化学位移与结构的关系
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。
有机化合物的结构表征方法关系及区别
一、在研究有机化合物的过程中，往往要对未知物的构造加以测定，或要对所合成的目的物进展验证构造。
其经典的方法有降解法和综合法。
降解法是在确定未知物的分子式以后，将待测物降解为分子较小的有机物，这些较小的有机物的构造式都是的。
根据较小有机物的构造及其他有关知识可以判断被测物的构造式。
综合法是将构造的小分子有机物，通过合成途径预计*待测的有机物，将合成的有机物和被研究的有机物进展比拟，可以确定其构造。
经典的化学方法是研究有机物构造的根底，今天在有机物研究中，仍占重要地位。
但是经典的研究方法花费时间长，消耗样品多，操作手续繁。
特别是一些复杂的天然有机物构造的研究，要花费几十年甚至几代人的精力。
近代开展起来的测定有机物构造的物理方法，可以在比拟短的时间内，用很少量的样品，经过简单的操作就可以获得满意的结果。
近代物理方法有多种，有机化学中应用最广泛的波谱方法是紫外和可见光谱，红外光谱，以及核磁共振谱〔氢谱、碳谱〕，一般简称"四谱〞。
二、经典化学方法1、特点：以化学反响为手段一种分析方法2、分析步骤〔1〕测定元素组成：将样品进展燃烧，观察燃烧时火焰颜色、有无黑烟、剩余，再通过化学反响，检测C、H、O等元素含量，得到化学式〔2〕测定分子摩尔质量：熔点降低法、沸点升高法〔3〕溶解度实验：通过将样品参加不同试剂，观察溶解与否，来进展构造猜想〔4〕官能团实验：通过与不同特殊试剂反响，判断对应的官能团构造〔例：D-A反响形成具有固定熔点的晶体——存在共轭双烯〕〔5〕反响生成衍生物，并与构造的衍生物进展比拟。
三、现代检测技术〔一〕紫外光谱(Ultraviolet Spectra,UV)(电子光谱)1、根本概念〔1〕定义：紫外光谱法是研究物质分子对紫外的吸收情况来进展定性、定量和构造分析的一种方法。
〔2〕特点：UV主要产生于分子价电子在电子能级间的跃迁，并伴随着振动转动能级跃迁，是研究物质电子光谱的定量和定性的分析方法。
第三章 核磁共振氢谱-2(药硕2016级)
3.82 H H 3.96 C C
5.84 OCH3 H 6.35 H2C CH2 5.25 H H 5.46 C C
O CCH3 H 6.06
3. 碳原子的杂化状态
• 在碳氢键的成键轨道中，S成分越高，键电子云 越靠近碳原子核，质子的δ值越大。所以，烯碳 （SP2杂化）和炔碳（SP杂化）的质子化学位 移（δ）都大于饱和碳（SP3杂化）上质子的化 学位移值。
R
_
C C
H
_
电子环流
抗磁屏蔽
B0
B0
C
O
C
C
C
O (C)
各相异性
环流影响
+
H H
H H
+
+ -
+
H
H
H2 C CH2
A
CH2
H2C
CH2
HA= -1ppm
H
H
H 928
H H H
-299
H H H
H
H H
H
H
H
H
H
O
H3C
CH3
转所致）
CH3CH2OH
Ha
CH3CH2O CH2CH3
c b a
N ˊ b aˊ
Hb
Ha Hb
化学等价，磁不等价 b a F1 c X F2 bˊ aˊ
a aˊ,b bˊ
a aˊ,b bˊ
产生不等价质子的几种结构类型
• １．单键带有双键性，旋转受阻，造成不 等价。 • ２．刚性环上的ＣＨ２中的两个氢核经常是 不等同的。 • ３．与手性碳原子连接的ＣＨ２中的两个氢 核是不等同的。
（2）烯烃的邻碳耦合
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。
有机化合物波谱解析第三章 核磁共振(NMR)
• 目的要求 • 1. 掌握核的能级跃迁与电子屏蔽效应的关系以及
影响化学位移的主要因素，能根据化学位移值初步 推断氢或碳核的类型 • 2. 掌握磁不等同的氢或碳核、1H-NMR谱裂分情况、 偶合常数
• 3. 掌握低级偶合中相邻基团的结构特征，并能初 步识别高级偶合系统
• 4. 掌握常见13C-NMR谱的类型及其特征 • 5. 熟悉发生核磁共振的必要条件及其用于有机化
合物结构测定的基本原理
