H伯烷 RCH 0.9 3仲烷 RCH 1.3 22叔烷 RCH 1.5 3烯丙基取代 C,C,CH 1.7 3碘取代 I,CH 2.0,4.0 3酯基取代 HC,COOR 2.0,2.2 3羧基取代 HC,COOH 2.0,2.6 3酰基取代 HC,COR 2.0,2.7 3炔 C?C,H 2.0,3.0CH3苯基取代 2.2,3.0醚基取代 R,O,CH 3.3,4.0 3溴取代 CHBr 2.5,4.0 3氯取代 CHCl 3.0,4.0 3羟基取代 CHOH 4.0,4.3 3氟取代 CHF 4.0,4.5 3酰氧基取代 RCOO,CH 3.7,4.1 3胺 RNH 1.0,5.0 2醇 ROH 1.0,5.5 烯 C,C,H 4.6,5.9H苯 6.0,8.5醛 RCHO 9.0,10.0 羧酸 RCOOH 10.5,12.0OH酚 4.0,12.0烯醇 C,C,OH 15.0,17.0 各种含氢官能团的δ值,大家要记牢,请参阅34~36表格.对于大部分有机化合物来说氢谱的化学位移值在0-10 ppm. 大致可分以下几个区0-0.8 ppm很少见，典型化合物; 环丙烷，硅烷，以及金属有机化合物。
第二章核磁共振氢谱
核磁共振氢谱主要是通过测定有机物分 子中氢原子的位置来推断有机物的结构 的。从一张有机物的核磁共振氢谱图上， 我们可得到有机物分子中氢原子的种类 （根据化学位移δ值）和氢原子的数量 （根据峰面积）。即核磁共振氢谱图上 有多少个峰，就表明有机分子中有多少 种类的氢，各个峰的面积积分比表示各 种氢原子的数目的比例。
H3C
例 如
O
CH3
H CH(CH3)2
第二章核磁共振氢谱
2.分子内存在着快速运动
R1
R5
R6
R3
R2
R4
常见的分子内存在有链的旋转,环的翻转.由于 分子内的快速运动,一些不能通过对称操作而 交换的基团有可能为化学等价,但也不是两个 相同的基团就一定成为化学等价基团.
第二章核磁共振氢谱
RCH2-CXYZ
第二章核磁共振氢谱
亚甲基与次甲基的δ计算
对于亚甲基可以用Shoolery公式加以计 算
δ=1.25 +Σσ (2-1) 式中σ为取代基的经验屏蔽常数.表中给
出其数值.
第二章核磁共振氢谱
表2.2 Shoolery 公式中的经验屏蔽常数(σ)
取代基
R
C=C-
Ph Cl Br I OH -OR -OPh -OCOR -OCOPh NH2 NR2 NO2 SR -CHO -COR -COOH -COOR CN
第二章核磁共振氢谱
2.谱图分类的原则
1).分子中化学位移相同而且对外偶合常数也相同 (磁等价),用一个大写英文字母表示,如A1,A2,A3…., 下标为核的数目. 2).分子中化学位移不同的核用不同的大写英文字 母表示.如果核之间的化学位移之差Δν与J数值相 当,用AB,ABC,ABCD….表示,如果Δν比J大许多 (Δν/J>6),用AX,AMX,AMPX…表示. 3).化学等价但磁不等价的核用AA’,BB’表示
核磁共振氢谱(研究生有机合成课件)
间和对-硝基苯乙酸的核磁共振氢 谱
• 由于苯环上两个取代基不同，苯环上四 个氢至少被分成两组。对于对硝基苯乙
酸，苯环上四个氢分成对称的两组，因
而谱图上是对称的两组双峰。而间硝基
苯甲酸，苯环上四个氢不再对称，因而
谱图上峰的分裂也是不规则的。另外，
硝基苯甲酸分子中除了苯环氢外，还有 羧基中羟基氢和一个亚甲基氢，3.8ppm 的单峰是亚甲基氢
O
CH3
t J=1.8
dt J=7.7, 1.5 ddd J=8.1, 2.2, 1.1
