氢谱例题解析
氢谱例题解析
5. 化合物的分子式为C4H6O2，其1HNMR谱（300MHz）如图 所示，谱图中δ12.5ppm峰重水交换后消失,推导其结构。
CH3CH=CHCOOH
解析：U=2 1. 峰的数目：4 2. δ=12.5ppm峰重水交换后消失，含有-COOH 3. 在不饱和区有峰，另一不饱和度为C=C 4. δ =～1.9，dd（甲基，与CH=CH相连） =～5.9，7.1（ CH=CH ，每个氢彼此偶合还与甲基
7.500 7.000 6.500 6.000 5.500 5.000 4.500 4.000 3.500 3.000 2.500 2.000 1.500 1.000
S a t A p r 2 2 0 9 :5 0 :1 8 2 0 0 0 : (u n title d ) W 1 : 1 H A xis = p p m S c a le = 1 2 .9 2 H z/ c m
7. 已知化合物的分子式为 C10H12O2
解：1）已知其分子式为C10H12O2。 2）计算不饱和度：U＝5。
可能有苯环存在，从图谱上也可以看到δ 7.25ppm 处有芳氢 信号。此外，还应有一个双键或环。
3）根据积分曲线算出各峰的相对质子数。 积分曲线总高度＝26＋9＋9＋15＝59（格）
据分子式有12个氢，故每个氢平均约 5（格）。按 每组峰积分曲线高度分配如下：
偶合）
6. 某化合物的分子式为C4H7BrO2，其核磁共振谱见图。试确 定该化合物结构。
H2 O CC H3C CH OH
Br
解析：U=1 1. 峰的数目：4 2. δ=11ppm，含有-COOH 3. δ =～4.2，t（与-CH2-相连，在低场与溴相连） =～1.1，t（ 甲基，与-CH2-相连） =～2.1（ 亚甲基，CH3和CH偶合出现五重峰）
核磁共振氢谱习题及例题和答案演示文稿
X 2
–
N )
2
15 = 10 + 1 - (
2
–
1 )
2
=4
含有一个苯环或者吡啶环
分子式为 C10H15N，其中 3.5 ppm 的峰可以被 D2O交 换，分子中含有活泼的氨基氢，分子中含有一个苯环。
芳香区有一组看似AB系统的峰，分子结构应为对位二取代苯。
化学位移 0.8-2.5 ppm 分别为三重峰 3 个氢，五重峰 2 个氢，六重峰 2 个氢，三重峰 2 个氢，应为一个丁基。
例2 某化合物的分子式为C10H10O3，根据氢谱推断结构。
Ω = C + 1–( H 2
+
X 2
–
N )
2
= 10 + 1 - 10 2
=6
分子式为C10H10O3，分子中含有一个苯环。
分子的不饱和度为6，分子中还应具有两个双键或者一个双键与一个脂环链。
在化学位移为6.42-6.48 ppm， 7.74-7.80 ppm处有分别有一组偶合常数 为16.0 Hz的两个氢，根据偶合常数及化学位移推断为双键上的两个具 有反式结构的氢，且其中一个氢明显的移向低场，应与一吸电子基团 相连，根据分子组成及不饱和度应为一羰基。
8.50 4J 1-2
4J 0-1
峰组 5 对应两个氢，即CH2，表现出明显的三重峰，说明与CH2 相联， 化学位移约为4.4 ppm可知其连接强电负性的杂原子，从分子式中知 杂原子为 O 及 N，N 已在吡啶环上，所以应与O相连，若只与O相连 化学位移值应低于4.4 ppm，结合分子式及不饱和度其应与酯基相连。
7.07 ppm处有一粗看为单峰的一个氢，说 明无相邻碳氢，所以苯环上有间位取代。
核磁共振波谱法之氢谱解析
4H
C4H10O的核磁共振谱