• 6. 了解脉冲傅立叶变换核磁共振测定方法的原理 • 7. 了解1H-NMR及13C-NMR的测定条件以及简化图谱
的方法，并能综合应用图谱提供的各种信息初步判 断化合物的正确结构
主要内容
• 1. 核磁共振原理 • 2. 核磁共振仪器 • 3. 氢核磁共振（1H-NMR） • 碳核磁共振（13C-NMR） •
然而，要给出尖锐的NMR峰，以提高分 辨率，需要驰豫时间长，互相矛盾，最佳 半衰期范围在0.1-1秒，相应的谱线宽度为 1cps。
4）核的进动与核的共振
质子在外加磁场作用下，产生怎样的动力方式呢？ E=μHB0
ΔE0
E=-μHB0 HB00 陀螺在与重力作用方向吸偏差时，就产生摇头动力， 称为进动。核磁矩在静磁场环境中围绕B0以ω角频 率进动，称之为拉摩尔（Larmor）进动.
• BN = B0 - ·B0
• BN = B0·(1 - ) • 氢核外围电子云密度的大小，与其相邻
原子或原子团的亲电能力有关，与化学 键 子 高 ·B的 云 场0亦类密；小C型度H；有大3-共关，O，振。·氢吸B如0核收大CH外出，3-围现共Si电振在，子吸低氢云收场核密出。外度现围小在电，
B0
二、产生核磁共振的必要条件
丙酮质子的相对化学位移2.1,这种质子共振吸收处于tms的低场
丙酮质子的相对化学位移2.1,这种质子共振吸收处于tms的低场1. 引言1.1 概述丙酮是一种常见的有机溶剂和化工原料，广泛应用于化学合成、药物制造、涂料和染料等领域。
在有机化学研究中，通过核磁共振（NMR）技术可以对丙酮分子进行分析和表征。
其中，丙酮质子的相对化学位移则是一个重要的参数，可以给出关于丙酮分子结构和其它相关性质的信息。
1.2 文章结构本文将首先概述丙酮质子相对化学位移的背景和意义，然后详细介绍质子共振吸收处于三甲基硅烷（TMS）低场下的解释原理。
接着，我们将探讨影响丙酮质子相对化学位移的因素，并通过实验数据分析来验证这些因素在实际情况中的作用。
最后，我们将讨论丙酮质子相对化学位移与其结构之间可能存在的关系，并展望未来研究在此领域中的重要意义。
1.3 目的本文旨在系统地讲解丙酮质子相对化学位移及其相关内容，并深入分析影响丙酮质子相对化学位移的因素。
通过本文的阐述，读者将能够更好地理解丙酮质子相对化学位移与结构之间的关系，并对该领域的未来研究方向有所了解。
以上就是本文章“1. 引言”部分的详细内容，希望能满足您的需求。
如有任何问题，请随时提问。
2. 正文：2.1 丙酮质子的相对化学位移概述在核磁共振（NMR）光谱中，丙酮的质子信号是一个常见的实验信号。
相对化学位移是指某个原子核在强加外磁场下的共振频率与参考物质（通常为四甲基硅烷，简称TMS）的共振频率之比。
丙酮质子的相对化学位移被测定为2.1，在一般实验条件下，这个数值较为稳定。
2.2 质子共振吸收处于TMS的低场解释TMS作为一个标准参考物质，其H-NMR谱图中包含一个定义为零点的信号。
这个信号被定义为0 ppm （部分百万）。
而丙酮所产生的信号出现在更高场（消化位置），意味着它比TMS更受外界磁场影响。
这种低场位移可以通过电荷环境、溶剂效应以及分子构象等因素来解释。
2.3 影响丙酮质子相对化学位移的因素有多种因素会影响丙酮质子相对化学位移。
羰基化合物结构参数与其^13c nmr谱化学位移的关系
羰基化合物结构参数与其^13c nmr谱化学位移的关系羰基化合物是有机化学中结构最丰富、反应机理最复杂的类别之一。
物质性质的变化与其结构参数密切相关，而这些结构参数又可以用^13C NMR谱来检测和表征。
因此，研究羰基化合物的结构参数与^13C NMR谱化学位移之间的关系，显得尤为重要。
一般来说，在其他条件不变的情况下，羰基化合物中原子的排列形向，以及其相互作用的方式，会影响到其^13C NMR谱的化学位移。
若将其中一个原子转移到另一个位置上，就会引起其他原子的连锁效应，使其相互之间的作用发生变化；而这种变化又反过来反映在^13C NMR谱上，即为化学位移变化。
此外，由于羰基化合物的官能团会和其他官能团相互作用，也会影响^13C NMR谱的位移。
一般来说，当羰基化合物中的官能团越强，其NMR谱的位移也越大；而当官能团越弱，其NMR谱的位移也就越小。
