自旋偶合与自旋裂分
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第四章 核磁共振波谱法-氢谱 第四节
↓ ↓ 1/4
氢核相邻三个H原子，H核裂分为四重峰。强度比为1 ︰3 ︰3 ︰1
（4）裂分峰之间的峰面积或峰强度之比符合二项展开式 各项系数比的规律。（a+b）n n为相邻氢核数
n=1 （a+b）1
1︰1
n=2 （a+b）2
1︰2 ︰1
n=3 （a+b）3
1︰3︰3 ︰1
（5）氢核邻近有两组偶合程度不等的H 核时，其 中一组有n个，另一组有n’个，则这组H 核受两 组 H 核自旋偶合作用，谱线裂分成(n+1)(n’+1) 重峰。偶合程度相同时，谱线裂分成（n+n’+1)。
（4）两组氢核相互偶合的J值必然相等，即：Jab=Jba （5）氢核相互偶合的值变化很大，为1-50 。 通过双
数键偶合的为负值，用2J, 4J…表示，使用时用绝对 值；通过单键偶合的J为正值，用1J, 3J…表示。
（6）H 与H 的偶合常数可分为同碳偶合常数 、 邻碳 偶合常数 、 运程偶合常数 、 芳香族及杂原子化合 物偶合常数等（参考书上内容，P.120-P.128）。
若 X 核的自旋量子数 I =1/2，在外磁场 B0中 X 核有 两种不同取向 m = +1/2 和 m = -1/2，它们分别产生两个
强度相同（ B ），方向相反的小磁场，其中一个与外磁场 方向 B0相同，另一个与 B0相反。这时 A 核实际受到的磁 场强度不再是 B0（1-），而是［B0（1-）+ B ］和［B0 （1-）-B］，因此 A 核的共振频率应为：
（1）J 值的大小与B0无关。影响J值大小的主要因素是原子 核的磁性和分子结构及构象。因此，偶合常数是化合物分子
结构的属性。
（2）简单自旋偶合体系J值等于多重峰的间距，复杂自旋偶
协和博士研究生课程-自旋偶合与自旋分裂
3.3 自旋偶合的分裂规则
（2）CHACl2―CHX2Cl的自旋分裂 HA与两个HX相邻，每个HX有两个自旋取向，分
别用↑和↓表示。两个HX的自旋取向的组合形成3 种情况：
分别经价电子传递而在HA处产生3种局部磁场 （2ΔH，0，-2ΔH），影响HA共振时的外磁场强 度。因此，HA实际上受3种外磁场的作用：
3.5 与二级分裂有关的一些术语和概念
对映异位质子在非手性溶剂中为化学等 价质子，非对映异位质子在任何环境中都 是化学不等价质子。
3.5 与二级分裂有关的一些术语和概念
例如：1,3-二苯-1,3-二溴丙烷有两种光学异构体： 1R,3R型和1R,3S型。
Hc Hd
R
S
Ha
Hb Br
Br
3.5 与二级分裂有关的一些术语和概念
3Jab
3.5 与二级分裂有关的一些术语和概念
3.5.1 分子的对称性
C3
（1）对称因素
Cl
①对称轴(Cn) 如果分子沿某一轴
C
H
H
H
旋转2π/n能够复原，则
此轴叫做分子的n阶对
称轴，用Cn表示。
3.5 与二级分裂有关的一些术语和概念
②对称面σ 能将分子切成互为
镜象的两部分的平面， 称为分子的对称面， 用σ表示。
3.2 偶合机理
ee
ee
ee
H
13C
13C
H
12C
12C
ee H
ee
ee H
3.2 偶合机理
以邻偶系统 中， CHA CHX HA的两种自旋态对HX的共振 的影响为例，说明自旋偶合 的机理。
HA m=+1/2
HX m=-1/2
自旋偶合与自旋裂分
3Hb
峰裂分数
1:3:3:1
1:1
H C CH3 H H C C H
1:2:1
1:1
峰裂分数
1:3:3:1
1:2:1
H H C C H H H CH3 C CH3 H
1:1 1:6:15:20:15:6:1
三. 耦合常数（J）
NMR的直接信息
自旋－自旋耦合，可反映相邻核的特征， 可提供化合物分子内相接和立体化学的信息
C
H H
J= 12 ~ 15
C=C
H H
J=0~ 3
2.邻碳偶合
NMR的直接信息
指间隔3个单键的质子之间的偶合，即相邻2个碳上 的质子之间的偶合。用 3J 表示
例如， H-C-C-H
3J=5~9Hz
3J的大小与2个质子之间的夹角有关，
(Karplus公式)
H Φ C C H
3J=A+BcosΦ+Ccos2Φ
Ha