第24页/共68页
解： U 2 2 4 10 0，饱和脂肪族化合物。 2
氢分布：a：b=2.1cm：1.4cm=3：2，因为分子式中氢总 数为10，因此a含6个氢，b为4个氢。
3.38 1.13 60 19.1 10, 一级偶合系统。
J
7.1
a1.13 三重峰 3H CH2CH3
δ烯氢（反式）=5.28+0.68+0+1.02=6.98（与6.71相近） δ烯氢（顺式）=5.28+0.68+0.33+0=6.29 所以，该化合物的结构式为：
O
CH3 CH2 O C C
H
H C
C
O
O CH2 CH3
第23页/共68页
例6 由下述NMR图谱，进行波谱解析，给出未知化合物的 结构及自旋系统。 （1）已知未知化合物的分子式为C4H10O，核磁共振图谱如 图所示：
氢分布：a: b:c:d:e=6H (1.8cm)：1H(0.3cm)：2H(0.6cm)： 2H(0.6cm)： 2H(0.6cm)
a1.22 二重峰 6H CH (CH3 )2
b 2.80 七重峰 1H Ar CH (CH3)2
b 1.55 1.33( Ar) 2.88
d 6.60 二重峰 2H e 7.03 二重峰 2H
例3 一个未知物的分子式为C9H13N。δa1.22(d)、 δb2.80(sep)、 δc3.44(s)、 δd6.60(m，多重峰)及δe7.03(m)。核磁共振氢谱如 图，试确定结构式。
4H
1H
6H
2H
C9H13N的核磁共振氢谱
第15页/共68页
本题考点核磁共振氢谱
本题考点：核磁共振氢谱难度：中
（本小题满分10分）
下图分别是M、N两种物质的核磁共振氢谱，已知M、N两种物质都是烃类，都含有6个氢原子，试根据两种物质的核磁共振氢谱推测M、N可能的分子式（）
A. M是C3H6；N是C6H6
B. M是C2H6；N是C3H6
C. M是C2H6；N是C6H6
D. M是C3H6；N是C2H6
解题分析：
【思路分析】
首先分析题意，根据题图给出的物质M、N的核磁共振氢谱图分析M、N的分子式。
【解答过程】
根据题图中M的核磁共振氢谱图知，M中只有一种氢原子，且是稳定的氢原子，所以M 的分子式是C2H6。
根据N的核磁共振氢谱图知，N中有三种氢原子，且比例为2∶1∶3，符合此情况的物质的分子式是C3H6，结构简式为。
答案：B
【拓展提升】
核磁共振氢谱是根据不同氢原子核对电磁波的吸收情况来推知氢原子种类的谱图。
二、氢谱(含习题)
3. 影响化学位移的因素：
= d + p + a + s H核外只有s电子，故d 起主要作用， a 和s对也有一定的 作用。
影响化学位移的因素---诱导效应
核外电子云的抗磁性屏蔽是影响质子化学位移的主要因素。
核外电子云密度与邻近原子或基团的电负性大小密切相关， 电负性强的原子或基团吸电子诱导效应大，使得靠近它们的 质子周围电子云密度减小，质子所受到的抗磁性屏蔽（ d）
各向异性效应
化合物中非球形对称的电子云，如 电子系统，对邻近质 子会附加一个各向异性的磁场，即这个附加磁场在某些区 域与外磁场 B0的方向相反，使外磁场强度减弱，起抗磁性 屏蔽作用，而在另外一些区域与外磁场 B0方向相同，对外 磁场起增强作用，产生顺磁性屏蔽的作用。
通常抗磁性屏蔽作用简称为屏蔽作用，产生屏蔽作用的区 域用“ + ”表示，顺磁性屏蔽作用也称作去屏蔽作用，去 屏蔽作用的区域用“ -”表示。
甲基甲酰胺中的两个甲基因 C—N 键旋转受阻而不等价，谱图上出现两个信 号。但是，当温度升高，C—N 旋转速度足够快时，它们变成化学等价，在谱 图上只出现一个谱峰。
