核磁图谱

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

核磁共振波谱-二维谱(研)

25
•
①识别溶剂峰：化合物1H中共有12组氢的信号峰，其中δ 7.26为溶剂CDCl3未被完全氘代的质子信号峰。在二维COSY谱中可以看到该溶剂峰不与其它任何质子相关（红色方框标注）。 ②识别杂质峰： δ 6.30, 5.50, 4.95, 2.35, 2.15的谱线矮小且与其它谱线的峰面积无比例关系，二维COSY谱中可以看到δ 2.49, 2.47两处的质子信号未见与其它任何质子相关（绿色方框标注），因此可认为这些信号是杂质峰引起的。 ③化学位移分区：扣除溶剂峰和杂质峰后，剩余的7组氢信号的峰面积比从低场至高场分别为1：1：2：2：2：2：12。低场部分（δ 7.0-8.0）共有三组质子信号峰，应该属于芳环上的质子信号。低场区三条谱线较难进行归属，可借助二维1H-1H-COSY进行识别。高场部分（δ 2.0-5.0）有四组质子信号峰，应该属于饱和碳上的质子信号。其中δ 2.25为单峰，含有12个质子，应该是与杂原子相连的甲基（CH3)，可以确定为氮原子上的两个甲基的质子H(7)信号；δ 2.45, 2.75处的谱线均裂分为双重峰，J=18Hz，应该是与杂原子相连的亚甲基质子（X-CH2-)，可以确定为与氮原子相连的亚甲基质子H（6）信号。由于亚甲基的两个质子为化学不等价，发生同碳质子的耦合裂分，故耦合常数较大（J=18Hz），表现出两组dd峰；δ 4.50为单峰，含有2个质子，应该是与杂原子相连的亚甲基质子（-X-CH2-)，可以确定为与氧原子相连的亚甲基质子H（5）信号。
有机波谱解析 | 核磁共振波谱 | 氢谱 |
二维核磁共振谱：是两个独立频率变量的信号函数,记为S(ω1,ω2)。采用不同的脉冲序列技术，得到图谱中一个坐标表示化学位移，另一个坐标表示偶合常数，或另一个坐标表示同核或异核化学位移，这类核磁图谱称作二维核磁共振谱。

核磁共振图谱分析软件的使用说明

曲线即以水平中心为原点，向双边扩展；若在工具栏
中用鼠标按下按钮
，谱图中的吸收曲线即以水
平中心为原点，双边向中心收缩，最后收缩成原始谱
宽。
分段放大浏览谱图
在工具栏中用鼠标按下按钮
，画面上出现
full view 窗口，使用其中功能，确定分段数，可
使谱图分段扩大显示。
谱图复原
对局部放大、确定谱图化学位移范围和双边扩展、收缩谱图和分段放大浏览吸收曲线后的谱图若要恢复到原谱图，在工具栏中用鼠标按下按钮，谱图即直接回到原数据采集宽度。若用鼠标左键按工具栏的返回键，则吸收曲线只返回到上一步。
峰面积的积分
取消对某个峰积分的操作：在integration manager 对话框中用鼠标navigate下的左右
箭头选中要取消积分的峰，然后用鼠标点击 integration manager 中delete 的current 即可。
在工具栏中用鼠标按出按钮旁的下拉菜单，选其中list integrates，画面上即出现list of integrates 窗口，其中提供了积分的相关信息，可导出用于分析。
不是希望的，点击谱图下部图标或
可轮换选
择激活），就可以调整该曲线的位置、峰的高低等。
保存和输出
处理过程中要注意及时保存谱图、峰的信息、积分的信息和偶合的信息，不要等到全部处理完成后再保存。一些中间处理的结果还可用于不同的需要。若需对谱图进行多种处理时可选从某一中间结果着手，而不必每次都从原始数据开始。若需要输出数据可用鼠标左键点击工具栏 files 按钮，在其下拉菜单中选exportfile，格式可选 ASCII 或metafile。建议分别用ASCII 和metafile 两种格式存谱和输出数据。