另外，羰基化合物中加成物的存在也会影响其^13C NMR谱化学位移。
一般情况下，如果加成物与一个原子的连接点靠近羰基，其羰基的^13C NMR谱的位移就会变小；而当加成物与一个原子的连接点远离羰基，其羰基的^13C NMR谱的位移就会变大。
在实际应用中，通过研究羰基化合物结构参数与其^13C NMR谱化学位移的关系，可以帮助我们了解到化合物中结构参数发生变化时，以及其NMR谱中谱线位移发生变化会如何影响化合物的性质和反应特性。
通过这种方式，可以更好地掌握羰基化合物变化的规律，从而更有效地设计和合成新的羰基化合物，实现更加有效的应用。
总之，羰基化合物结构参数与其^13C NMR谱化学位移的关系是有机化学研究的重要课题，相关的研究也是非常有价值的。
短期内，可以重点研究不同类型的羰基化合物，深入了解原子的排列形向、官能团之间的作用和加成物的存在是如何影响其^13C NMR谱位移的；而长期来看，可以根据结构参数和^13C NMR谱位移之间的关系，进一步深入研究羰基化合物的结构参数与性质、反应特性等之间的关系，以期望更好地控制羰基化合物的合成和应用。
核磁共振氢谱
第11章核磁共振氢谱(1)目的要求：1. 掌握核磁共振氢谱基本原理；2. 掌握1H化学位移产生的原因与影响因素；3. 掌握化学位移与分子结构的关系。
教学重点：掌握化学位移产生的原因与影响因素教学难点：掌握化学位移与分子结构的关系教学课时：2课时教学方法：启发式教学内容与步骤：核磁共振(Nuclear Magnetic Resonance NMR)波谱学是近几十年发展的一门新学科。
它与元素分析、紫外光谱、红外光谱、质谱等方法配合，已成为化合物结构测定的有力工具。
1945年斯坦福大学的F．Block和哈佛大学的E．M．Purcell为首的两个研究小组分别观测到水、石蜡中质子的核磁共振信号，为此他们荣获1952年Nobel物理奖。
通过核磁共振谱可得到与化合物分子结构相关的信息，如从化学位移可以判断各组磁性核的类型，在氢谱中可以判断烷基氢、芳氢、烯氢、羟基氢、氨基氢、醛基氢等；在碳谱中可以判断饱和碳、烯碳、炔碳、芳碳、羰基碳等；通过分析耦合常数和峰形可以判断各组磁性核的化学环境及与之相连的基团的归属；通过积分高度或峰面积可以测定各组氢核的相对数量；通过双共振技术(如NOE效应)可判断两组磁核的空间相对距离等。
核磁共振测定过程中不破坏样品，一份样品可测多种数据；不但可以测定纯物质，也可测定彼此信号不相重叠的混合样品；不但可以测定有机物，现在许多无机物的分子结构也能用核磁共振技术进行测定。
今天，核磁共振已成为化学、物理、生物、医药等研究领域中必不可少的实验工具，是研究分子结构、构型构象、分子动态等的重要方法。
11.1 核磁共振的基本原理11.1.1 原子核的磁矩核磁共振研究的对象是具有磁矩的原子核。
原子核是由质子和中子组成的带正电荷的粒子，其自旋运动将产生磁矩。
但并非所有同位素的原子核都具有磁矩，只有存在自旋运动的原子核才具有磁矩。
原子核的自旋运动与自旋量子数I相关。
量子力学和实验均已证明，I与原子核的质量数(A)、核电荷数(Z)有关。
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187~177
21:10:28
6)有机化合物重要基团13C的化学位移的范围
21:10:28
自旋偶合
21:10:28
内容选择：
• 第一节 核磁共振基本原理
21:10:28
31 48 58 29
0 10 8 11
24
10
－2 －5 －4 －5
例如:计算下面化合物各个碳的化学位移
H3C CH2 CH CH2 CH3 OH 查表找－OH基团的取代基参数 α β γ OH非端基： 41 8 －5
H3C CH2 13.9 22.8
CH2 34.7
CH2 CH3
21:10:28
C1 0 9.3 19.2 26.9 31.4 9.1 7.5 15.6
o0 0.6 -12.4 -12.7 -15.0 0.1 0.7 -0.6
m0 0 1.3 1.4 0.9 0.0 -0.5 -0.1
p0 -3.1 -9.5 -7.3 -8.1 4.2 5.4 -2.8
O C CH 3 1 2 3 OCH 3