磁等价
如果两个原子核不仅化学位移相同（ 即化学等价），而且还以相同的耦合常数与 分子中的其他核耦合，则这两个原子核就是磁等价的。
乙醇分子中甲基的三个质子有相同的化学环境，是化学等价的，亚甲基的两个质 子也是化学等价的。同时，甲基的三个质子与亚甲基每个质子的耦合常数都相等 ，所以三个质子是磁等价的，同样的理由，亚甲基的两个质子也是磁等价的。
2. 分子间氢键形成的程度与样品浓度、测定时的温度以及溶剂类型等有关，因 此相应的质子化学位移值不固定，随着测定条件的改变在很大范围内变化。 如醇羟基和脂肪胺的质子化学位移一般在 0.5-5 范围内变动，酚羟基质子则 在 4-7 范围内变动。
专题20 核磁共振氢谱与有机分子结构
1. (2009浙江卷29题节选) 用1H 核磁共振谱可以证明化合物C(COOCH 2CH 3O 2N )中有______种氢处于不同的化学环境。
2. (2008江苏卷16题节选) 由E 制备的E(C 2H 5)2的结构如右图，其中氢原子的化学环境完全相同。
但早期人们却错误地认为它的结构为：E 。
核磁共振法能够区分这两种结构。
在核磁共振氢谱中，正确的结构有 种峰，错误的结构有 种峰。
3. (2015·重庆卷38题节选) CH 2BrCHBrCH 2Br 的核磁共振氢谱显示峰的组数为_______。
4. (2011浙江卷29题节选) 化合物A 不与FeCl 3溶液发生显色反应，能与NaHCO 3反应放出CO 2，经推测A 为COOHOCH 3CH 3O ,其核磁共振氢谱(1H －NMR)中显示有_____种不同化学环境的氢原子，其个数比为_____。
5. (2014安徽卷26题节选) TMOB 是H OCH 3COOCH 2CH 3的同分异构体，具有下列结构特征：①核磁共振氢谱除苯环吸收峰外仅有1个吸收峰；②存在甲氧基(CH 3O —)。
TMOB 的结构简式是__________________。
6. (2014天津卷8题节选) 含两个—COOCH 3基团的C(COOH HOOC)的同分异构体,且核磁共振氢谱呈现2个吸收峰的异构体结构简式为__________________。
7. (2017新课标Ⅰ卷36题节选) 芳香化合物X 是F C C COOC 2H 5的同分异构体，X 能与饱和碳酸氢钠溶液反应放出2CO ，其核磁共振氢谱显示有4种不同化学环境的氢，峰面积为6:2:1:1，写出2种符合要求的X 的结构简式 、 。
8. (2017新课标Ⅱ卷36题节选) 已知以下信息：①A(C 2H 4O)的核磁共振氢谱为单峰；B(C 3H 8O)的核磁共振氢谱为三组峰，峰面积比为6∶1∶1。
②D(C 7H 8O 2)的苯环上仅有两种不同化学环境的氢；1 mol D 可与1 mol NaOH 或2 mol Na 反应。
核磁共振氢谱解析方法
2.3核磁共振氢谱解析方法1、核磁共振氢谱谱图的解析方法a.检查整个氢谱谱图的外形、信号对称性、分辨率、噪声、被测样品的信号等。
b.应注意所使用溶剂的信号、旋转边带、C卫星峰、杂质峰等。
c.确定TMS的位置，若有偏移应对全部信号进行校正。
d.根据分子式计算不饱和度u。
e.从积分曲线计算质子数。
f.解析xx。
对照附图I是否有－CH3-O-、CHCOCH3N=、CH3C、RCOCH2Cl、RO-CH2-Cl等基团。
g.确定有无芳香族化合物。
如果在6.5-8.5范围内有信号，则表示有芳香族质子存在。
如出现AA`BB`的谱形说明有芳香邻位或对位二取代。
