核磁H谱化学位移
核磁共振氢谱1．提供信息：化学位移δ用于判断h的类型（化学环境
核磁共振氢谱 1．提供信息：化学位移δ用于判断H 的类型（化学环境，磁环境）δ与电子云密度有关，电子云密度 ，去屏蔽作用 ，向低场移动 。
偶合常数J （Hz ）－质子间的作用 积分强度（积分面积）－确定H 的数目2．常见基团H 化学位移δ值 基团烷烃连O ，N 基团烷烃质子炔烃 烯烃 芳烃 δ 0-2 3-5.53-54-66-8基团 -CHO -CH 3C=C-CH 3 -COCH 3 -ArCH 3-OCH 3COOCH 3 ArOCH 3 (SP 3杂化)δ 9.8 1-1.5 1.9-2.5 3.5-4.0 3.7-4.03．常见基团C 化学位移δ值基团脂肪C （SP 3杂化）连杂原子的SP 3杂化C SP 2杂化的Cδ <50 C-O ，C-N ，C-S ：50-100C-OCH 3： 55糖端基C ： 95-105芳香碳，烯碳：98-160连氧芳碳：140-165 C ＝O （δ168-220） 醛酮：195-215 酸酯，酰胺：155-1854．常用的NMR溶剂的出峰情况溶剂峰数化学位移δ共存水峰的化学位移δCDCl3 s 7.27 1.6 CD3COCD3m，5 2.05 2.8 DMSO m，5 2.50 3.36 CD2HOH m，5 3.4 4.7-4.85．DEPT谱：改变照射1H核的脉冲宽度（θ），使不同类型13C信号呈单峰，分别朝上或朝下，可识别CH3，CH2，CH，C脉冲宽度：θ＝135° CH3 ，CH2 ，CH ，季C无信号θ＝90° CHθ＝45° CH3，CH2，CH红外光谱八个重要区域波长（μm）波数（cm-1）键的振动类型2.7~3.3 3750~3000 υOH、υNH3.0~3.3 3300~3000 υCH（-C≡C-H，-C=C-H，Ar-H）极少数可到2900 cm-13.3~3.7 3000~2700 υCH（-CH3，-CH2-，-CH=，-CH=O）4.2~4.9 2400~2100 υC≡C，υC≡N，υ-C≡C-C≡C-5.3~6.1 1900~1650 υC=O（酸、醛、酮、酰胺、酯、酸酐）6.0~6.7 1680~1500 υC=C（脂肪族及芳香族），υC=N6.8~7.7 1475~1300 δC-H（面内），υX-Y10.0~15.4 1000~650 δC=C-H，Ar-H（面外）核磁共振的基本原理原子核的自旋量子数与质量数及原子序数的关系质量数原子序数自旋量子数例奇数奇数或偶数半整数（1/2，3/2）13C、1H、19F、17O、35Cl、125I偶数零12C、16O、32S 偶数奇数整数（1，2，3）2H、14N 在同一个原子核中，某一质子通常与另一自旋相反的质子形成反向自旋质子对，中子也同样形成反向自旋中子对。
hnmr光谱化学位移
hnmr光谱化学位移H-NMR（质子核磁共振）是一种常用的分析技术，用于确定化合物中氢原子的化学位移。
化学位移是指氢原子在磁场中受到相邻核磁矩影响而发生的能级分裂现象。
本文将详细讨论H-NMR光谱化学位移的基本概念、测量原理以及其在化学分析中的应用。
一、H-NMR光谱化学位移的基本概念H-NMR光谱化学位移是指分子中不同位置的氢原子在H-NMR光谱上所显示的位置。
化学位移通常用δ值表示，单位为ppm（parts per million）。
化学位移的大小是受到分子结构与磁屏蔽效应的影响的结果。
化学位移表征了分子中氢原子所处的环境。
二、H-NMR测量原理H-NMR是通过测定氢原子的共振频率来获取化学位移信息的。
在H-NMR实验中，样品置于强磁场中，然后通过加入较高频率的电磁波（通常在无线电波段范围内）来激发氢核。
当氢核共振频率等于入射电磁波频率时，吸收能量的变化就会被检测到。
这种共振频率的变化可由外加磁场与氢核间的相互作用来解释，从而得到了分子中不同位置的氢原子的化学位移信息。
三、化学位移与化学结构的关系化学位移与氢原子所处的化学环境有关。
对于同一化学环境的氢原子，其化学位移是相同的。
