NMR,VU,IR,MS四大图谱解析解析
NMR碳谱图谱解析及新技术

在药物研发中的应用
1 2 3
药物代谢研究
通过分析药物在体内的碳谱特征,可以了解药物 在体内的代谢过程和机制,有助于药物设计和优 化。
药物相互作用研究
比较不同药物组合的碳谱图谱变化,可以研究药 物之间的相互作用和影响,有助于发现潜在的药 物相互作用和不良反应。
药物筛选与发现
通过比较不同化合物或天然产物的碳谱图谱特征, 可以发现具有潜在药物活性的化合物,为新药研 发提供候选分子。
05 未来展望
NMR技术的发展趋势
分辨率提升
随着技术的不断进步,NMR的分辨率将进一步提高,能够更准确 地解析出不同碳原子之间的微小差异。
灵敏度增强
通过改进检测器技术和信号处理算法,提高NMR的灵敏度,从而 能够检测到更低浓度的碳化合物。
谱图解析自动化
未来NMR技术将更加注重自动化和智能化,通过人工智能和机器学 习等技术,实现谱图解析的自动化和快速化。
定量分析
通过对比不同样品或不同条件下的碳谱图谱,进行定量分析,评估 各组分或分子片段的相对丰度。
碳谱图谱解析的难点与挑战
复杂样品
01
对于组成复杂、结构多样的样品,解析其碳谱图谱需要较高的
解析技巧和经验。
分辨率问题
02
由于碳核自旋量子数较小,碳谱的分辨率相对较低,给信号归
属和定量分析带来一定的困难。
原理
原子核在磁场中受到磁力作用,其自旋能级发生分裂,当受 到特定频率的电磁辐射时,低能级的原子核会吸收能量跃迁 到高能级,同时释放出能量信号,通过检测这些信号可以获 得物质的结构信息。
NMR技术的发展历程
1940年代
核磁共振现象被发现。
1980年代至今
NMR技术不断发展,出现了多种新技术 和实验方法,广泛应用于化学、生物学、 医学、材料科学等领域。
NMR谱图可以分析化合物结构和成分

NMR谱图可以分析化合物结构和成分NMR谱图是核磁共振(Nuclear Magnetic Resonance,NMR)技术的应用结果,被广泛用于分析化合物的结构和成分。
通过测量不同核磁共振信号的特征峰位和峰面积,可以推断出化合物的结构和成分信息。
NMR谱图的分析包括四个主要方面:化学位移、耦合常数、峰位和峰面积。
本文将依次介绍每个方面,并说明它们在化合物结构和成分分析中的重要性。
首先是化学位移。
化学位移是NMR谱图中不同核的共振频率相对于参考物质(如二甲基硅烷)的偏移量。
化学位移的数值和出现的峰位可以提供有关化合物的离子环境、官能团和结构的信息。
化学位移是通过与参考物质的相对频率计算得出的,其数值通常以部分百万分之一(ppm)表示。
例如,苯环上的氢原子具有6.5ppm的化学位移。
通过比较化学位移与已知化合物的数据,可以初步确定化合物的结构。
接下来是耦合常数。
耦合常数是指自旋耦合能导致的核共振信号裂分。
核磁共振现象中,相邻核磁共振信号之间存在相互作用,即自旋耦合。
这种自旋耦合导致信号的频率裂分,裂分的距离称为耦合常数。
耦合常数提供了有关化合物中化学键的键长和键角的重要信息。
通过分析耦合常数,可以确定化合物中的碳-碳和碳-氢键的连接关系以及它们之间的空间排布。
此外,峰位和峰面积也是NMR谱图中需要进行分析的重要参数。
峰位反映了化合物中特定核的化学环境、官能团和结构,而峰面积则与该核的等量数量有关。
通过定量分析峰面积,可以推断出不同官能团之间的相对含量,从而判断化合物的结构和成分。
同时,峰位和峰面积的变化也可以用于研究酸碱度、配位体取代和立体化学等反应条件对化合物结构和成分的影响。
在实际的应用中,NMR谱图分析化合物结构和成分还需要借助于现代计算机辅助的结构预测方法。
这些方法利用已知化合物的结构和NMR谱图的信息,通过模拟和匹配的手段,预测未知化合物的结构和成分。
结合实验结果和理论计算,可以更准确地鉴定和确定化合物的结构和成分。
光谱分析法简介(UV AAS FTIR NMR)..