h.解析多重峰。
按照一级谱的规律，根据各峰之间的相系关系，确定有何种基团。
如果峰的强度太小，可把局部峰进行放大测试，增大各峰的强度。
i.把图谱中所有吸收峰的化学位移值与附图I相对照，确定是何官能团，并预测质子的化学环境。
j.用重水交换确定有无活泼氢。
k.连接各基团，推出结构式，并用此结构式对照该谱图是否合理。
再对照已知化合物的标准谱图。
2、核磁共振氢谱谱图解析举例例1：已知某化合物分子式为C3H7NO2。
测定氢谱谱图如下所示，推定其结构。
解析计算不饱和度u=1,可能存在双键，1.50和1.59ppm有小峰，峰高不大于1个质子，故为杂质峰。
经图谱可见有三种质子，总积分值扣除杂质峰按7个质子分配。
从低场向高场各峰群的积分强度为2：2：3，可能有－CH2－、－CH2－、－CH3－基团。
各裂分峰的裂距（J），低场三重峰为7Hz，高场三重峰为8Hz，所以这两个三峰没有偶合关系，但它们与中间六重峰有相互作用。
这六重峰的质子为2个，所以使两边信号各裂分为三重峰。
则该化合物具有CH3－CH2－CH2－结构单元。
参考所给定的分子式应为CH3－CH2－CH2－NO2，即1－硝基丙烷。
例2：已知某化合物分子式为C7H16O3，其氢谱谱图如下图所示，试求其结构。
解析计算不饱和度u=0，为饱和化合物。
核磁共振氢谱解析的例子
核磁共振氢谱【色谱世界】【本书目录】【引用网址】/books/B/2605/0.html 推断未知物结构时一般需要几种谱图，因此下面所列举的例题不能仅依靠核磁共振氢谱。
但是，下面的氢谱例于说明了解析方法，阐述了氢谱的重要作用。
倒1.1经质谱测定某未知物分于式为C6H1402，其核磁共振氢谱如图1.5所示，试推导其结构。
核磁共振氖谱是用300 MHz谱仪测定的。
解根据分子式C6H14O2计算该未知物不饱和度为。
，即它是一个饱和化合物。
在4.78 ppm的峰是水峰。
在低场3.65 ppm的单峰（对应两个氢原子）加重水交换后消失，因此可知它对应的是活泼氢。
因为分子式仅含氧原子，所以两个活泼氢只能是羟基。
在氢谱的最高场(1.18 ppm)是一个双峰，峰面积为3，因此对应的是一个连接CH的甲基。
往下的两个单峰(1 26 ppm．] 31 ppm)，积分面积均为3，肯定对应两个孤立的甲基，它们应该连接在季碳原子E。
f场4 21 ppm处盼多重峰（对应一个氢原子）显然是由相邻基团耦合裂分产生。
约1. 6 ppm的峰组对应两个氢原子，因此是一个亚甲基。
其中左面的四重峰看得比较清楚，右边的峰组粗看是两重峰，看得不清楚，它们实际上是d×d的峰组，只不过其中一个耦合常数比较小，因而裂分不显著。
从左往右第1-第3的跨距等于第2～第4的跨距，也等于右边峰组的较大的裂分间距。
这是大的耦合常数，应该是2，。
进一步的二裂分，是旁边的CH裂分所致。
例l_2某化台物具有下述结构：其核磁共振氢谱如同1.6所示，氢谱的局部放大谱如图1.7～m 1.9所示。
试分析核磁共振氢谱与它的结构是否相符。
核磁共振氢谱是用600 MHz谱仪测定的，溶剂为氘代甲醇。
本题是要分析核磁共振氢谱与上述结构是否相符。
如果要确认结构，还需要其他核磁共振谱图（碳谱、DEPT谱、COSY谱、HSQC谱、HMBC谱)和质谱数据。
氢谱中3.28 ppm的峰是溶剂峰，约4.8O ppm的峰是水峰，由于采用氘代甲醇作为溶剂，因此氨基的峰合并到水峰中了。
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1. 峰的数目：3