Ha
Ha R2 R1 Hc Hd
R2 R3 R1
Hb Hc
R2 Hd R1
R3 Hc
R3
Ha
Hc
Hd
Ha
Hb
Hc
Ha
Hb
Hc
2
CDCl3
7.65
DMSO
7.65
5
2
7.60
5
7.55 7.50
7.62 7.61 7.61 7.60 7.60 7.60 7.59 7.59 7.58
7.67 7.67 7.66 7.65 7.65 7.63 7.62 7.62 7.61 7.61 7.60
7.60 7.55 7.50
3
3
自旋偶合及自旋
Ha COR C= C Hb Hc
3、远程偶合 （1）、丙烯键远程偶合
HA C HB
C
C HC
JAC=0~1.5HZ JBC=1.6~3.0 HZ
（2）、芳环和杂芳环上质子的远程偶合 分别用Jo、Jm、Jp来表示 Jo=6~10 HZ、Jm=1~3 HZ、Jp=0~1 HZ
（3）、W型（4JH-H）或折线型（5JH-H）偶合
CH3-CH=C=CHCl (C) (A) (B) JAB=5. 8Hz JBC=2. 4Hz
5、其它核对1H的偶合P119
（2）、乙烯型 A、当两个碳原子的杂化态都是SP2杂化时, 3JH-H值较 大。例如乙烯 3JH-H J顺 =11.7Hz ， J反 =19.0Hz，对 于无环形烯烃3J反式值在12~18Hz之间； B、与取代基的电负性有关，随取代基电负性增加， 3J H-H值减小；
C、与环体系中夹角的大小有关，当键角增加时， 3J H-H值减小。
（4）、磁全同的核之间也有偶合但是没有裂分现 象，谱线是单峰。
四、偶合常数与分子结构的关系的因素 偶合常数可分别用1J、2J、3J等表示： H-F 1J, H-C-H
2J，H-C-C-H 3J
1、同碳质子偶合常数 （ 2J＜0） A、谱图不表现裂分； B、受取代基电子效应的影响和键角的影响。
（1）、杂化形式（SP3 -10~-15Hz，SP2 2~-2Hz）； （2）、取代基的性质（CH4 -12.4Hz， CH3Cl -10.8Hz，CH2Cl2 -7.5Hz）； （3）、邻位π键的存在； （4）、成环的影响（环己烷 -12.6Hz， 环丁烷体系 -10.9~ -14Hz）。
3、偶合相互作用的一般规则 （1）、裂分峰数目 2nI + 1
第三章 核磁共振波谱法-氢谱_第4-5节
ph
C OH Ha
NHCH 3
NHCH 3
J=8~10
Ha Hb
HO N H3CHN ph
Hb
Hb
含有手性C的分子，杂原子在
同侧：赤式 (erythro-) 异侧：苏式 (threo-)
自旋裂分与偶合常数
确定糖端基的构型
对于2-H处于a键的糖
可用1H-NMR中端基H与2-H之间J的大小判断构型 由于a-e, e-e两面角为60°或120°，J值相近，无法判断
自旋裂分与偶合常数
1、峰的裂分分
偶合是裂分的原因，裂分是偶合的结果。
自旋－自旋偶合的原理:
考察一个自旋核 A ，如果 A 核相邻没有其他 自旋核存在，则 A 核在核磁共振谱图中出现一个 吸收峰。峰的位置，即共振频率由 = E/h= B 0 （1-）/2决定。
如果 A 核邻近有另一个自旋核 X 存在，则 X核自旋产生的小磁场 B 会干扰 A 核。
快速旋转化学等价：CH3CH2OH 对称性化学等价：分子中存在对称性(点、线、面)的
磁等价：一组d相同的核，它们对组外任何一个核 的偶合相等，只表现出一个J值，称磁等价 OH
化学等价未必磁等价，如右图 磁全同核之间的偶合不必考虑
磁全同核：即化学等价又磁等价的核
Ha CH3
Hc
Hb
自旋裂分与偶合常数
由于在外磁场中 X 核两种取向的几率近似相等，所以 两个裂分峰的强度近似相等。在 A 核受到 X 核干扰的同 时，X 核也受到来自 A 核同样的干扰，也同样被裂分成两 重峰，所以自旋—自旋耦合是磁核之间相互干扰的现象和 结果。
自旋裂分与偶合常数
波谱分析第四章5自旋偶合与自旋裂分
（1） 丙烯型偶合 （2） 高丙烯型偶合 （3） 炔及叠烯 ( 4 ) “w”通道偶合 （5） 折线型偶合
22
（1）丙烯型偶合
通过三个单键和一个双键的偶合（H-C =C-C-H）； J 为负值（0～-3Hz）； 大小与双面夹角有关,θ为90°时偶合最强，θ为0°和 180°时偶合最小。
