波譜分析核磁4newppt課件

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1、偶合常數(shù)與氫譜解析1、自旋偶合與自旋裂分在高分辨率核磁共振譜儀測定CH3CH2―I或CH3CH2OH時CH3―和―CH2―的共振吸收峰都不是單峰,而是多重峰。自旋核與自旋核之間的相互作用。自旋-自旋偶合引起譜帶增多。2、偶合常數(shù)(J)自旋-自旋偶合裂分后,兩峰之間的距離,即兩峰的頻率差:??a-?b?。單位:HzA與B是相互偶合的核,n為A與B之間相隔的化學(xué)鍵數(shù)目。偶合常數(shù)與化學(xué)鍵性質(zhì)有關(guān),與外加磁場強(qiáng)度無關(guān)。數(shù)值依賴于偶合氫原子的結(jié)構(gòu)關(guān)系。相互偶合的兩組質(zhì)子,彼此間作用相同,其偶合常數(shù)相同。1)同碳偶合(2J)同一碳原子上的化學(xué)

2、環(huán)境不同的兩個氫的偶合。2)鄰碳偶合(3J)兩個相鄰碳上的質(zhì)子間的偶合。3JH-C-C-H3、化學(xué)等價、磁等價、磁不等價分子中兩個相同的原子處于相同的化學(xué)環(huán)境時稱化學(xué)等價?;瘜W(xué)等價的質(zhì)子必然化學(xué)位移相同。1)化學(xué)等價HaHa’;HbHb’化學(xué)等價對稱操作判斷分子中的質(zhì)子:[等位質(zhì)子]通過對稱軸旋轉(zhuǎn)能互換的質(zhì)子。在任何環(huán)境中是化學(xué)等價的。[對映異位質(zhì)子]通過旋轉(zhuǎn)以外的對稱操作能互換的質(zhì)子。在非手性環(huán)境中化學(xué)等價,在手性環(huán)境中非化學(xué)等價。[非對映異位質(zhì)子]不能通過對稱操作進(jìn)行互換的質(zhì)子。在任何環(huán)境中都是化學(xué)不等價。2)磁等價一組化學(xué)位

3、移等價的核,對組外任何一個核的偶合常數(shù)彼此相同,這組核為磁等價核。Ha與Hb磁等價(JHaHc=JHbHc)3)磁不等價與手性碳原子連接的-CH2-上的兩個質(zhì)子是磁不等價的。雙鍵同碳上質(zhì)子磁不等價。單鍵帶有雙鍵性質(zhì)時會產(chǎn)生不等價質(zhì)子。構(gòu)象固定的環(huán)上-CH2質(zhì)子不等價。苯環(huán)上質(zhì)子的磁不等價。1H的一級譜一組化學(xué)等價的質(zhì)子,若只有一組數(shù)目為n的鄰接質(zhì)子,則其吸收峰數(shù)目為n+1,若有兩組數(shù)目分別為n,n’的鄰接質(zhì)子,那其吸收峰數(shù)目為(n+1)(n’+1)。每組峰的中心處為該組質(zhì)子的化學(xué)位移。dabc如果鄰近不同的核與所研究的核之間有著接

4、近或相同的偶合常數(shù),那么譜線分裂的數(shù)目為(n+n’+1)。理論上峰數(shù)=(3+1)(2+1)=12實(shí)際上峰數(shù)=3+2+1=6符合n+1規(guī)則用分岔法分析質(zhì)子偶合—裂分例:CH3CHOab裂分峰強(qiáng)度比是二項(xiàng)式(a+b)n展開的系數(shù)比。n:鄰接質(zhì)子數(shù).譜圖解析圖譜提供的信息一張譜圖可以向提供關(guān)于分子結(jié)構(gòu)的如下信息1、由吸收峰的組數(shù),可判斷有幾種不同類型的H核;2、由峰的強(qiáng)度(峰面積或積分曲線高度),可判斷各類H的相對數(shù)目;3、由峰的裂分?jǐn)?shù)目,可判斷相鄰H核的數(shù)目;4、由峰的化學(xué)位移(δ值),可判斷各類型H所處的化學(xué)環(huán)境;譜圖解析(1)1.

5、分子式為C3H6O的某化合物的核磁共振譜如下,試確定其結(jié)構(gòu)。譜圖上只有一個單峰,說明分子中所有氫核的化學(xué)環(huán)境完全相同。結(jié)合分子式可斷定該化合物為丙酮。譜圖解析(2)質(zhì)子a與質(zhì)子b所處的化學(xué)環(huán)境不同,兩個單峰。單峰:沒有相鄰碳原子(或相鄰碳原子無質(zhì)子)譜圖解析(3)5223化合物C10H12O2876543210正確結(jié)構(gòu):u=1+10+1/2(-12)=5δ2.1單峰三個氫,—CH3峰結(jié)構(gòu)中有氧原子,可能具有:δ7.3芳環(huán)上氫,單峰烷基單取代δ3.0和δ4.30三重峰和三重峰O—CH2CH2—相互偶合峰譜圖解析(4)9δ5.30δ3

6、.38δ1.37C7H16O3,推斷其結(jié)構(gòu)61C7H16O3,u=1+7+1/2(-16)=0δ3.38和δ1.37四重峰和三重峰—CH2CH3相互偶合峰δ3.38含有—O—CH2結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)中有三個氧原子,可能具有(—O—CH2)3C7H16O3-C6H16O2=CHδ5.3CH上氫吸收峰,低場與電負(fù)性基團(tuán)相連正確結(jié)構(gòu):譜圖解析(5)化合物C10H12O2,推斷結(jié)構(gòu)δ7.3δ5.21δ1.2δ2.35H2H2H3H化合物C10H12O2,u=1+10+1/2(-12)=5δ2.32和δ1.2—CH2CH3相互偶合峰δ7.3芳環(huán)上氫,

7、單峰烷基單取代δ5.21—CH2上氫,低場與電負(fù)性基團(tuán)相連哪個正確?正確:B為什么?

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