核磁共振图谱解析解析NMR

同核J-偶合(Homonuclear J-Coupling)
多重峰出现的规则: 1. 某一原子核与N个相邻的核相互偶合将给出(n+1)重峰. 2. 等价组合具有相同的共振频率.其强度与等价组合数有关. 3. 磁等价的核之间偶合作用不出现在谱图中. 4. 偶合具有相加性. 例如: observed spin coupled spin intensity
JCH JCH
H C
p-pulse on H
H C
这相当于使用一系列1800脉冲快速照射氢核。 pH pH
C-H
+J/2
C-H
-J/2
C-H
+J/2
pH
C-H
-J/2
pH
C-H
+J/2
pH
C-H
-J/2
Fig. 4-2.5 The proton-decoupled 13C spectrum of 1-propanol
H-12C H-13C H-13C x100
105 Hz
proton-coupled spectra (nondecoupled spectra)
Quartet, J=127 Hz
Proton-coupled spectra for large molecules are often difficult to interpret. The multiplets from different C commonly overlap because the 13C-H coupling constants are frequently larger than the chemical differences of the C in the spectrum. 原子核间的偶合导致谱图的复杂化(―精细裂分”)，灵敏度下降。 Fig. 4-2.4 Ethyl phenylacetate. (a) The proton-coupled 13C spectrum. (b) The proton-decoupled 13C spectrum

核磁共振分

子进行分配； 3、考虑分子的对称性；
4、分析每个峰组的δ、J ；
5、组合可能的结构式； 6、对推出的结构式进行“指认”。
C8H11N
CH3CO2CHCH3
CH2CH2OCOCH3
H3C
CO2CH2CH3
B
A4系统
AA’ BB’ 系统
A、两取代基相同，不论取代基的电负性强弱如何，由于分子的对称性，在苯环上的四个芳氢为磁等价，出现的是单峰；
B、两取代基不相同，这种自旋系统为AA′BB′系统，由于苯环结构自身的特点，其谱图具有鲜明的特点，最易识别，粗看是左右对称的四重峰，中间一对峰强，外面一对峰弱，每个峰可能还有各自的卫星峰（以某谱线为中心，左右对称的一对强度低的谱峰）。
§6 核磁共振图谱解析
一、核磁共振谱图的划分 1、一级谱图（1）、一级谱图必须满足的条件
A、两个质子群的化学位移差△ν至少是偶合常数J 的六倍以上，即 △ν＞6J；
B、同一核组（其化学位移相同）的核均为磁等价的。
H2C=CF2其谱图不是一级谱
（2）、一级谱图的特点 A、峰的数目可用n+1规律描述，但要注意这n个氢与所讨论的氢应是磁等价的，即只有一个偶合常数；
D、ABX系统
（1）、最多可有14 条谱线；（2）、AB有8条，好像有两个AB系统，即每组4条；（3）、X部分有6条，其中2条强度弱，不易看到，只看到4条强度几乎相等的谱线；
A
B
X
1
3 2
5 4
67
8
10 11 12 13
9
14
（4）、ABX系统中AB部分，其偶合常数JAB都相等，与X偶合后的偶合常数JAX与JBX并不相等，但可从图谱中读出，HA、HB、HX的化学位移通过计算可求得。

MestReNova核磁谱图处理指引

MestReNova核磁谱图处理指南1、单击Mnova图标运行Mnova。

2、进入File/Open菜单或使用键盘快捷键CmdO in Mac或单击工具栏的Open 按钮。

3、找到您磁盘上需要处理的实验数据打开实验数据文件夹打开名为fid的文件。

Mnova界面上将会出现在谱仪上已经经过初步处理的谱图。

4、标定化学位移。

单击工具栏的Reference按钮选择要用来定标的峰。

PabloMonjePhD25、调整相位和基线。

单击工具栏的PhaseCorrection按钮和Baseline Correction 按钮。

6、粘贴参数表格在谱图上。

在菜单栏上按以下操作View/Tables/Parameters。

出现对话框之后单击Report按钮译者注如无特别需要此步骤可以不做。

建议在谱图上手动添加样品编号其操作方法是通过菜单操作Annotate/Text 或按键盘T键在谱图的某一位置手动添加一个文本框加入样品编号。

7、标注各峰化学位移。

单击工具栏的PeakPicking按钮自动标注各峰化学位移。

译者补充如果您认为自动标注标出的峰太多或太少可以选择手动标注其操作方法是单击工具栏的PeakPicking按钮右边的小箭头在其中选择manual这样便可以3能过鼠标选择区域进行标注。