式中,A ——吸光度
K ——常数 ——意义 该式是原子吸收光谱定量分析的基本关系式:吸光度 (absorbance)A与样品中某元素的含量 C呈线性关系。通过一组已 知浓度的标准样品,做出A与C之间的工作曲线。在同样条件下,测 量未知物的吸光度后,利用工作曲线就可求得未知物的浓度Cx
2018/10/8
转变成原子蒸气,是原子吸收光谱分析法中的关键部件之一。有 火焰原子化器和无焰原子化器两类
●分光系统单色器 ●检测系统
作用是把要测量的吸收谱线同其他谱线
分开。分光部件有棱镜和光栅两种类型
作用是接受光信号,并把光信号转换成电信号 ,经放大和运算处理,给出分析结果。主要由检测器、放大器、 读数和记录系统等组成
——摩尔吸收系数 在A=lg(I0/It)=Kbc中,当浓度c用mol· L-1, 液层b厚度用cm表示,则K用摩尔吸光系数代之
A= bc
的意义 物质的量浓度为1mol· L-1,液层厚度为1cm时溶液的吸
光度。它反映了吸光物质对光吸收的能力,一定条件下为常数; 同一物质用不同显色剂时,有不同的值
——同一波长的光称单色光,由不同波长组成的光称复合光。物质 有色是因其分子对不同波长的光选择性吸收而产生。下页表列出了 颜色与吸收光之间的关系。其中对应颜色的光称互补色光 ——测量物质对不同波长单色光的吸收程度,以波长为纵坐标,吸 光度为横坐标,得一条吸收光谱曲线,它清楚地描述物质对光的吸 收情况。图片分光UV-1图1为MnO4-和Cr2O72-的选择性吸收曲线 。可见, MnO4-在可见光范围内对525nm附近的绿光有最大吸收 max=525nm。浓度不同光吸收曲线形状相同,吸光度大小不同 UV-11
( 6)灵敏度高
(7)样品损坏少
有关UV、IR、NMR、MS的应用

有关UV、IR、NMR、MS的应用紫外线(简称UV),紫外线波长为:10-400 nm.。
来自太阳辐射的一部分,它由紫外光谱区的三个不同波段组成,从短波的紫外线C到长波的紫外线A。
UV的应用:UV在生活中的应用非常广泛,例如1,UV灭菌,这种方式效果好,没有第二次污染的情况,超强UV可以瞬间杀死水中的病毒,不像用化学试剂灭菌方式那样残留。
主要用于医院、公共场所、幼儿园、敬老院等空间的消毒,这种方式慢慢在进入家庭日常生活,水处理等。
2,UV的固化,UV胶水、UV油墨等在UV光照下,瞬间从液体变为固体,以达到固着、上色等效果。
如手机上就很多应用,如:LCD的封口,听筒上音圈与音膜的粘接,手机外壳的喷涂等,光驱里激光头,电脑LCD硬盘磁头,还有最新的光通讯器件,UV打印机等。
3,UV的检测,再防伪上,人们将特殊的图案用UV荧光物质成形,一般光照的情况下,是没有任何图像呈现,但在UV的照射下,就可以看到这种荧光的图案。
主要应用于纸币,护照,火车票,医药包装,瓶盖等等。
4,UV背景光,有些物质再UV光下比可见光下更加清晰,这个特性就可以去检测一些不通常情况下不容易发现的物质,比如工厂净化间内的灰尘检测,产品表面清洁度检查,公安侦查提取指纹等等。
5,UV医疗,UV光不一定照到人体就是有害的,有些波段的UV再临床上还可以去除因患者的病毒,如白癜风,在涂完药物后,接受一些uv的照射,可以生成黑色素,达到治疗的效果。
6,UV光催化,化学反应在不同的条件下会有不同的结果,人类发现了这个现象后,就想方设法的去让化学反应向人们想要的方向发展。
这样科学家就会利用uv这个条件研究反应的方向,找到好的方向,解决人类面临的问题。
如生物医药,UV保鲜技术,像日本的家电商推出的LED保鲜就是采用UV LED发出的uv对蔬菜进行处理保鲜。
利用物质的分子对红外辐射的吸收,得到与分子结构相应的红外光谱图,从而来鉴别分子结构的方法,称为红外吸收光谱法。
各种光谱分析解读

