有机合成四大谱
有机化学的四大谱论文
四大谱在有机分析中的应用院系：化学与环境学院姓名：***学号：***********班级：12化教（5）班四大谱在有机分析中的应用吴舜华（华南师范大学化学与环境学院，广东广州）摘要：目前，有机四大谱已成为研究有机化学不可缺少的工具。
本文简单介绍了如今广泛采用的有机四大谱——紫外光谱（ultraviolet spectroscopy,简称UV）、红外光谱（infrared spectroscopy,简称IR）、核磁共振谱（nuclear magnetic resonance spectroscopy,简称NMR）、质谱（mass spectroscopy,简称MS）的基本概念和原理，介绍了四大谱在有机分析中的一些应用及应用实例。
关键词：紫外-可见吸收光谱、红外光谱、核磁共振谱、质谱、有机化合物、应用有机化合物，不论是从天然产物中提取的还是经化学反应合成的，都需要测定它的分子结构。
过去，用化学方法确定测定有机化合物的结构是一项非常繁琐、费时，甚至是很难完成的工作。
这是因为要鉴定的“未知物”需要通过多种化学反应使它变成已知结构的有机化合物才能推导出它的可能结构。
例如，对胆固醇结构式的确定，经近40年（1889-1927）的工作所获得的结构式（此项工作获得了1928年的诺贝尔化学奖）后经X射线衍射法证明还存在某些错误。
而近三、四十年来，由于科学技术的飞速发展，运用物理方法，如X衍射、红外光谱、紫外光谱、核磁共振谱和质谱等来测定有机化合物的结构已成为常规的工作手段。
近代物理方法弥补了化学方法的不足，大大丰富了鉴定有机化合物的手段，明显地提高了确定结构的水平。
特别是有机四大谱（紫外光谱、红外光谱、核磁共振谱、质谱）的广泛应用为有机化合物的分析提供了极大的便利。
目前，有机分析基本上以仪器分析为主，化学反应只是作为辅助手段。
所需测定的样品量降低到以毫克记，研究周期也大为缩短，可以月记，而测定结果的准确性也今非昔比。
四大光谱在有机分析中的应用论文
四大光谱在有机分析中的应用论文四大谱在有机分析中的应用摘要：有机化学领域内无论研究何种有机化合物在分析或合成时都会遇到结构测定的问题。
近三四十年来各种波谱测量技术的出现及其迅速发展使紫外光谱、红外光谱、核磁共振波谱和质谱法得到了普遍应用。
现在这四种谱已成为鉴定有机化合物以及测定其结构的常用手段。
关键词：波谱法，紫外——可见光谱，红外光谱，核磁共振，质谱，应用前言：有机波谱分析是分析化学中发展最快、应用最广泛的领域之一。
波谱分析的基础理论与实验的应用已成为生命科学、材料科学、环境科学、石油化工等诸领域中重要的、不可缺少的部分。
近年来西方发达国家的大学教学中，波谱分析越来越受到重视。
有机波谱分析主要从红外光谱、紫外光谱、核磁共振谱、质谱，四大领域来分析及应用。
以美国为倒，近年的国家自然科学基金、高等学校提供的基金与实验室改造资金中，核磁共振谱仪居第一位，色谱与质谱联用项目次之。
充分考虑在各研究领域中各种波谱方法的特点和应用，除了对基本理论和仪器进行描述外，还应掌握波谱数据与分子结构关系的一般规律。
近些年来发展起来的波谱分析方法主要是以光学理论为基础，以物质与光相互作用为条件，建立物质分子结构与电磁辐射之间的相互关系，从而进行物质分子几何异构、立体异构、构象异构和分子结构的分析和鉴定。
由于它具有快速、灵敏、准确、重现等特点，使之成为有机物结构分析和鉴定的常用分析工具和重要分析方法。
在实际工作中，单用一种方法往往难以得出明确的结论，需要综合利用多种波谱方法联合解析，相互说明，互为佐证。
一、红外光谱概述红外光谱具有测定方法简便、迅速、所需试样量少，得到的信息量大的优点，而且仪器价格比核磁共振谱和质谱便宜，因此红外光谱在结构分析中得到广泛的应用。
红外光谱主要用于有机和无机物的定性和定量分析，其应用领域十分广泛：如石油化工、高聚物（塑料、橡胶、合成纤维）、纺织、农药、医药、环境监测、矿物甚至司法鉴定等。
近二十年来精细化工发展很快，红外光谱是分析鉴定精细化工产品的有力工具。
有机四大谱课件
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二、紫外吸收光谱（UV）