8、积分。

单击工具栏的Integration按钮谱图将会被自动积分。

积分数值显示在各峰的下面。

详细的各峰区域和积分值列表可以通过菜单操作View/Tables/Integrals将其显示出来。

单击Report按钮可将其粘贴到谱图上。

译者注如无特别需要将各峰区域和积分值列表粘贴到谱图上的步骤可以不做。

4译者补充如果您认为自动积分可能会不准确可以选择手动积分其操作方法是单击工具栏的Integration按钮右边的小箭头在其中选择manual这样便可以能过鼠标选择区域进行积分。

9、您可以通过单击工具栏的MultipletAnalysis按钮自动进行多重峰分析。

核磁共振氢谱PPT课件

TMS
7.0 6.0 5.0 4.0 3.0 2.0 1.0 0
图１：乙基苯(10% CCpplt精4 选溶版液)于100兆赫的NMR
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2. 化学位移的表示
由于化学位移的差别范围很小(10×10-6), 所以精确测出绝对数值比较困难。现均以相对数表示：即以被测质子共振时的磁场强度B0样与某一标准物质的质子共振时的磁场强度B0标之差和标准物质共振时磁场强度B0标的比值δ来表示:
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例如: 图1给出了乙基苯在100MHz时的高分辨率核
磁共振图谱. 在乙基苯的分子中, -CH3 上的三个质子, -CH2- 上的两个质子， C6H5－上的五个质子.它们在不同的磁场强度下产生共振吸收峰, 也就是说,它们
有着不同的化学位移.
C6H5－
3H 2H
－CH3
5H
－CH2－
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高场
低频
0
ppm
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位移的标准
四甲基硅烷 Si(CH3)4 （TMS）
规定：TMS=0
为什么用TMS作为基准?
（1 ） 12个氢处于完全相同的化学环境，只产生一个吸收峰；
（2）屏蔽强烈，位移最大（0）。与一般有机化合物中的质子峰不重叠；
（3）化学惰性；易溶于有机溶剂；沸点低，易回收。
H+
H+
H+
自旋
H+
β
能量较高 ΔE
H+
H+
H+
α 自旋
H+
能量较低
没有磁场
有磁场B0
质子在没有磁场和有磁场情况下的磁矩方向 ppt精选版
B0

《核磁共振H谱》

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2021/7/9
现阶段具有研究意义的原子
• I=1/2 （1H、13C、19F、31P、15N）
– 具有均匀的球形电荷分布，核磁共振的谱线加窄，有利于检测。
– 其中1H、13C为有机化合物中常见元素，故为常见核磁共振谱。
• I≥1（11B、79Br、33S、2H、14N）
– 具有非球形电荷分布，有电四极矩，核磁共振的谱线加宽，不利于检测。
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1．在有机物结构研究方面可测定化学结构及立体
结构(构型；构象)、研究互变异构现象等，是有机
化合物结构测定最重要的手段之一。
⑴质子核磁共振谱(proton magnetic resonance spectrum，PMR)或称氢核共振谱简称氢谱(1H-NMR)，主要可给出三方面结构信息，
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第一节、基础原理
二）磁性原子核在外加磁场中的行为特性
原子核在强磁场中，吸收无线电波而产
生核自旋能级跃迁，导致核磁矩方向改变而产
第
三章
生感应电流，这种现象称为核磁共振。测定核
核
磁共
磁共振时电流的变化信号就可以判断原子核的
振
氢
谱
类型及所处的化学环境，从而进行化合物的结
构分析。
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磁共振谱。
核磁共振氢谱图示
C6H5CH2CH3 C6H5
CH3 CH2
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核磁共振皮谱与紫外-可见光谱及红外光谱的区别
• 照射频率不同而引起的跃迁类型不同 –紫外-可见 200-700nm 价电子能级跃迁 –红外 2.5-50μm 分子振动-转动能级跃迁 –核磁共振 60㎝-300m 原子核自旋能级跃迁