各种光谱分析解读光谱分析是一种科学技术,通过研究物质与光的相互作用,可以从中获取物质的结构、性质和组成信息。
光谱分析包括多种方法和技术,其中常用的有紫外可见光谱、红外光谱、核磁共振光谱、拉曼光谱和质谱等。
下面将对这些光谱分析方法做一些解读。
紫外可见光谱(UV-Vis)紫外可见光谱是通过检测物质吸收或散射紫外可见光而获得的。
这种方法对于研究有机物和无机物的电子转移、共振结构等有很大的应用价值。
通过紫外可见光谱可以了解物质的电子能级分布、化学键的性质和分子的色彩等。
红外光谱(IR)红外光谱是通过检测物质对红外辐射的吸收而获得的。
红外光谱可以分析物质的官能团、分子结构和立体构型。
不同官能团和化学键对红外光谱会有不同的吸收峰,通过对红外光谱的解析和比较,可以推断物质的组成和结构。
核磁共振光谱(NMR)核磁共振光谱是通过检测物质中核磁共振信号而获得的。
核磁共振光谱可以研究物质中的原子组成、化学环境和立体构型。
不同原子核有不同的共振频率,通过对核磁共振光谱的分析,可以确定物质中的原子种类和它们的相对数量。
拉曼光谱拉曼光谱是通过检测物质对激光散射光的拉曼效应而获得的。
拉曼光谱可以研究物质的分子振动模式和晶格振动模式等。
拉曼光谱的谱线对应于物质分子的振动能级差,通过对拉曼光谱的解析,可以了解物质的分子结构和化学键的性质。
质谱质谱是通过检测物质中离子的质量与通量的关系而获得的。
质谱可以研究物质中的原子组成、分子量和化学键的性质。
不同原子和分子具有不同的质荷比,通过对质谱的解析,可以确定物质的分子结构和化学键的类型。
NMR波谱图解读及结构确定方法

NMR波谱图解读及结构确定方法NMR(核磁共振)波谱图是一种广泛应用于化学领域的分析工具,可以用于确定有机分子的结构和了解分子之间的相互作用。
在此文章中,我们将探讨如何解读NMR波谱图以及结构确定的一些方法。
首先,让我们简要介绍一下NMR波谱图的基本原理。
NMR波谱图是基于核磁共振现象的,其中核磁共振是指原子核在外加磁场中产生的吸收和发射电磁辐射的现象。
NMR波谱图通常以频率为横轴,吸收强度为纵轴绘制。
波峰的位置和强度提供了分子结构的信息。
为了更好地解读NMR波谱图,我们需要注意以下几个关键点:1. 化学位移:化学位移是NMR波谱图中最重要的指标之一,它表示特定核的共振频率相对于参考物质的偏移程度。
常用的参考物质是乙酸(CH3COOH),它的化学位移被定义为0。
化学位移一般以δ值表示,单位为ppm(parts per million)。
化学位移的值与核周围的电子环境有关,可以用于确定分子中的官能团和化学环境。
2. 积分峰强度:NMR波谱图上的积分峰强度可以提供氢或碳原子的数量信息。
积分峰是相对于谱图中其他峰的面积进行比较得出的。
通过积分峰强度,我们可以了解分子中不同类型的氢或碳原子的相对丰度,从而推断出它们在分子中的位置。
3. 耦合常数:NMR波谱图中出现的耦合峰可以提供原子之间的化学键关系信息。
耦合常数是指两个不同核之间的相互作用,通过耦合常数可以判断分子中的原子之间是否相邻或存在距离较近的关系。
耦合峰通常以"J"值表示,单位为赫兹。
在进行结构确定时,我们可以结合上述关键点利用一些方法来辅助分析NMR波谱图:1. 化学位移组合法:根据分子中的官能团和化学环境,化学位移可以提供一些结构定位的线索。
例如,醛基、酮基等特定官能团在NMR波谱图中通常具有特定的化学位移范围。
2. 核磁等效性:相邻原子核的磁场作用会互相影响,导致频率的变化。
可以根据核磁等效性来确定可能的物质结构。
核磁等效性是指两个或多个原子核的化学位移相等的情况。
化学反应的核磁共振质谱红外光谱紫外光谱质谱分析