基本原理
物质分子吸收一定波长的紫外光时，分子中的价电子
从低能级跃迁到高能级而产生的吸收光谱叫紫外光谱。
*
* E n
电子跃迁的类型有： *, *, n *, n *。
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电荷迁移跃迁 用光照射化合物时，电子从给予体向与接受 体相联系的轨道上的跃迁称为电荷迁移跃迁。 这种跃迁谱带较宽，吸收强度大。
核磁样品制备
试样浓度：5～10%；需要纯样品15～30 mg；傅立 叶变换核磁共振波谱仪需要纯样品1 mg ； 标样浓度（四甲基硅烷 TMS） ： 1%； 溶剂：1H谱 四氯化碳，二硫化碳； 氘代溶剂：氯仿，丙酮、苯、二甲基亚砜的氘代物
黄石理工学院医学院药学系
4-2 影响化学位移的因素
(1)取代基电负性影响：
磁能级的跃迁，从而产生吸收信号。这种原子核
对射频电磁波辐射的吸收称为核磁共振(nuclear magnetic resonance, NMR)。
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核磁共振条件
(1) 核有自旋(磁性核) (2)外磁场，能级裂分; (3)照射频率与外磁场的比值0 / H0 = / (2 )
常用于高分子有机化合物的测定。 熔 融 法：对于熔点较低，而且热稳定性好的样品，可以 采用此法。 溶液成膜法：将试样溶解于沸点较低的溶剂中，然后将溶液 分布在成膜介质（水银、玻璃、塑料、金属板) 上，让溶剂蒸发后形成试样膜。
4、图谱解析
100 90 80
2924 3005 3062 1595
Transmittance %
液膜厚度的选择： 脂肪族碳氢化合物 ~0.02mm 卤化物、芳香族化合物 ~0.01mm 含氧、氮的有机物 ~0.005mm 含硅、氟的有机物 ~0.03mm ② 溶液法
有机化合物的四谱解析
例: 计算C3H4Cl2的 M:M+2:M+4 的相对强度 解:氯的同位素比值为3:1,则用二项式计算: (3+1)2 = 9 + 6 + 1
所以 C3H4Cl2 中氯元素在质谱中峰的强度比是: 9:6:1
9:6:1
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3. 官能团和化合物类型
质谱中各种碎片离子峰可以提供一些重要的官能团信息。 a) 重要的低质量端离子。如m/z29可能是C2H5或CHO。 b) 高质量离子的研究。通常研究分子离子与高质量碎片离子
M+
解：最大荷质比m/z为102，下一个荷质比的峰m/z为87，相差 15 ， 对 应 一 个 -CH3 ， 中 性 碎 片 丢 失 合 理 ， 所 以 可 以 确 定 m/z(102)为分子离子峰，分子量为102。
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2. 化学式
同位素离子峰可以帮助确定分子组成。对于有机分子，总 有一些M+1、M+2、M+3等峰伴随着分子离子峰M出现，即 以同位素峰簇存在。
化合物： C10H11BrO2
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含Cl, Br原子的分子，其强度比符合二项式(a + b)n的展开 式, 其中：a – 常见元素的丰度；b – 同位素的丰度； n - 该元 素的个数。 如： CHCl3: (3 + 1)3 = 27 + 27 + 9 + 1
∴ 同位素丰度为 M:(M+2):(M+4):(M+6) =27:27:9:1
的质量差，由此得到有明确解释的结构信息。如[M-1]+表 示分子离子失去一个H，一个强的[M-1]+暗示存在一个活泼 H和缺乏其它活泼基团，又如[M-15]+, [M-18]+, [M-20]+等总 是表示分子离子失去CH3, H2O, HF。 c) 特征离子。少数特征基团在质谱上对应某些特征峰。如苯 基 的 m/z77 ， 苄 基 的 m/z91 ， 苯 酰 基 的 m/z105 ， 伯 胺 基 的 m/z30，伯醇的m/z31等。
红外光谱
•键的伸缩振动只改变瞬间的键长,但不改变键角.