H
CH3
CC
13CH2F2
A 2M 2X
H
Cl
H
A A 'B B '
11
三、相互偶合的一般规则
1.一组相同的磁核,所具有裂分峰的数目： 由邻近的磁核数目(n)决定的 裂分峰数目 ＝ 2In＋1 当有不同的邻近时（n、n’） 裂分峰数目＝( n+1)(n’+1）
C l C l Hc C l C C C Hc
Ha Hb Hc
X Hb
C从OHH锯O、、齿HH型65 远JJ程均均偶约约合00..6，4HHz判z 断-OH 与–NO2形成氢键
26
1,1,2－三氯丙烷 Hb 与Ha和Hc的偶合 (Jab ≠ Jac) Hb ＝( n+1)(n’+1)＝ (1+1)(3+1)=8
2. 裂分峰强度比相当于二项式(a+b)n展开式的系数比
n=2 1:2:1;
n=3 1:3:3:1 ;
n=4 1:4:6:4:1
3.裂分峰以该质子化学位移为中心，峰形左右对称。
、Y、Z… (δ位于低场)；K、L △ν/J< 6用相差较近的字母表示
、M…(δ位于中场)；
AX、AMX、AB、ABC…等系统
（3）每一种磁全同的核的个数写在大写字母右下角。
（4）I=1/2的非氢核（13C、15N、19F
22
（1）丙烯型偶合
通过三个单键和一个双键的偶合（H-C =C-C-H）； J 为负值（0～-3Hz）； 大小与双面夹角有关,θ为90°时偶合最强，θ为0°和 180°时偶合最小。
H
CH3
CC
13CH2F2
A 2M 2X
H
Cl
H
A A 'B B '
11
三、相互偶合的一般规则
1.一组相同的磁核,所具有裂分峰的数目： 由邻近的磁核数目(n)决定的 裂分峰数目 ＝ 2In＋1 当有不同的邻近时（n、n’） 裂分峰数目＝( n+1)(n’+1）
C l C l Hc C l C C C Hc
Ha Hb Hc
X Hb
C从OHH锯O、、齿HH型65 远JJ程均均偶约约合00..6，4HHz判z 断-OH 与–NO2形成氢键
26
1,1,2－三氯丙烷 Hb 与Ha和Hc的偶合 (Jab ≠ Jac) Hb ＝( n+1)(n’+1)＝ (1+1)(3+1)=8
2. 裂分峰强度比相当于二项式(a+b)n展开式的系数比
n=2 1:2:1;
n=3 1:3:3:1 ;
n=4 1:4:6:4:1
3.裂分峰以该质子化学位移为中心，峰形左右对称。
、Y、Z… (δ位于低场)；K、L △ν/J< 6用相差较近的字母表示
、M…(δ位于中场)；
AX、AMX、AB、ABC…等系统
（3）每一种磁全同的核的个数写在大写字母右下角。
（4）I=1/2的非氢核（13C、15N、19F
核磁共振中的自旋偶合与自旋分裂规律及特征
核磁共振（Nuclear Magnetic Resonance, NMR）作为一种重要的结构分析技术，广泛应用于化学、生物化学、生物医学等领域。
在核磁共振中，自旋偶合和自旋分裂作为重要的物理现象，对于理解分子的结构和动态起着至关重要的作用。
本文将对核磁共振中的自旋偶合和自旋分裂的规律及特征进行详细介绍。
一、自旋偶合1.自旋偶合的概念自旋偶合是指在核磁共振中，两个相互作用的核自旋之间产生的相互作用现象。
自旋偶合可以分为直接偶合和间接偶合两种形式。
2.直接偶合直接偶合是指两个相邻核自旋之间通过化学键直接相互作用的现象。
直接偶合的强度与核自旋之间的距离以及化学键的性质密切相关。
3.间接偶合间接偶合是指两个核自旋之间通过化学键间接相互作用的现象。
间接偶合可以通过其它核自旋介质进行传递，常常表现为通过连续的重原子传递磁偶合作用，形成所谓的耦合路径。
二、自旋分裂1.自旋分裂的概念自旋分裂是指在外部磁场作用下，具有自旋的核在核磁共振谱中呈现出不止一个峰的现象。
自旋分裂的数量和形式与核自旋数、外部磁场的强度和化学环境等因素有关。
2.自旋分裂的规律自旋分裂的规律可由洛仑兹形式的谱线拆分公式描述，按照此公式可以计算出自旋分裂的峰数和峰的相对强度。
3.自旋分裂的特征自旋分裂的特征包括峰的数量、峰的强度、峰的位置等，这些特征可以为化合物的结构和构象提供重要的信息。
三、核磁共振中的自旋偶合与自旋分裂的应用1.结构分析自旋偶合和自旋分裂的规律及特征可以为化合物的结构和构象提供重要信息，通过核磁共振谱的分析，可以推断分子的空间构型和各个原子的相对位置关系。