第五章 碳核磁共振波谱
Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy; (13C NMR )
13C
5.2 化学位移与结构的关系
21:10:28
1.典型化合物的化学位移范围
脂肪烃（SP3杂化）
烯烃和芳烃（SP2杂化） 酸和酯（C*=O） 醛和酮（C*=O） 炔烃（SP杂化） （CC）
H3C CH2
13.9 22.8 31.1
CH2
34.7 32.0
CH2 CH3
22.8 11.7 13.9
H3C CH
22.2
CH2
CH3
CH3
22.2
邻碳上取代基增多C越大.
21:10:28
烷烃化学位移计算有Lindeman-Adams和Grant-Paul经验公式. Grant-Paul经验公式: C ( K ) 2.5 Al nl kj
l=3
(k-2)-C
l=2
(k-1)-C
l=1
k-C
l=2
(k+1)-C
l
l=3
l=4
(k+3)-C
j
(k+2)-C
CH3 CH2
A3 A2
CH2
C(k)
A1
CH2
A2
CH2
A3
CH3
A4
Al A1 A2 A3 A4 A5 9.1 9.4 -2.5 0.3 0.1 11 0 21 0 12 0 22 0 13=-1.1 23=-2.5 14=-3.4 24=-7.2
21:10:28
4) 芳烃
芳香化合物碳的化学位移:C=105-170(110-145); 取代基的电负性对直接相连的芳环碳原子影响最大; 共軛效应对邻、对位碳原子影响较大。 取代基芳香化合物碳的化学位移的影响具有加和性。 δ=128.5+∑Zi
取代基 H CH3 NH2 OH OCH3 COCH3 CHO C2H5
13.9-5=8.9(10.1) 34.7+41=75.8(73.8) H3C CH2 CH CH2 CH3 OH 22.8+8=30.8(30.0)
21:10:28
2)
烯烃及取代烯烃
烯烃在δ100～165范围内出现吸收峰，其中端烯基＝CH2在 δ104～115，带有一个氢原子的＝CHR在δ120～140，而＝ CRR’在δ145～165范围共振。 谱峰成对出现, C=10-30 25.4
kj 31 0 41=-1.5 32=-3.7 42=-8.4 33=-9.5
21:10:28
Al nl 中的下标:
l=1,指要计算的第k个碳原子(用 k-C表示); l=2,指要计算的第k±1个碳原子(用 k±1 -C表示); l=3,指要计算的第k±2个碳原子(用 k±2 -C表示); l=l,指要计算的第k±l个碳原子(用 k±l -C表示); nl 表示l 碳上取代基的个数. n1 3 表示k 碳上有3个取代基; n2 1 表示k±1 碳上另外还有1个取代基; …
principle of nuclear magnetic resonance
• 第二节 化学位移
chemical shift
• 第三节 自旋—自旋偶合和偶合常数
spin coupling and coupling constant
• 第四节 氢核磁共振波谱的应用
application of 1H nuclear magnetic resonance
炔烃
烷基取代炔烃的化学位移: C=65-90; 端基≡CH比≡CR在高场共振(化学位移小); 极性取代基直接相连的炔碳原子: C=20-95 。
C CH H3C C C CH3 73.6 84.7 67.0 H3C CH2 CH2 CH2 CH C 67.4 82.8 12.9 21.2 29.9 17.4 HC C OCH 2CH3 H3C C C OCH 3 28.0 88.4 23.9 89.4 H3C CH2
0-55[与氧相连（48-88）]
105-145 155-190 175-225 68-93
氰基（SP杂化） （C N）
112-126
21:10:28
1) 饱和烃及其衍生物
(1)饱和烃 饱和烃在高场范围（δ0～45）共振. C>CH> CH2 >CH3 直链端甲基的CH3 ≈14.0(碳数大于4),支链烷烃化合物中甲 基的CH3 7.0~30的范围内变化,鉴别直链或支链烷烃化合物.