(2) 键的弯曲振动
平面箭式弯曲振动
平面摇摆弯曲振动
平面外摇摆弯曲振动
平面外扭曲弯曲振动
•键的弯曲振动不改变键长,但发生了键角的变化.
总结:
(1) 分子中的极性基团的振动特别容易发生比较 显著的红外吸收. (2) 多原子分子可能存在多种分子振动方式,所以 它的红外光谱总是复杂的. (3) 相同的官能团或相同的键型往往具有相同的 红外吸收特征频率.
样品的制备
1. 把干燥后的光谱纯溴化钾研磨到粘在了研钵上， (颗粒粒度约为2m)这时可以准备压片了。 2.有两个圆柱型的不锈钢小家伙，在模具里是最重要 的，一面为粗燥面，另一面为光学面，操作时注意 使光学面相对，粉末就装在两层光学面之间，填装 不要太厚，一般能薄薄地覆盖在光学面上为佳，将 另一个圆柱体轻轻盖上，一边往下压一边稍用力旋 转，使粉末均匀，盖上模具的盖子，就可以在压片 机上压了。
样品的制备
3. 将装样模具置于压片机上，在10MP压力下 压2min，制成透明薄片。 4. 测样时，样品量不能加得太多，样品量和 KBr的比例大约在1：100。（如取干燥的 苯甲酸试样2mg置于玛瑙研钵中充分磨细， 再加入200mg干燥的KBr研磨至混匀。 5. 将试样薄片装在试样架上，插入红外光谱仪试样池的 光路中，扫图 。
有机化合物分子中常见基团吸收峰
1． X—H伸缩振动区（4000 2500 cm-1 ）
（1）—O—H 3650 3200 cm-1 确定 醇，酚，酸 在非极性溶剂中，浓度较小（稀溶液）时，峰形尖锐，强 吸收；当浓度较大时，发生缔合作用，峰形较宽。
（2）饱和碳原子上的—C—H
—CH3 2960 cm-1 2870 cm-1 反对称伸缩振动 对称伸缩振动
有机化学的四谱综合解析
COSY谱图
堆积图
平面等值线图
1-氯-2-丙醇
1H-1H
COSY图
1-氯-2-丙醇的 1H-13C COSY图
波谱综合解析
波谱解析的基本知识 波谱解析的基本步骤 波谱解析的技巧策略 实例 习题
波谱解析的基本步骤
看谱 识谱 从每一张谱图中尽可能找出所提示的有机 化合物的结构信息，列出结构片段 综合各类谱图提供的结构信息，将结构信 息按照化学逻辑进行“拼装” 将“拼装”的结构对照波谱图验证
CH3 H3C Si CH3 CH3
四甲基硅烷
（tetramethylsilane, TMS）
3、Si的电负性比C小，TMS中的氢核和 碳核处在高电子密度区，产生大的屏蔽效 应，与绝大部分样品信号之间不会相互重 叠 4、TMS沸点低（270C），容易除去
自旋-自旋耦合
核磁共振氢谱图
CH2CH3
屏蔽效应
原子核有核外电子，即核外存在一定的电子云分布
核外电子云受H0的诱导，产生一个方向和H0相反、大小和 H0成正比的诱导磁场
此诱导磁场使原子核实际受到的外磁场强度减小
这种作用被称为核外电子对原子核有屏蔽作用 屏蔽作用大小用屏蔽系数σ表示
屏蔽作用的结果
化学位移的定义
样 标 6 6 10 10 标 振荡器频率
邻位取代：３条谱线；
间位取代：４条谱线；
单取代苯：４条谱线；
两个不同基团邻、间位取代：６条谱线。
④羰基和叠烯区：
150～200 ppm 或更低
＞200一般属于醛酮； 160～200属于酸、酯、酸酐
6、推出结构单元并进一步组合成若干可能 的结构式 7、对碳谱进行“指认”，找出最合理的化 学结构式 同时需要注意的是：１H谱和13C谱是相互 补充的，如果未知的化合物也有1H谱提供， 将两者结合起来一起进行分析，有助于结 构推测的准确性