2.反应动力学研究自旋偶合和自旋分裂对于化学反应过程中中间体或过渡态的探测以及反应速率的研究具有重要意义，可以提供有关反应活化能、反应机理等方面的信息。
3.生物医学应用在生物医学领域，核磁共振通过自旋偶合和自旋分裂的规律可以用于研究生物大分子的结构、构象和相互作用，为新药开发和疾病诊断提供重要依据。
第3节 自旋偶合与自旋裂分
结束
第十章 核磁共振波谱 分析法
第三节 自旋偶合与自旋裂分
一、自旋偶合与自旋裂分
二、峰裂分数与峰面积
一、自旋偶合与自旋裂分
每类氢核不总表现 为单峰，有时多重峰。
原因：相邻两个氢 核之间的自旋偶合 （自旋干扰）；
1. 峰的裂分
峰的裂分原因:自旋-自旋偶合 相邻两个氢核之间的自旋偶合（自旋干扰）； 多重峰的峰间距：偶合常数（J），用来衡量偶合作 用的大小。
二、峰裂分数与峰面积
1. 峰裂分数
峰裂分数：n+1 规律；相邻碳原子上的质子数； 系数符合二项式的展开式系数；
2.峰面积
峰面积与同类质子数成正比，仅能确定各类质子之间 的相对比例。峰面积由谱图上的 5
内容选择：
• 第1节 核磁共振基本原理 • 第2节 核磁共振与化学位移 • 第3节 自旋偶合与自旋裂分 • 第4节 谱图解析与结构确定
第十章 核磁共振波谱 分析法
第三节 自旋偶合与自旋裂分
一、自旋偶合与自旋裂分
二、峰裂分数与峰面积
一、自旋偶合与自旋裂分
每类氢核不总表现 为单峰，有时多重峰。
原因：相邻两个氢 核之间的自旋偶合 （自旋干扰）；
1. 峰的裂分
峰的裂分原因:自旋-自旋偶合 相邻两个氢核之间的自旋偶合（自旋干扰）； 多重峰的峰间距：偶合常数（J），用来衡量偶合作 用的大小。
二、峰裂分数与峰面积
1. 峰裂分数
峰裂分数：n+1 规律；相邻碳原子上的质子数； 系数符合二项式的展开式系数；
2.峰面积
峰面积与同类质子数成正比，仅能确定各类质子之间 的相对比例。峰面积由谱图上的 5
内容选择：
• 第1节 核磁共振基本原理 • 第2节 核磁共振与化学位移 • 第3节 自旋偶合与自旋裂分 • 第4节 谱图解析与结构确定
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7.48 7.48 7.47 7.45 7.45
7.40 7.40 7.39 7.38 7.38 7.37 7.37 7.36
7.29
ppm
7.25
7.30
7.35
7.40
7.45
4
3
7.50
7.55
7.60
7.65
4
5
3
25
6 CH3
1 2
7
OH
7.67 7.67 7.66 7.65 7.65 7.63 7.62 7.62 7.61 7.61 7.60
少（n）有关 通常1H核之间的偶合出现在 n 3，当它们
之间有双键存在时，n = 4-5，也会出现偶合 （远程偶合）。 不同的原子核会有些差别。
可编辑版
19
峰裂分数
Hb Ha Hc Hb C C C Br
Hb Ha Hc
Ha裂分为多少重峰？
Jba Jca
Jca Jba
4
3
210
Ha裂分峰:(3+1)(2+1)=12 实际Ha裂分峰:(5+1)=6 强度比近似为：1:5:10:10:5:1
C
J0cos2-0.28
(=00~900)
J=
J180cos2-0.28 (=900~1800)
可编辑版
11
J180 > J0 烯键邻位氢：顺式（0°）J = 6 ~ 14
反式（180 °）J = 11 ~ 18
可编辑版
12
R1
a键
R2
e键
R3 R4
NMR的直接信息
R3
R1 R4
R2
H1
H3 H4
H
J=0~ 3
可编辑版
10
2.邻碳偶合
NMR的直接信息
指间隔3个单键的质子之间的偶合，即相邻2个碳上 的质子之间的偶合。用 3J 表示
例如， H-C-C-H 3J=5~9Hz
3J的大小与2个质子之间的夹角有关，
(Karplus公式)
H Φ C
H 3J=A+BcosΦ+Ccos2Φ
(A=7 B=-1 C=5)
自旋偶合产生峰裂分后，两峰之间的距离称为偶 合常数J。单位： 赫兹Hz，一般不超过20 Hz
J 的大小表示偶合作用的强弱，它是化合物结构的属 性，不随外磁场的变化而变化。