常见的影响因素包括共价键的极性、邻近的取代基、氢键和周围电荷密度等。
根据化学位移可以推测化合物的结构和取代基的位置。
四、H-NMR在化学分析中的应用H-NMR在化学分析中有着广泛的应用。
首先，它可以用于确定无机和有机化合物的结构。
通过测定化学位移，可以确定分子中不同位置的氢原子的数量和位置，从而推断出分子的结构。
其次，H-NMR还可用于研究化学反应的机理和动力学。
通过监测反应过程中氢原子的化学位移的变化，可以探索反应的进程和机制。
此外，H-NMR还可以用于纯度分析、药物研究等领域。
总结：H-NMR光谱化学位移是一种重要的分析技术，用于确定化合物中氢原子所处的化学环境。
化学位移的大小受分子结构与磁屏蔽效应的影响。
H-NMR的测量原理基于核磁共振现象，通过测定氢原子的共振频率来获取化学位移信息。
核磁共振氢谱(化学位移)
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化学位移的表示方法与测定
四甲基硅(TMS)作为标准物质的优点：
•TMS化学性质不活泼，与样品之间不发生化学反应和分子间缔合 ； •TMS是一个对称结构，四个甲基的化学环境完全相同，不论在氢 谱还是碳谱都只产生一个吸收峰； •Si的电负性小(1.9)，TMS中氢核与碳核周围的电子云密度高，屏 蔽效应大，产生NMR信号所需的磁场强度比一般有机物中的氢核 和碳核产生NMR信号所需的磁场强度大得多，处于较高场，与绝 大部分样品信号不发生重叠和干扰； •TMS沸点低(27℃)，容易去除，有利于回收样品。
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6
化学位移的表示方法与测定
2.05 3.66
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7
影响化学位移的因素
1. 诱导效应：吸电子诱导效应降低原子核周围的电子云 密度，化学位移向低场移动，增大。
CH3X中甲基和各种取代基连接后的化学位移
-X
F OCH3 Cl Br CH3 H
4.26 3.24 3.05 2.68 0.88 0.2
(2)外加磁场B0 (3)外加射频的能量hv等于自旋核磁能级的能量差：
hv
E
h
2
B0
1 2
B0
2. 面临的问题：
从核磁共振条件式可以看出，磁性原子核的共振频率ν只和 磁旋比γ和外加磁场强度B0有关。那么，在一定条件下测定 时，所有1H只产生一条谱线，所有的13C也只产生一条谱线 ，这样对于有机物结构分析就没有什么意义。
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H谱化学位移
1
化学位移的产生
2
化学位移的表示方法
3
影响化学位移的因素
4
常见基团的化学位移
5
例题分析
1、化学位移的产生
电子屏蔽效应
氢核周围存在不断运动着的电子，在外磁场的 作用下，运动着的电子产生一个会与外磁场方 向相反的感应磁场，抵消了部分外磁场的作用， 使核受到的外磁场作用减小，起到屏蔽作用。
在有机化合物中，氢核受核外电子的屏蔽作用， 使其共振频率发生变化，即引起共振吸收峰的 位移，这种现象称为化学位移。（不同的氢核， 所处的化学环境不同，化学位移的值也不相 同。）
诱导效应是通诱过导成键效电应子是沿键通轴过方成向传键递电的子，取沿代键基轴距离方越向远传，诱递导的效，应越取弱代。基距离越远，诱导效应越弱。
与质子相连元素的电负性越强，吸电子作用越强，质子周围的电子云密度越小，屏蔽作用减弱，信号峰在低场出现。 如图，苯上的六个π电子产生较强的感应磁场，H位于去屏蔽区，处于低场。 多取代基对化学位移的影响。 氢键质子相比于没有形成氢键的质子有较小的屏蔽效应，共振吸收峰出现在低场。 3、影响化学位移的响化学位移的因素
3.3、磁各向异性
如图，三键是直线构型，H所处感应磁场方向与外磁场 方向相反，处于屏蔽区，故其处于高场。 化学位移为2-3.
如图，苯上的六个π电子产生较强的感应磁场，H位于 去屏蔽区，处于低场。 化学位移为6.8-8.