四大谱图详解
影响紫外吸收的因素-PH值影响
苯酚的紫外光谱
苯胺的紫外光谱
紫外吸收与分子结构关系
（1）.饱和烃及其衍生物 （用于紫外吸收测试溶剂） （2）.简单的不饱和化合物 （3）.共轭系统的紫外吸收光谱 （4）.芳环化合物的紫外吸收光谱
紫外吸收与分子结构关系
（1）、饱和烃及其取代衍生物
① * 跃迁
吸收波长 < 150nm,在远紫外区。
增色效应与减色效应 吸收峰吸收强度增加的现象叫增色 效应。 吸收峰吸收强度减小的现象叫减色 效应。
常用术语
吸收带:由相同的电子跃迁产生的吸收峰，叫..
R带:由化合物n→π* 跃迁产生的吸收带，它具有杂原 子和双键的共轭基团（醛、酮）。例：＞C＝O, —N＝N—。 特点：a. 吸收峰出现区域在250nm～500nm。
C=O双键的n→π* 跃迁，基态的极性大于激发态的极性，极性溶 剂对基态 的稳定作用大于对激发态的稳定作用，导致极性溶剂
中△E升高， λmax短波方向移动。
影响紫外吸收的因素-溶剂效应
溶剂效应对丙酮紫外吸收的影响
1-己烷 2-95%乙醇 3-水
• 溶剂选择 1) 原则：在保证溶解的前提下，尽量选
产生的吸收带。例：芳香族包括杂环芳香族。
特点：a. 苯蒸汽及苯的非极性溶剂在 230～270nm 之间呈细微结构。(由电子 能级跃起引起的吸收叠加振动能级跃迁 引起的，是芳香化合物的重要特征。)
b. 苯在极性溶剂中呈一宽峰，重心 256nm，
ε＝220。
常用术语
4. E带 产生：苯环中共轭体系的π→π* 跃进产生的吸收带。
择极性小的溶剂。在报道紫外数据时应标出 所用试剂。
2) 常用溶剂：
溶剂
有机四大谱
2.分子振动与红外光谱
振动方程式：
1 v振 2
m1 m2 k m1m2
k:力常数，与化学键的强度有关（键长越短，键能 越小，k越大） m1和m2分别为化学键所连的两个原子的质量，单 位为克
即：化学键的振动频率（红外吸收峰的频 率）与键强度成正比，与成键原子质量成 反比。
亚甲基的振动模式：
胺、铵盐：
胺的N—H伸缩振动：3300-3500cm-1，一般呈双峰（as和s），芳胺 吸收强度较大。其它振动（C-N伸缩，N-H弯折）不易判别。
羰基化合物：C=O伸缩振动1620-1850cm-1，强度大。
6、红外光谱解析举例：
A.正辛烷
B、2-甲基庚烷
2,2-二甲基己烷
(E)-2-己烯
烯烃：=C—H伸缩振动3100-3000cm-1 C=C伸缩振动1650cm-1(强度与分子对称性有关) =C—H面外弯折1000-600 cm-1(强，位置与分子对称性有
l
关）
炔烃： C—H伸缩振动3300cm-1 （尖锐峰） CC伸缩振动2300-2100cm-1(强度与分子对称性有关) C—H面外弯曲振动700-600 cm-1
说明
(Ⅴ) 特 羰基伸 征 缩振动 频 区 率 区 (Ⅵ) 两键伸 缩振动 区 (Ⅶ) 饱合 C-H 面 内弯曲 振动区
1900～1630
C=O 伸缩
酸酐两峰相距 60cm-1
C=C 伸缩 1675～1500 1475～1300 C=N 伸缩 N=N 伸缩 C-H 面 内 弯曲
有 >C(CH3)2 和-C(CH3)3 基 团 时 ， 13801370cm-1 处峰 裂分为两峰。
≡C-H
伸缩 3300～3010 =C-H 伸缩