2. δ = 4.1，重水交换峰消失，有活泼氢-OH 3. δ =～0.9，s（甲基，与季碳相连） =～3.2，s（与羟基相连亚甲基，且与季碳相连）
4. 某化合物的分子式为C6H10O3，其核磁共振谱见图。试确定 该化合物结构。
CH3COCH2COOCH2CH3
解析：U=2 1. 峰的数目：4
1. 峰数为3 组，都为dd四重峰， 所以三个氢必然不会
出现有单独一个氢被隔离的情况。 且化学均不等价，所以三 个氢只能相邻切靠向杂原子N一侧。
2. 峰的归属
δ =～8.3，（与杂原子N相邻的处于最低场，H1， 且能算出3JH1H2，4JH1H3） =～7.78，（通过偶合常数可知，小的偶合常数是
4J H1H3
，所以为H3 ）
=～7.22，（ H2）
9. C10H12O的核磁共振氢谱如下，推导其结构。
S a t A p r 2 2 0 9 :4 3 :0 9 2 0 0 0 : (u n title d ) W 1: 1H A x is = p p m S c a le = 4 1 .6 7 H z / c m
例题
1.分子式为C3H60的某化合物的核磁共振谱如下，确定其结构。
丙酮
解析：U=1 δ = ~2.1 s，与羰基相连的甲基，只有一个峰，结构对称。
2. 已知某有机化合物的化学式为:C9H12，其质子的核磁共振 波谱图如下：
3
TMS 1
8.0
7.0
6.0
5.0
4.0
δ /ppm
3.0
2.0
1.0
H3C
4）从3）中可知，各峰质子数之和正好与分子式中氢
原子数目符合，所以分子无对称性。 5）解析特征性较强的峰：
① a 峰为单峰，是苯环单取代信号，可能是苯环与
烷基碳相连。因为：ⅰ.化学位移在芳氢范围之内， δ 7.2～7.5 ppm；ⅱ.不饱和度为5，说明有芳环存在
的可能性；ⅲ.有5个质子；ⅳ单峰说明与苯环相连的
基团是非吸电子或非推电子的，即与烷基碳相连才显 示为一个单峰。
②d 峰是单峰，推断为甲基信号；很可能是CH3－CO－。
因为：ⅰ.单峰，并有3个质子；ⅱ.化学位移在 δ 2.0～2.6 Ppm范围内；ⅲ.分子式含氧，不会是 CH3－O－基，因为
其δ 3.0～3.8 ppm 之间。
6）解析低场信号：无大于8 ppm 的信号。 7）已解析出有 C6H5－和CH3－CO－，还剩下 C2H4O的 归属未找到。从 b组峰和 c 组峰的峰形看，两个亚甲基 应相连，即－ CH2－CH2－。一端与苯相连，一端与氧相 连。 9）写出结构单元， 并合理组合为：
7 .6 0 0
7 .4 0 0
7 .2 0 0
7 .0 0 0
6 .8 0 0
6 .6 0 0
6 .4 0 0
6 .2 0 0
6 .0 0 0
5 .8 0 0
5 .6 0 0
解析：U=5，芳香区有峰，含有苯环；5.8~6.5有峰含有双键 1. 峰的数目：5组峰 2. 芳香区有类似AB体系的四重峰，说明苯环对位取代 3. δ =～1.8，d（甲基，与C=C相连） =～3.75，s（ 甲基，与O相连） = 5.8~6.5，m（ CH=CH，两个氢彼此偶合且与甲 基偶合）
8. 分子式C5H3Cl2N, 核磁共振氢谱如下，推导其结构。 (8.0Hz, 5.5Hz, 1.5Hz) 3
S a t A p r 2 2 1 0 :4 8 :3 8 2 0 0 0 : (u n title d ) W 1: 1H A x is = p p m S c a le = 8 .4 0 H z / c m