化学反应的核磁共振质谱红外光谱紫外光谱质谱分析化学反应的核磁共振质谱、红外光谱、紫外光谱和质谱分析导论:在化学领域,为了深入了解物质的性质和化学反应的机理,科学家们经常使用各种仪器和技术进行分析和表征。
本文将介绍四种常用的分析技术,即核磁共振质谱、红外光谱、紫外光谱和质谱分析。
这些技术在现代化学研究中起着重要的作用,可以提供关于化合物结构、功能群、分子质量等方面的信息。
核磁共振质谱:核磁共振(NMR)是一种基于原子核的分析技术,它利用原子核在外加磁场中的行为来研究物质的结构和化学环境。
NMR谱图可以提供关于化合物分子结构、官能团和立体异构体的信息。
通过测定样品中不同核的共振频率和相对强度,可以确定分子中原子的类型和数量。
红外光谱:红外光谱(IR)是一种将样品中分子振动状态转化为光谱图形的技术。
通过测量分子在红外线波长范围内的吸收峰位和强度,可以确定分子中存在的不同官能团和键。
红外光谱可以用于研究化合物的结构、官能团的存在形式以及有机反应的进程。
紫外光谱:紫外光谱(UV)是一种利用分子吸收紫外线的技术。
物质的分子结构和化学键的种类和环境可以通过测量它们吸收紫外线的波长和强度来确定。
紫外光谱通常用于研究物质的电子结构、共轭体系和染料的性质。
质谱分析:质谱(MS)是一种通过将样品中的分子离子化并在质谱仪中进行分离和检测来研究分子的化学和物理性质的技术。
质谱图提供了关于化合物分子离子的质量、分子式和结构的信息。
质谱分析可用于确定化合物的分子质量、分子离子峰的相对强度和质谱碎片的结构。
应用:这四种分析技术在化学领域中具有广泛的应用。
例如,在有机合成中,核磁共振质谱可以用来确定所得产物的结构和纯度;红外光谱可以用来鉴定化合物中的官能团和化学键;紫外光谱可用于研究分子的共轭体系和电子结构;质谱可以用于研究新颖分子的合成和分析。
结论:核磁共振质谱、红外光谱、紫外光谱和质谱分析是现代化学研究中常用的分析技术。
它们能够提供关于化合物结构、官能团、分子质量等方面的信息,为科学家们解决化学问题和研究化学反应机理提供了重要工具。
IR1

分子能级图
E电 =1 ~ 20ev λ = 0.06 ~1.25m 紫外 可见吸收光谱 E振 = 0.05 ~1ev λ = 25 ~1.25m 红外吸收光谱 E转 = 0.005 ~ 0.05ev λ = 250 ~ 25m 远红外吸收光谱
红外光区划分
近红外(泛频) 近红外 泛频) 泛频 (0.75~2.5 m) 红外光谱 (0.75~1000m) 中红外(振动区) 中红外(振动区) 振动区 (2.5~25 m) 远红外(转动区 远红外 转动区) 转动区 (25-1000 m) 分区及波长范围
1.样品要求: 纯度>98% 。 样品应不含水分。 2.测定方法: 测定IR光谱的样品可以是液、固、气状态。 固态样品:常用压片法、糊剂法或薄膜法制样测定。 液态样品:液态样品可注入吸收池内测定。 气态样品:一般灌入特制的气体池内测定。
红外光谱特点
1)红外吸收只有振-转跃迁,能量低; 红外吸收只有振-转跃迁,能量低; 应用范围广:除单原子分子及单核分子外, 2)应用范围广:除单原子分子及单核分子外,几乎 所有有机物均有红外吸收; 所有有机物均有红外吸收; 分子结构更为精细的表征: 谱的波数位置、 3)分子结构更为精细的表征:通过IR谱的波数位置、 波峰数目及强度确定分子基团、分子结构; 波峰数目及强度确定分子基团、分子结构; 定量分析; 4)定量分析; 气态样均可用,且用量少、不破坏样品; 5)固、液、气态样均可用,且用量少、不破坏样品; 分析速度快; 6)分析速度快; 与色谱等联用(GC具有强大的定性功能。 7)与色谱等联用(GC-FTIR)具有强大的定性功能。
弯曲振动
– 对称弯曲振动 – 不对称弯曲振动