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一、有机波谱分析简介1.常见有机波谱 2.有机四大谱及其特点 3.电磁波谱与有机光谱的对应关系二、红外吸收光谱2.分子振动与红外光谱 1.红外吸收光谱的定义 3.有机化合物基团的特征光谱 4.红外谱图解析三、核谱共振谱1.核磁共振产生的基本原理 3.自旋偶合和自旋裂分 5.13C 谱简介 2.化学位移 4.谱图解析1.常见有机波谱 常 见 有 机 波 谱2、有机四大谱及其特点有机四大谱：紫外吸收光谱、红外吸收光谱 、 核磁共振谱、质谱 ⎧ UV 0.01-5mg(与天平精度有关） ⎪ IR 0.1-1mg ⎪ ⎧样品用量少 ⎨ 优点⎨ ⎪ NMR 1-5mg ⎩ 准确快速 ⎪ MS 0.001-0.1mg ⎩⎧ UV ⎪ IR ⎪ ⎨ ⎪ NMR ⎪ MS ⎩⎧ 仪器昂贵 ⎪ 缺点⎨ ⎪仪器操作复杂、维护费用高 ⎩2-10万 5-50万 100-1000万 50-500万3.电磁波谱与有机光谱的对应关系λ/nm λ/cm-1二、红外吸收光谱 1.红外吸收光谱的定义红外吸收光谱是分子中成键原子振动 能级跃迁而产生的吸收光谱，只有引起分 子偶极距变化的振动才能产生红外吸收。
2.分子振动与红外光谱振动方程式：1 v振 = 2πm1 + m2 k m1m2k:力常数，与化学键的强度有关（键长越短，键能 越小，k越大） m1和m2分别为化学键所连的两个原子的质量，单 位为克即：化学键的振动频率（红外吸收峰的频 率）与键强度成正比，与成键原子质量成 反比。
亚甲基的振动模式：3.有机化合物基团的特征频率区段 (Ⅰ) N-H 和 O-H 伸 缩振动 区 (Ⅱ) 不饱和 特 C-H 伸 征 缩振动 频 区 率 区 (Ⅲ) 饱和 C-H 伸 缩振动 区 波数范围/cm-1 振动类型 O-H 伸缩 3750～3000 N-H 伸缩 相关有机化合物中基团的特征频率/cm-1 醇酚单体3650-3590(s);缔合3400-3200(s,b) 酸 单体 3560-3500(m) ;缔合 3000-2500(s,b) 胺 1。
;3500(m)和 3400(m);2。
3500-3300(m) 亚胺 3400-3300(m) 酰胺 3350(m)和 3160(m);一取代酰胺 33203060(m) 炔 3300 (s) 烯 3090-3010(m) 芳烃 -3030 说明 无论单体 还 是 缔 合 ， ν N-H 吸收都比 ν O-H 吸 收 尖而弱 醛基的 ν=C-H 吸收 于 2820cm-1 和 2720cm-1 处 3000cm-1 处 为区分饱 合与不饱 合 ν C-H 的 分界线 (? -H 的 ν C-H 吸 收 在 3050cm-1 处≡C-H伸缩 3300～3010 =C-H 伸缩3000～2800C-H 伸缩烷烃 CH3:2962+10(s)和 2872+10(s) CH2:2926+10(s)和 2853+10(s)区段 (Ⅳ) 三键和 累积双 键伸缩 振动区波数范围/cm-1振动类型 C≡C 伸缩2400～2100C≡N 伸缩 -N=C=O 伸缩 -C=C=O 伸缩相关有机化合物中基团的特征频率/cm-1 炔 RC≡CH 2140-2100(S) RC≡CR’2260-2190(v,w) 腈 2260～2240(m) 异氰酸酯 2275～2240(s) 烯酮 ～2150 酸酐 1850～1800(s);1790～1740(s) 酰卤 1815～1770(s) 酯 1750～1735(s) 醛 1740～1720(s) 酮 1725～1705(s) 酸 