1.同碳偶合
指间隔2个单键的质子之间的偶合，即连在同一个碳
上的2个质子之间的偶合。用 2J 表示
H C
H
J= 12 ~ 15
H C=C
7
峰裂分数
HH CCH HH CH 3 C CH 3 H
1:3:3:1
1:2:1
1:1 1:6:15:20:15:6:1
可编辑版
8
三. 耦合常数（J）
NMR的直接信息
自旋－自旋耦合，可反映相邻核的特征， 可提供化合物分子内相接和立体化学的信息
表达方式：
相隔键数
Jn HX
耦合常数
耦合原子
可编辑版
9
Ha
Ha
R2
R1
R2
Hb
Hc R3
Hd
Hc R3
R1
NMR的直接信息
Ha
R2
R3
Hc Hd
R1
Ha Hc Hd
Ha Hb Hc
可编辑版
Ha Hb Hc
17
18
可编辑版
7.65 7.60 7.55 7.50 7.45 7.40 7.35 7.30 7.25 ppm
4 3
CDCl3 5
2
7.62 7.61 7.61 7.60 7.60 7.60 7.59 7.59 7.58
H2
3J12 = 3Jaa = 8 - 11Hz 3J13 = 3J24 = 3Jae = 2 - 5Hz
3J34 = 3Jee = 2 - 5Hz
可编辑版
13
NMR的直接信息
R1 C
Ha C
Hb
R2
反式 (trans)
R1 C
R2 C
Hb
顺式 (cis)
Ha
可编辑版
3Jab=14-18Hz
Ha
Hb
峰裂分数：n+1 规律；n为相邻碳原子上的质子数；
系数符合 二项式
(a+b)n的
展开式系 数；
可编辑版
5
J3 HaHb
Ha
Hb1 Ha
NMR的直接信息
Hb2 Hb1
Hb3
Hb2 Hb1
Ha
Ha
Hb
2Hb
3Hb
可编辑版
6
峰裂分数
H C CH 3 HH CC
H
1:3:3:1 1:1
1:2:1
1:1
可编辑版
可编辑版
20
四、磁等价与磁不等价
magnetically equivalent and nonequivalent
原因：相邻两个氢核之间 的自旋偶合（自旋干扰）； 一般在3个键之内发生
可编辑版
由自旋偶合所引起的谱 线增多的现象称为自旋 裂分。
2
峰的裂分
峰的裂分原因: 相邻两个氢核之间的自旋偶合 多重峰的峰间距：偶合常数（J），用来衡量偶合作用的大小。
可编辑版
3
二、峰裂分数与峰面积
number of pear splitting and pear areas
第十一章 核磁共振波谱
一、自旋偶合与自旋裂分
spin coupling and spin splitting
分析
二、峰裂分数与峰面积
nuclear magnetic
number of pear splitting and pear areas
resonance spectroscopy; 三、磁等同与磁不等同
NMR 第四节
magnetically equivalent and
自旋偶合与自旋裂分 nonequivalent
spin coupling and spin splitting
可编辑版
1
一、自旋偶合与自旋裂分
spin coupling and spin splitting
每类氢核不总表现为 单峰，有时多重峰。
可编辑版
15
3.远程偶合
指间隔3个键以上的质子之间的偶合，这种偶合对π 体
系较为重要。
Ha
C Hc
C=C
Hb
H
X
H
X
H
H
J ac = 0 ~ 1.5 J bc = 1.6 ~ 3.0
可编辑版
J 邻 = 6 ~ 10 J间=1~3 J 对 = 0.2 ~ 1.5
16
Ha Hb
Hc Hd
3Jab= 7 -9 4Jac= 1 -3 5Jad= 0 .5
3Jab=10-14Hz
Ha
Hb
14
H A
Байду номын сангаасCC
H B
H A
H B
CC
烯键邻位氢：顺式（0°）J = 6 ~ 14
反式（180 °）J = 11 ~ 18
7.2 HX
OC H3C C O 2.4
4.4 HA
C
HM 4.7
JMX = 16.2 HZ; JAX = 8.4 HZ; JAM = 2.4 HZ
7.48 7.48 7.47 7.46 7.45
7.38 7.38 7.38 7.37 7.36 7.36 7.35 7.35