3、影响化学位移的因素
3.4、氢键的影响
键合在杂原子（N、O等）上的 质子易形成氢键。氢键质子相 比于没有形成氢键的质子有较 小的屏蔽效应，共振吸收峰出 现在低场。
计算方程式
如图，三键是直线构型，H所处感应磁场方向与外磁场方向相反，处于屏蔽区，故其处于高场。 与质子相连元素的电负性越强，吸电子作用越强，质子周围的电子云密度越小，屏蔽作用减弱，信号峰在低场出现。 屏蔽区：感应磁场与外磁场方向相反的区域；
核磁共振氢谱(化学位移)
核磁共振氢谱(化学位移)核磁共振氢谱 (PMR或1HNMR)核磁共振技术是20世纪50年代中期开始应用于有机化学领域，并不断发展成为有机物结构分析的最有用的工具之一。
它可以解决有机领域中的以下问题：（1）结构测定或确定，一定条件下可测定构型和构象；（2）化合物的纯度检查；（3）混合物分析，主要信号不重叠时，可测定混合物中各组分的比例；（4）质子交换、单键旋转、环的转化等化学变化速度的测定及动力学研究。
NMR的优点是：能分析物质分子的空间构型；测定时不破坏样品；信息精密准确。
NMR通常与IR并用，与MS、UV及化学分析方法等配合解决有机物的结构问题，还广泛应用于生化、医学、石油、物理化学等方面的分析鉴定及对微观结构的研究。
一、基本概念核磁共振（简称为NMR）是指处于外磁场中的物质原子核系统受到相应频率（兆赫数量级的射频）的电磁波作用时，在其磁能级之间发生的共振跃迁现象。
检测电磁波被吸收的情况就可以得到核磁共振波谱。
因此，就本质而言，核磁共振波谱是物质与电磁波相互作用而产生的，属于吸收光谱（波谱）范畴。
根据核磁共振波谱图上共振峰的位置、强度和精细结构可以研究分子结构。
发展1．1946 年斯坦福大学的F. Bloch 和哈佛大学E.M .Purcell领导的两个研究组首次独立观察到核磁共振信号，由于该重要的科学发现，他们两人共同荣获1952 年诺贝尔物理奖。
NMR发展最初阶段的应用局限于物理学领域，主要用于测定原子核的磁矩等物理常数。
2．1950 年前后W .G. Proctor等发现处在不同化学环境的同种原子核有不同的共振频率，即化学位移。
接着又发现因相邻自旋核而引起的多重谱线，即自旋—自旋耦合，这一切开拓了NMR 在化学领域中的应用和发展。
3．20 世纪60 年代，计算机技术的发展使脉冲傅里叶变换核磁共振方法和谱仪得以实现和推广，引起了该领域的革命性进步。
随着NMR 和计算机的理论与技术不断发展并日趋成熟，NMR 无论在广度和深度方面均出现了新的飞跃性进展，具体表现在以下几方面：1）仪器向更高的磁场发展，以获得更高的灵敏度和分辨率，现己有300、400、500、600MHz，甚至1000MHz的超导NMR 谱仪；2）利用各种新的脉冲系列，发展了NMR 的理论和技术，在应用方面作了重要的开拓；3）提出并实现了二维核磁共振谱以及三维和多维核磁谱、多量子跃迁等NMR 测定新技术，在归属复杂分子的谱线方面非常有用。
化学位移计算公式
化学位移计算公式化学位移是指分析样品中各种成分相对于其中一参照物质的迁移速率，是分析化学中一种常用的指标。
化学位移通常用于描述分析样品中的各种化学成分在溶液中的相对运动速度，根据该速度可以推算出样品的结构、组成和性质。
化学位移的计算公式其实是由核磁共振（Nuclear Magnetic Resonance，简称NMR）技术所决定的。
核磁共振是一种基于原子核在外加磁场中的磁共振现象而进行分析的技术。
在核磁共振光谱中，由于样品中的核自旋与外加磁场的相互作用，谱线会出现在不同的位置，这些位置就是化学位移。
化学位移的计算公式是通过将观察到的化学位移值减去参照物质的化学位移值得到的，通常使用国际上约定的标准参照物质，如四氢呋喃（Tetramethylsilane，TMS）。
化学位移的计算公式为：δ=(ν−ν0)/ν0×10^6其中，δ表示化学位移，ν表示样品中其中一特定核种的共振频率，ν0表示参照物质TMS的共振频率。
化学位移的计算公式中的10^6是为了将结果表示为单位为“ppm”（parts per million）的量纲。
化学位移的单位是ppm，其中1 ppm表示1百万分之一以氢元素（^1H）为例子，核磁共振谱中的化学位移单位通常表示为δH。
δH = (300 - 500)/500 × 10^6 = -400×10^6 ppm根据结果可知，化学位移为-400×10^6 ppm，表示该样品中的氢元素相对于TMS发生了负偏移，即化学位移在低频端。
化学位移的计算公式还可以应用于其他核种，如碳元素（^13C）亦可使用类似的公式进行计算，其中附带的符号ppm也用于单位转换。
总结起来，化学位移是分析样品中的各种化学成分相对于参照物质的迁移速率。
化学位移的计算公式是通过求解样品中其中一特定核种的共振频率与参照物质的共振频率之差，得到其相对于TMS的偏离程度，并将结果表示为ppm的量纲。
核磁共振1H化学位移图表