解：1）已知其分子式为C10H12O2。 2）计算不饱和度：U＝5。 可能有苯环存在，从图谱上也可以看到δ 7.25ppm 处有芳氢 信号。此外，还应有一个双键或环。 3）根据积分曲线算出各峰的相对质子数。 积分曲线总高度＝26＋9＋9＋15＝59（格） 据分子式有12个氢，故每个氢平均约 5（格）。按 每组峰积分曲线高度分配如下： a=26/5≈5个质子，b≈2个质子，c≈2个质子， d≈3个质子
CH3CH=CHCOOH
解析：U=2 1. 峰的数目：4 2. δ=12.5ppm峰重水交换后消失，含有-COOH 3. 在不饱和区有峰，另一不饱和度为C=C 4. δ =～1.9，dd（甲基，与CH=CH相连） =～5.9，7.1（ CH=CH ，每个氢彼此偶合还与甲基 偶合）
6. 某化合物的分子式为C4H7BrO2，其核磁共振谱见图。试确 定该化合物结构。
O H2 C C CH H 3C OH Br
解析：U=1 1. 峰的数目：4 2. δ=11ppm，含有-COOH 3. δ =～4.2，t（与-CH2-相连，在低场与溴相连） =～1.1，t（ 甲基，与-CH2-相连） =～2.1（ 亚甲基，CH3和CH偶合出现五重峰）
7. 已知化合物的分子式为 C10H12O2
CH3
CH3
解析：U=4 1.峰的数目：2
2.峰的强度(面积)比：3：1=9：3
3.峰的位移：δ =～2.3 （-CH3） =～7.2 （苯环上的H）, 4.峰的裂分数：1；1（结构对称）
3. 某未知物分子式为C5H12O，求其化学结构。
CH3 H3C
C
CH3
H2 C
OH
解析：U=0（饱和烃）
7 .5 0 0
7 .0 0 0
6 .5 0 0
6 .0 0 0
5 .5 0 0
5 .0 0 0
4 .5 0 0
4 .0 0 0
3 .5 0 0
3 .0 0 0
2 .5 0 0
2 .0 0 0
1 .5 0 0
1 .0 0 0
S a t A p r 2 2 0 9 :5 0 :1 8 2 0 0 0 : (u n title d ) W 1: 1H A x is = p p m S c a le = 1 2 .9 2 H z / c m
2.不饱和区没有峰，化合物中含有三个氧，可能含有
两个羰基 3. δ =～1.2，t（甲基，可能与亚甲基相连）
=～4.2，q（与甲基相连的亚甲基，且与氧相连）
= ～2.2，s（甲基，与羰基相连） = ～3.5，s（亚甲基，与两个羰基相连）
5. 化合物的分子式为C4H6O2，其1HNMR谱（300MHz）如图 所示，谱图中δ12.5ppm峰重水交换后消失,推导其结构。
10）指认：① 不同化学环境的质子数或质子组数等于共
振峰个数或组数；图上有4组共振峰，结构中也有4个 质子组；②各类质子数之比应等于相应的积分曲线高
度比：a : b : c : d=26：9：9：15＝5：2：2：3；
③质子之间偶合裂分服从（n+1）规律；④由化学位 移来考察四类质子均在其常见化学位移范围内。
2 2 1 3
1
8 .4 0 0
8 .3 0 0
8 .2 0 0
8 .1 0 0
8 .0 0 0
7 .9 0 0
7 .8 0 0
7 .7 0 0
7 .6 0 0
7 .5 0 0
7 .4 0 0
7 .3 0 0
7 .2 0 0
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
7 .1 0 0
解析：U=4，可能含有一个芳香环，谱图只在芳香区出峰， 分子式C5H3Cl2N，说明化合物为吡啶环。只剩确定两个氯的 位置。