DMSO
4.一般规律
自旋偶合具有相互性：nJxy= nJyx ( J 值相同) 偶合是固有的，只有当相互偶合的核化学位移
不等时，才会表现出偶合裂分 偶合强弱( J 值大小)与原子核间所隔的化学键多
7.40 7.40 7.39 7.38 7.38 7.37 7.37 7.36
7.29
ppm
7.25
7.30
7.35
7.40
7.45
4
3
7.50
7.55
7.60
7.65
4
5
3
25
6 CH3
1 2
7
OH
7.67 7.67 7.66 7.65 7.65 7.63 7.62 7.62 7.61 7.61 7.60
少（n）有关 通常1H核之间的偶合出现在 n 3，当它们
之间有双键存在时，n = 4-5，也会出现偶合 （远程偶合）。 不同的原子核会有些差别。
可编辑版
19
峰裂分数
Hb Ha Hc Hb C C C Br
Hb Ha Hc
Ha裂分为多少重峰？
Jba Jca
Jca Jba
4
3
210
Ha裂分峰:(3+1)(2+1)=12 实际Ha裂分峰:(5+1)=6 强度比近似为：1:5:10:10:5:1
C
J0cos2-0.28
(=00~900)
J=
J180cos2-0.28 (=900~1800)
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11
J180 > J0 烯键邻位氢：顺式（0°）J = 6 ~ 14
反式（180 °）J = 11 ~ 18
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12
R1
a键
R2
e键
R3 R4
NMR的直接信息
R3
R1 R4
R2
H1
H3 H4
H
J=0~ 3
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10
2.邻碳偶合
NMR的直接信息
指间隔3个单键的质子之间的偶合，即相邻2个碳上 的质子之间的偶合。用 3J 表示
例如， H-C-C-H 3J=5~9Hz
3J的大小与2个质子之间的夹角有关，
(Karplus公式)
H Φ C
H 3J=A+BcosΦ+Ccos2Φ
(A=7 B=-1 C=5)
自旋偶合产生峰裂分后，两峰之间的距离称为偶 合常数J。单位： 赫兹Hz，一般不超过20 Hz
J 的大小表示偶合作用的强弱，它是化合物结构的属 性，不随外磁场的变化而变化。
1.同碳偶合
指间隔2个单键的质子之间的偶合，即连在同一个碳
上的2个质子之间的偶合。用 2J 表示
H C
H
J= 12 ~ 15
H C=C
7
峰裂分数
HH CCH HH CH 3 C CH 3 H
1:3:3:1
1:2:1
1:1 1:6:15:20:15:6:1
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8
三. 耦合常数（J）
NMR的直接信息
自旋－自旋耦合，可反映相邻核的特征， 可提供化合物分子内相接和立体化学的信息
表达方式：
相隔键数
Jn HX
耦合常数
耦合原子
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9
Ha
Ha
R2
R1
R2
Hb
Hc R3
Hd
Hc R3
R1
NMR的直接信息
Ha
R2
R3
Hc Hd
R1
Ha Hc Hd
Ha Hb Hc
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Ha Hb Hc
17
18
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7.65 7.60 7.55 7.50 7.45 7.40 7.35 7.30 7.25 ppm
4 3
CDCl3 5
2
7.62 7.61 7.61 7.60 7.60 7.60 7.59 7.59 7.58
H2
3J12 = 3Jaa = 8 - 11Hz 3J13 = 3J24 = 3Jae = 2 - 5Hz
3J34 = 3Jee = 2 - 5Hz