21:10:28
5) 羰基化合物
各类羰基化合物在13C NMR谱的最低场共振. 从低场到高场的次序是： 酮、醛＞酸＞ 酯≈酰氯≈酰胺＞酸酐 醛: C=200±5,在偏共振去偶谱中为双峰(d). 酮: C=210±10,在偏共振去偶谱中为单峰(s). 酸、 酯、酰氯、酰胺、酸酐: C=160~185. 在偏共振去偶谱中均单峰(s).
21:10:28
(2) 饱和烃衍生物
取代基对化学位移的影响具有加和性，
C ( k ) C ( k , RH ) z ki ( Ri )
i
烷烃取代基参数
α γ β Y
Y γ β α β γ
取代基（Y）
γ β 1 8 5 －3
COR
例：
α 30
β 1
α 24 41 51
CHO OH OR NH2
CH 3 H 3C 30.4 29.9 H 3C C CH 2 CH 3 52.2 CH 3 C CH 3 CH 3 CH 2 C 143.7 114.4 24.7 53.5 CH 3 CH 2 CH CH 3
H2C C O CH3 H
84.2 153.2
21:10:28
H2C C O CH3 H
3)
6 5
C ( K ) 128 .5 zi
C2 128.5 C3 128.5
Z1OCH3 31.4 ZmCOCH
3
4
C1 128.5
Z1COCH3 9.1 ZmOCH3 0.9
C4 128.5
ZOOCH3 -15.0 ZpCOCH3 4.2
C5 128.5
ZmOCH3 0.9 ZmCOCH3 0
nl 0 表示k±l 碳为甲基;
kj[k表示k-C原子类型，J表示(k±l)-C原子类型]
C原子的四种类型:伯、仲、叔 、季碳分别用1,2,3和4表示. 例如31表示k-C原子为叔碳,而(k±l)-C原子为伯碳.
21:10:28
6 19.3(18.6) CH3 5 1 2 4 3 H3C CH2 CH CH2 CH3 36.2 11.0 29.5 (11.3) (29.3) (36.7)
１=-2.5+(9.1×1)+(9.4 ×1)+(-2.5 ×2)+(0.3 ×1) +(-1.1 ×1)= 11 2=-2.5+(9.1×2)+(9.4 ×2)+(-2.5 ×1)+(-2.5 ×1)=29.5 3=-2.5+(9.1×3)+(9.4 ×2)+(-3.7 ×2) =36.2 6=-2.5+(9.1×1)+(9.4 ×2)+(-2.5 ×2)+(-1.1 ×1)=19.3
结束
21:10:28
4 3 2 1 Cl
128.5+ ∑Zi
C Observed C Observed
C Calculated Observed
1 2 3 4
-18.0 +4.6 +0.8 +10.7
-16.6 +5.1 +1.3 +10.8
1 2 3 4
-16.0 +3.6 +0.6 +4.3
4 3 2 1
-2.0 +1.0 +0.2 +6.4
C6 128.5
ZoCOCH3 0.1 ZpOCH3 -8.1
Z0COCH3 0.1 ZOOCH3 -15.0
0
138.5 137.4
21:10:28
113.6 111.4
159.9 158.5
117.7 118.5
129.4 128.4
120.0 118.5
CN 1 2 = 3 4 Cl
CN 1 2 + 3 4