1725～1700(s) 酰胺 1690～1630(s) 烯 1680～1620(v) 芳环 1600(v);1580(m);1500(v);1450(v) 亚胺、肟 1690～1640(v) 偶氮 1630～1575(v) 烷烃 CH3: 1470～1430(m);1380～1370(s) CH2: 1485～1445(m) CH: 1340(w)说明(Ⅴ) 特 羰基伸 征 缩振动 频 区 率 区 (Ⅵ) 两键伸 缩振动 区 (Ⅶ) 饱合 C-H 面 内弯曲 振动区1900～1630C=O 伸缩酸酐两峰相距 60cm-1C=C 伸缩 1675～1500 1475～1300 C=N 伸缩 N=N 伸缩 C-H 面 内 弯曲有 >C(CH3)2 和-C(CH3)3 基 团 时 ， 13801370cm-1 处峰 裂分为两峰。
4.红外谱图解析A.红外谱图解析基础知识(1) 特征频率区：红外光谱中4000-1～300cm-1的高频 区称为特征频率区。
主要是X-H、三键( C N ) 及双 键（C=C,C=O,C=C)的伸缩振动。
(2) 指纹区：红外光谱的1000cm-1 ～ 650cm-1的低 频区称为指纹区。
主要是各种单键（C-N,C-O,C-C) 的伸缩振动及各种弯曲振动的吸收峰。
(3) 相关峰：习惯上把同一官能团的不同振动方式 而产生的红外吸收峰称为相关峰。
如甲 基(-CH3) 2960cm-1(νas)，2870cm-1(νs)， 1470cm-1 、 1380cm-1 ( δC-H剪式及面内摇摆)。
(4)已知物的鉴定：若被测物的IR与已知物的谱 峰位置和相对强度完全一致，则可确认为一种物 质（注意仪器的灵敏度及H2O的干扰）。
(5)未知物的鉴定：可推断简单化合物的结构 。
对复杂的化合物，需要UV、NMR、MS的数据5、红外光谱图(IR)官能团区：4000∼1400cm-1,伸缩振动引起，谱带比较简单， 特征性强。
3700-2500cm-1 2500-1900 cm-1 1900-1400 cm-1 C=C C=OC=NC-H N-H O-H S-H-C≡C-C≡N -C=C=O -N=C=O指纹区：1400∼600cm-1,由C-C, C-O, C-X伸缩振动及力 常数小的弯曲振动引起，光谱复杂。
1）红外谱带的影响因素： 成键原子杂化方式CCHCCHCC H 3300O3000-2850电子效应O3100-3000O H3C C OCH3 1740 O H3C C CH 1680 CH2 1620H3C C CH3 1720 O H3C C CH3 1720H3C C Cl 1780CH2 CHCH2CH3 1650氢键作用：一般使谱带移向低波数，且变宽。
2）、红外谱图中的基团特征（吸收）谱带 烷烃：C—H伸缩振动2940cm-1和2860 cm-1 C—H面内弯曲1460（不对称）和1380（对称） -(CH2)n- (n>=4)一般在720 cm-1处有特征峰（弱）烯烃：=C—H伸缩振动3100-3000cm-1 C=C伸缩振动1650cm-1(强度与分子对称性有关) =C—H面外弯折1000-600 cm-1(强，位置与分子对称性有 关）炔烃： ≡C—H伸缩振动∼3300cm-1 （尖锐峰） C≡C伸缩振动2300-2100cm-1(强度与分子对称性有关) ≡C—H面外弯曲振动700-600 cm-1芳香结构： C—H伸缩振动3100-3000cm-1 单 核 芳 环 骨 架 C=C 伸 缩 振 动 1600 、 1580 、 1500 、 1450cm-1(强度与分子对称性有关) C—H面外弯折900-690cm-1及起其倍频峰(形状、位置 与取代基位置有关)醇、醚O—H伸缩振动：固态、液膜3300-3400cm-1, 宽带。