所以,多原子分子的振动类型可分为两大类:
伸缩振动(υ) 弯曲振动(δ) 面内弯曲振动(δi. p) 剪式振动(以δs表示) 平面摇摆(以ρ表示) 面外弯曲振动(δo.o.p) 非平面摇摆(以ω表示) 扭曲振动(以τ表示) 对称与不对称弯曲振动 其中,以对称伸缩、不对称伸缩、剪式振动、 其中,以对称伸缩、不对称伸缩、剪式振动、非平面摇摆 出现较多。 对称伸缩(以υs表示) 不对称伸缩(以υas表示)
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13C-NMR谱图解析13C-NMR谱图解析流程1.分于式的确定2.由宽带去偶语的谱线数L与分子式中破原子数m比较,判断分子的对称性.若L=m,每一个碳原子的化学位移都不相同,表示分子没有对称性;若L<m,表示分子有一定的对称性,L值越小,分子的对称性越高。
3.标出各谙线的化学位移Qc,确定谙线的归属在结构鉴定中,常用的13C-NMR技术是宽带去偶和偏共振去偶。
根据宽带去偶谱测定的化学位移,偏共振去偶谱中各类碳的偶合谱线数,以及峰高相对和对称状况,对各谱线作大体归属,从而辨别碳核的类型和可能的官能团。
结构比较复杂的化合物,根据上述方法对13C-NMR谱线归属碰到困难时,可借助测定T1值作进一步的辨别,特别在归属不同季碳的谱线时,T1值的测定更有其实用价值。
另外,在1H-NMR谱线归属明确的情况下,还可采用质子选择去偶技术来归属难以辨认的13C-NMR 谱线。
在偏共振去偶时出现的虚假远程偶合现象也可以为归属某些特殊结构单元提供有用的信息,1H谱与13C谱相结合,有利于彼此信号归属。
各类碳核的化学位移范围如下图所示:表1基团类型Qc/ppm烷0-60炔60-90烯,芳香环90-160羰基1604.组合可能的结构式在谱线归属明确的基础上,列出所有的结构单元,并合理地组合成一个或几个可能的工作结构。
5.确定结构式用全部光谱材料和化学位移经验计算公式验证并确定惟一的或可能性最大的结构式,或与标准谱图和数据表进行核对。
经常使用的标准谱图和数据表有:经验计算参数1.烷烃及其衍生物的化学位移一般烷烃灸值可用Lindeman-Adams经验公式近似地计算:∑Qc5.2=nA-+式中:一2.5为甲烷碳的化学位移九值;A为附加位移参数,列于下表,为具有某同一附加参数的碳原子数。
表2注:1(3).1(4)为分别与三级碳、四级碳相连的一级碳;2(3)为与三级碳相连的二级碳,依此类推。
取代烷烃的Qc为烷烃的取代基效应位移参数的加和。
表4一6给出各种取代基的位移参数表3烷烃取代基Y的位移参数直链烷烃的Qc值表4计算实例:3一戊醇的Qcr B a B rCH3-CH2-CH-CH2-CH3OH由表查出直烷烃Qc的基数,再加上表Y取代基参数。
C a: 34.7+41=75.7(实测73.8)C B: 22.8+8=30.3(实测30.0)C r: 13.9-5=8.9(实测10.0)对于比较复杂的烃取代物的Qc值,将表与表结合起来计算。
即按表计算烃的Qc值,加上表的取代基参数。
饱和环状化物的Qc(ppm)表42.不饱和烃的化学位移烯烃不含杂原子的烯烃的sp2碳Qc 范围大约为90-160ppm sp2碳的化学位移与取代基的性质和立体因素有关,可按Roberts 公式计式:∑∑∑+++=St ntAt nlAl Qk 3.123式中:123.3为乙烯碳的化学位移Qc 值,当计算Ck(sp2)的Qc 时,双键一边是a,B,r...另边则是a,B,r... AL 为计算同侧碳的增值,At 是计算异侧碳的增值。
有关各种取代基和立体因素(St)的增值列于表5k(2)炔烃SP3杂化碳的化学位移范围大约为60- 90ppm。