t J=8.1
NO 2
8.5
8.0
Aromatic substitution pattern: para
Tri-substituted Benzene---AMX System
400 MHz
3, d(2.4) 3’, ddd
7条峰，峰形对称。vA = v5，v B = v5ˊ，JAB = 1/2[1-6]
例如：β-氯乙醇
Fri Apr 21 18:54:06 2000: (untitled) W1: 1H Axis = ppm Scale = 4.59 Hz/cm
4.150
4.100
4.050
4.000
3.950
3.900
• B)但X为O、N和S等杂原子或是，则5个氢 可以分成三组，即Ha，Ha’；Hb，Hb’和 Hc。分为较高场的邻对位三个氢峰组 和相 对低场的间位二个氢。间位氢显示3J偶合三 重峰。属于这类取代基的有－OH,-OR,NH2, NHR,-NRR’,SH,SR等。
• 对于苯环双取代，若两个取代基相同（X=X’）， 则对位取代苯环上的四个氢Ha=Ha’=Hb=Hb’，
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苯丁酮的核磁共振氢谱
苯丁酮是一种有机化合物，化学式为C6H5COCH2CH3。
它是一种常
见的酮类化合物，常用于工业和实验室中。
苯丁酮的核磁共振氢谱是通过核磁共振技术来获取的。
核磁共振
技术是一种基于原子核在外加磁场下的磁性行为的物理现象的分析方法。
在核磁共振氢谱中，样品中的氢原子被外加磁场分成了不同的能级，然后通过磁场对样品进行扫描，测量不同能级的能量差，并绘制
相应的光谱图。
在苯丁酮的核磁共振氢谱中，主要包含了苯环上的氢原子和酮基
上的氢原子的峰。
首先，我们来看苯环上的氢原子。
苯环上的氢原子有6个，它们分别位于苯环的6个碳原子上。
根
据核磁共振氢谱的规律，化学位移为相关的信号在谱图上的位置。
苯
环上的氢原子的化学位移范围一般较宽，集中在7-9 ppm之间。
这是
因为苯环上的氢原子受到了苯环的芳香性和相邻的原子或基团的影响。
一般来说，苯环上的氢原子与芳香性越强的基团相邻，化学位移越高。
苯环上的氢原子通常会显示出多重峰的模式，这是由于苯环上的不对称性导致的。
根据核磁共振氢谱的规律，多重峰的模式反映了氢原子所处的环境。
通常，苯环上的氢原子与邻近的碳原子或基团之间的相互作用越强，多重峰的模式越复杂。
接下来，我们来看酮基上的氢原子。
苯丁酮的酮基上有一个氢原子，它位于酮基的碳原子上。
根据核磁共振氢谱的规律，酮基上的氢原子的化学位移通常较高，约在2-3 ppm之间。
这是因为酮基中的氧原子和相邻的碳原子或基团的影响。
一般来说，酮基上的氢原子与氧原子之间的相互作用越强，化学位移越高。
酮基上的氢原子通常会显示出单个峰的模式，这是由于酮基不对称性导致的。
根据核磁共振氢谱的规律，单个峰的模式反映了氢原子所处的环境。
通常，酮基中的氧原子与相邻的碳原子或基团之间的相互作用越强，单个峰的模式越明显。
总结一下，苯丁酮的核磁共振氢谱主要包含了苯环上的氢原子和酮基上的氢原子的峰。
苯环上的氢原子的化学位移范围较宽，多重峰
的模式较复杂，而酮基上的氢原子的化学位移较高，单个峰的模式较明显。
以上是对苯丁酮的核磁共振氢谱的简要介绍。
核磁共振技术是一种非常重要的分析方法，广泛应用于化学、生物化学、药学和材料科学等领域。
通过对样品中的核磁共振信号的解析，可以得到有关样品结构和性质的信息，为化学研究和实验提供了重要的参考数据。