非极性溶剂 稀溶液：∼3600cm-1，有时伴随缔合峰。
醚类C—O—C伸缩：1100-1250cm-1, 不易辨识。
胺、铵盐：胺的N—H伸缩振动：3300-3500cm-1，一般呈双峰（as和s），芳胺 吸收强度较大。
其它振动（C-N伸缩，N-H弯折）不易判别。
羰基化合物：C=O伸缩振动1620-1850cm-1，强度大。
6、红外光谱解析举例：A.正辛烷B、2-甲基庚烷2,2-二甲基己烷(E)-2-己烯1-己烯(Z)-3-己烯2-甲基-1-丙烯1-己炔2-己炔三、核磁共振谱(Nuclear Magnetic Resonance, NMR)1、基本原理原子核的自旋，自旋量子数I原子序数 偶数 奇数 奇数或偶数 质量数 偶数 偶数 奇数 0 整数 1/2, 3/2, 5/2… I NMR信号 无 有 有核磁共振现象核自旋磁矩 μ = γ•P = γ•hI / 2π（其中，P为自旋角动量，γ是磁 旋比，h为普朗克常数） 自旋核进动角速度ω0 = 2πν0 = γ•H0（式中，H0为外磁场强度，ν0为进动频率） 自旋磁量子数m = I, I-1, I-2...(代表不同的取向或能级，只能有2I +1个能级）1H的核磁共振在磁场中，核的能量E = -(m/I)μ H0 对于1H核，I = 1/2, m = ±1/2，在磁场H0中有两个不同能级 ，其能量差 ΔE = 2μ H0 = hν0 1H核发生共振的条件 ν = ν = γH / 2π 射 0 0 （ν射为外加电磁波的频率）其它I = 1/2的自旋核的共振核1H天然丰度(%) 99.98 1.108 0.365 100 100在同一磁场中的相对灵敏度 1.00 0.016 0.00104 0.834 0.06613C15N19F31P核磁共振波谱仪：连续波扫描NMR和FT-NMR二、质子的化学位移1、 化学位移的起因 化学位移源于核外电子在磁场中运动产生的感应磁场的屏蔽 或去屏蔽效应。
质子发生核磁共振的真正条件应为： ν射 = γ H有效/ 2π 其中：H有效= H0(1-σ) = H0 - H感应化学位移的表示方法：相对数值(δ/ppm)H样 - H标 δ/ppm = H仪ν样 - ν 标 x 106 x 10 = ν仪62、影响化学位移的因素：诱导效应和各向异性效应 诱导效应：电负性大的原子或基团，吸电子能力强，使邻近 1H的质子峰移向低场（左侧），反之移向高场（右侧）。
各向异性效应：烯、炔、芳香化合物。
氢键、：去屏蔽作用，醇、酸、β-二酮、酰胺等。
活泼质子交换：一般导致峰加宽、活泼质子化学位移不定温度及溶剂3、积分强度：用于确定分子中各种不同质子的数目 4、自旋裂分及自旋偶合 化学等价：分子中两个相同的质子处于相同的化学环境时 ，两者被称为化学等价。
化学等价的质子具有相同的化学 位移。
CH CO CH CH 3 2 2 3a b cH3Ca b cCH CH Br 2 2d e与不对称碳相连的CH2的两个质子化学不等价；有些质子等价 与否受条件限制。
H3C CH3CHCH2CH3 Cl 不等价 ClH C C HO CH3C NHa Hb不等价低温下不等价相邻质子间在外磁场存在下的相互作用称为自旋偶合。