与相应的烷烃比较,叁键a-位的扩碳的化学位移向高场移5 --15ppm,末端叁键碳比分子内部叁键碳处于较高场。
叁键与极性基团相连时,2个sp碳的化学位移差距可拉宽到20 --95ppm.3.芳香化合物的化学位移苯的化学位移Qc为128.5ppm,取代基可使直接相连的芳环碳位35ppm之多,对其他位置的影响相对小得多。
对于多取代苯的占c值,可利用取代基影响的加和原则,按Savitsky法则近似求得∑Qc128R t Z+=)(5.单取代苯环13C的化学位移增位取代基Z t Z o Z m Z pH 0 0 0 0 CH2 8.9 0.7 -0.1 -0.29 CH3CH2 15.6 -0.5 0 -2.6 CH(CH3)2 20.1 -2.0 0 -2.5 C(CH3)3 22.2 -3.4 -0.4 -3.1 CH=CH2 9.5 -2.0 2.0 -0.5 -C≡CH -6.1 3.8 0.4 -0.2 C6H6 13.1 -1.1 0.4 -0.2 CH2OH 12.3 -1.4 -1.4 -1.4 CH2OOOCH3 7.7 0 0 0 OH 26.9 -12.7 1.4 -7.3CF3 -0.9 -2.2 0.3 3.2 SH 2.3 1.1 1.1 -3.1 SCH3 10.2 -1.8 0.4 -3.6 SO3H15-2.21.33.8芳杂环中碳的化学位移取代基对毗陡环上碳的化学位移影响可由下式做近似计算Zei Z ei Q ++=15.128式中:128.5为苯的化学位移Qc 值;Z1为杂原子对杂环碳i 化学位移相对苯环的增值;Zei 为在碳e 上的取代基对碳i 的增值(表4一11). 4.羰基的化学位移醛、酮拨基碳的吸收在低场200ppm 左右,丙酮碳基碳的化学位移为205.8,乙醛为199.30,烷基a-取代可使拨基碳的化学位移向低场移2 - 3PPm。
芳基与拨基共扼时,拨基碳的Qc向高场位移,同样a,B不饱和键也有这种作用。
1H谱图解析谱图解析的一般程序(1)对全未知的有机化合物结构鉴定,应首先测定相对分子质量,元素组成,得到分子式,计算其不饱和数。
(2)根据化合物性质,提出绘图要求溶剂、扫描宽度、积分、放大部分等,得到谱图应该检查质量,如标准物信号位置、信噪比、基线和样品纯度情况。
若遇峰很钝、裂分不显、基线不平衡情况应采取措施(处理样品,调试仪器等)加以改善。
(3)根据积分曲线表示的各组峰面积积分比,并以孤立的甲基或亚甲基峰为标准,计算各组峰所代表的相对氢核数目。
(4)由化学位移识别各组峰所代表氢核的性质,如芳氢、烯氢、饱和碳一氢等,对活泼氢可用重水交换给以证实,结合积分比,估计可能存在的官能团,对有些简单化合物的结构甚至可作初步判断。
(5)根据化学位移,自旋分裂和偶合常数,详细分析分子中各结构单元的关系,用一级近似,解析一级类型图谱。
解析时要注意有无以下情况,以免出错:虚假远程偶合、假象简单图谱、分子的对称性、动力学现象;个别峰重叠严重,应作加宽、放大图;怀疑可能有假象简单图谱或化学位移巧合者,可以改变溶剂或改变浓度重新画图。
研究自旋分裂和偶合常数,有助于了解分子内的键合情况和空间关系,为氢谱解析的主要内容。
( 6)一张谱图经常有一级类型部分和高级图谱部分,可以由易到难,逐步解析。
对高级图谱。
应根据图谱特点识别自旋系统,测量和计算化学位移和偶合常数,画出图解。
多重峰解析有困难时,可借助于溶剂效应、双照射或添加位移试剂等,以简化谱图。
(7)由上述程序得到的结构信息,画出合理的结构式(有时不止一个)—工作结构(8)用经验公式或类比方法考查工作结构的全部H 的Q J 值,证明判断正确,或由几种可能的结构式中挑选最合理的一个。