核磁同振1H 化教位移图表之阳早格格创做 (1) -C-C-H0.9~1.5 ppm(3)与N 、S 、C=O 、-Ar 贯串 2.0~2.5 ppm(4)与O 、卤素贯串3~4 ppm4.5~8.0 ppm利用1H-NMR 可灵验决定单键的与代及构型.H=5.28+Zgem+Zcis+Ztrans 没有特性， 1.8~3.0 ppm ，与烷烃沉叠，应分离IR 剖析. 1H-NMR 疑息非常特性 6.5~8.0 ppm ， 已与代芳环7.26 ppm ，浮现单峰醛基 -CO-H 9.0~10.0 ppm羟基 R-OH 0.5~1.0ppm （密溶液）4~ 5.5 ppm （浓溶液） Ar-OH 3.5~7.7 ppm10~16 ppm （分子内氢键）-COOH 10.5~13 ppm杂量峰种类：尝试核磁的样品普遍央供比较杂，而且不妨溶解正在氘代试剂中，那样才搞测得下辨别率的图谱.为没有搞扰谱图，所用溶剂分子中的氢皆应被氘与代，但是易免有氢的残存（1%安排），那样便会爆收溶剂峰；除了残存的量子峰中，溶剂中偶尔会有微量的H2O 而爆收火峰，而且那个H2O 峰的位子也会果溶剂的分歧而分歧；其余，正在样品（或者造备历程）中，也易免会残留一些杂量，正在图谱上便会有杂量峰，应注意辨别.时常使用氘代溶剂战杂量峰正在1H 谱中的化教位移 单位：ppm溶ppm C C RcisRtrans H Rgem C C Rcis Rtrans H Rgem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火峰— 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 7.3 3 —叔丁醇CH3 1.28 1.18 1.11 1.05 1.16 1.40 1.24OH —— 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 —1,2-两氯乙烷 3.73 3.87 3.90 2.90 3.81 3.78 —两氯甲烷— 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 1.17两甲基甲酰胺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 2.85两甲基亚砜— 2.62 2.52 2.54 1.68 2.50 2.65 2 .71两氧杂环— 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 2.012.07OCH2(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乙两醇—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 —同丙醇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 1.871.88CH2O 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对于CH（m） 7.25 7.20 7.25 7.13 7.30 7.16 —meta对于三乙基胺CH3 1.03 0.96 0.93 0.96 0.96 1.05 0.99石油醚— 0.5-1.5 0.6-1.9 —————。
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在有机化合物中，氢核受核外电子的屏蔽作用， 使其共振频率发生变化，即引起共振吸收峰的 位移，这种现象称为化学位移。（不同的氢核， 所处的化学环境不同，化学位移的值也不相 同。）
2、化学位移的表示方法
如定义中所提到的，不同的氢核，所处的化学环境 不同，出峰位置也不同，其峰的位置不便精确测定，
故在试验中采用某一标准物质作为基准，以基准物
如图，苯上的六个π电子产生较强的感应磁场，H位于 去屏蔽区，处于低场。 化学位移为6.8-8.
3、影响化学位移的因素
3.4、氢键的影响
键合在杂原子（N、O等）上的 质子易形成氢键。氢键质子相 比于没有形成氢键的质子有较 小的屏蔽效应，共振吸收峰出 现在低场。
3.5、温度的影响 温度：大多数信号的共振位置受温度影响很小，但-OH、-NH和-SH在升高温度时形 成氢键的程度降低，化学位移移向高场。 3.6、溶剂效应 溶剂效应：溶剂的磁各向异性和溶质与溶剂之间形成氢键将对溶质中不同位置的 氢核的化学位移产生影响。
3.3、磁各向异性 屏蔽区：感应磁场与区域。
如图，双键的H处于去屏蔽区，故其处于低场。 化学位移为4.5-5.1
3、影响化学位移的因素
3.3、磁各向异性
如图，三键是直线构型，H所处感应磁场方向与外磁场 方向相反，处于屏蔽区，故其处于高场。 化学位移为2-3.
计算方程式
3、影响化学位移的因素
3.1、诱导效应 与质子相连元素的电负性越强，吸电子作用越强，质子周围的电子云密度越小，屏蔽作 用减弱，信号峰在低场出现。
诱导效应是通过成键电子沿键轴方向传递的，取代基距离越远，诱导效应越弱。
多取代基对化学位移的影响。
3、影响化学位移的因素
3.2、S-P杂化 从SP3（碳碳单键)到SP2（碳碳双键）S电子的惩罚从25%增加到33%，键电子更靠近碳 原子，因而对相连的氢原子有去屏蔽作用，即共振位移移向低场。
4、常见基团的化学位移
5、例题分析
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核磁共振H谱（化学位移）
目录
1
化学位移的产生 化学位移的表示方法 影响化学位移的因素 常见基团的化学位移 例题分析
2
3
4
5
1、化学位移的产生
电子屏蔽效应 氢核周围存在不断运动着的电子，在外磁场的 作用下，运动着的电子产生一个会与外磁场方 向相反的感应磁场，抵消了部分外磁场的作用， 使核受到的外磁场作用减小，起到屏蔽作用。