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13
NMR的直接信息
R1 C
Ha C
Hb
R2
反式 (trans)
R1 C
R2 C
Hb
顺式 (cis)
Ha
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3Jab=14-18Hz
Ha
Hb
峰裂分数：n+1 规律；n为相邻碳原子上的质子数；
系数符合 二项式
(a+b)n的
展开式系 数；
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5
J3 HaHb
Ha
Hb1 Ha
NMR的直接信息
Hb2 Hb1
Hb3
Hb2 Hb1
Ha
Ha
Hb
2Hb
3Hb
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6
峰裂分数
H C CH 3 HH CC
H
1:3:3:1 1:1
1:2:1
1:1
可编辑版
可编辑版
20
四、磁等价与磁不等价
magnetically equivalent and nonequivalent
原因：相邻两个氢核之间 的自旋偶合（自旋干扰）； 一般在3个键之内发生
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由自旋偶合所引起的谱 线增多的现象称为自旋 裂分。
2
峰的裂分
峰的裂分原因: 相邻两个氢核之间的自旋偶合 多重峰的峰间距：偶合常数（J），用来衡量偶合作用的大小。
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3
二、峰裂分数与峰面积
number of pear splitting and pear areas
第十一章 核磁共振波谱
一、自旋偶合与自旋裂分
spin coupling and spin splitting
分析
二、峰裂分数与峰面积
nuclear magnetic
number of pear splitting and pear areas
resonance spectroscopy; 三、磁等同与磁不等同
NMR 第四节
magnetically equivalent and
自旋偶合与自旋裂分 nonequivalent
spin coupling and spin splitting
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1
一、自旋偶合与自旋裂分
spin coupling and spin splitting
每类氢核不总表现为 单峰，有时多重峰。
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15
3.远程偶合
指间隔3个键以上的质子之间的偶合，这种偶合对π 体
系较为重要。
Ha
C Hc
C=C
Hb
H
X
H
X
H
H
J ac = 0 ~ 1.5 J bc = 1.6 ~ 3.0
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J 邻 = 6 ~ 10 J间=1~3 J 对 = 0.2 ~ 1.5
16
Ha Hb
Hc Hd
3Jab= 7 -9 4Jac= 1 -3 5Jad= 0 .5
3Jab=10-14Hz
Ha
Hb
14
H A
Байду номын сангаасCC
H B
H A
H B
CC
烯键邻位氢：顺式（0°）J = 6 ~ 14
反式（180 °）J = 11 ~ 18
7.2 HX
OC H3C C O 2.4
4.4 HA
C
HM 4.7
JMX = 16.2 HZ; JAX = 8.4 HZ; JAM = 2.4 HZ
7.48 7.48 7.47 7.46 7.45
7.38 7.38 7.38 7.37 7.36 7.36 7.35 7.35
DMSO
4.一般规律
自旋偶合具有相互性：nJxy= nJyx ( J 值相同) 偶合是固有的，只有当相互偶合的核化学位移
不等时，才会表现出偶合裂分 偶合强弱( J 值大小)与原子核间所隔的化学键多