实际解析步骤: (1)分子式确定可以由MS 单独测定,也可以MS 结合PC (元素分析仪)测定 (2)不饱和度计算122++-=zy n UN式中:n 为分子中四价原子的数目;y 为分子中一价原子的数目;z 为分子中三价原子的数目。
对有机碱的盐和季按盐类的不饱和数的计算,应将其相应的酸或卤代烷减去再行计算。
(3)1H 化学位移和结构的关系核磁共振信号移向高场的称为屏蔽作用(shielding effect),引起信号移向低场的称为去屏蔽作用(deshielding effect)。
A.影响化学位移的结构因索a.电子效应:甲基的化学位移σ值随着卤素电负性的增加而增大b.临近基团的磁各向异性芳环芳环氢的数值都比较大,苯环氢,这是因为苯环的抗磁环流所引起的各向异性的结果。
(2)羧基的屏蔽作用一与芳环相仿,其平面的上下各有一个锥形的屏蔽区,其他方向为去屏蔽区。
由以下例子可见拨基所在平面下锥形区内的氢核因屏蔽作用移向高场,处于这种锥形区以外的氢核则移向低场.距碳基近的这种位移更为明显。
(3)碳一碳双键双键的各向异性也与芳环相似。
(4)叁键炔氢有一定的酸性,其化学位移与烯质子相比似应处于较低场但事实上与估计的相反,这是由于叁键的2个X-轨道组成以σ-键为轴的圆筒形状使炔氢处于叁键的屏蔽区。
c. vander Waals效应当两个氢原子在空间相距很近时,由于原子外电子的相互排斥,使这些氢核周围的电子云密度相对降低,其化学位移向低场移动,称为van der Waals效应.B.氢键和溶剂效应形成氢键的羟基质子,由于氧的顺磁性屏蔽比没有形成氢健时易在较低场发生共振,分子内形成氢键,浓度对σ值影响较小,分子间形成氢键则σ值与浓度有关。
羰基形成氢键的能力很强,所以羰酸羟基的化学位移都出现在低场。
同一种样品,所用溶剂不同,其化学位移亦有一定的差异,这是由于溶剂与溶质之间有不同作用的结果,称为溶剂效应。
C.各类氢核的化学位移及其经验计算参数各类1H的σH值范围如下表:a.饱和碳-氢的化学位移烷基〔单取代烷烃)中甲基、亚甲基和次甲基的化学位移列于下表:Y CH3Y CH3CH2Y CH3CH2CH2Y (CH3)CHY (CH3)3CY CH3 CH2 CH3 αCH2 βCH2 CH3 CH CH3 CH3H 0.23 0.86 0.86 0.91 1.33 0.91 1.33 0.91 0.89-CH=CH2 1.71 2.00 1.00 1.73 1.02-C≡CH 1.80 2.16 1.15 2.10 1.5 0.97 2.59 1.15 1.22-C6H5 2.35 2.63 1.21 2.59 1.65 0.95 2.89 1.25 1.32-F 4.27 4.36 1.24-Cl 3.06 3.47 1.33 3.47 1.81 1.06 4.14 1.55 1.60-Br 2.69 3.37 1.66 3.35 1.89 1.06 4.21 1.73 1.76-I 2.16 3.16 1.88 3.16 1.88 1.03 4.24 1.89 1.96-OH 3.39 3.59 1.18 3.49 1.53 0.93 3.94 1.16 1.22-O- 3.24 3.37 1.15 3.27 1.55 0.93 3.55 1.08 1.24非单取代烃的亚甲基和次甲基的化学位移可用经验公式—Shoolery公式进行计算。
以甲烷的σ值为基数,有σ=0.23+Ʃσi2.不饱和碳一氢的化学位移Q C=C=5.25+Z同+Z顺+Z反式中,Z是同碳取代基及顺式与反式取代基对于烯氢化学位移(以5.25为基数)的影响因子。
其值列于下表:甲酰衍生物,如醛、甲酰及其酯、甲酰胺等,甲酰基的氢均处于羰基去屏蔽区,其化学都在较低场,醛氢σ9.3-10.3,甲酸酯和甲酰胺σ7.5-8.5醛氢的化学位移变化不大,很难根据占值区别脂肪醛和芳香醛。