核磁共振NMR一级氢谱解析方法名师优质课获奖市赛课一等奖课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,本幻灯片资料仅供参考，不能作为科学依据，如有不当之处，请参考专业资料。,核磁共振,NMR,一级氢谱,解析方法,第1页,HMR,氢谱,判定有机化台物结构时，以核磁共振为最主要方法，因为从核磁共振谱（一维和二维谱）得到信息最丰富，谱图可解析性最高。,氢谱是全部核磁共振谱中灵敏度最高，因而最轻易测定，所以首先讨论氢谱。,核磁共振氧谱主要参数有,3,个：,化学位移,、,耦合常数,J,、,峰面积,。,第2页,第3页,氢谱,-,化学位移,核磁共振氢谱,横坐标是化学位移,，化学位移是电子对核自旋屏蔽作用，代表原子核在分子中,位置,。,因为氢原子核外只有,s,电子，所以氢原子核外电子云密度大小即氢原子核外,s,电子电子云密度大小。,s,电子电子云密度越大，化学位移数值越小，对应峰越位于核磁共振氢谱谱图右方，反之亦然。,任何使氢谱峰往,右,移动（化学位移数值,减小,）作用称为,屏蔽效应,；反之，任何使氢谱峰往左移动（化学位移数值增大）作用称为去屏蔽效应。,第4页,氢谱,-,耦合作用,磁性核,之间才会有耦合作用。磁性核是它们,自旋量子数不为零原子核,。假如不是磁性核，就不能对其它原子核产生耦合作用，本身也不能用核磁共振方法来测定。,产生耦合裂分磁性核能够是氢核或者其它磁性核，如,31,P,、,19,F,等。对于氢谱来说，,氢氢之间会产生耦合,（当然它们之间距离需要在一定化学键数目之内）。,因为磁性核之间存在耦合作用，所以核碰共振氢谱谱峰会展现分裂称为“裂分”。,裂分间距以耦合常数,（以赫兹为单位）表征。,第5页,耦合常数,J,：反应了核自旋间相互作用 、表示了,耦合作用大小,。代表原子核之间键合关系、化学键之间夹角二面角。,因为耦合作用经过化学键传递，经过,化学键数目越少，耦合作用就越强,，所以耦合常数,左上角,用阿拉伯数字表示耦合跨越,化学键数目,，如,3,J,表示跨越,3,根化学键耦合常数。,为方便地描述耦合裂分峰型，普通以,s,、,d,，,t,和,q,分别表示单峰、双峰、三重峰和四重峰，多重峰则表示为,m,。,氢谱,-,耦合常数,第6页,氢谱,-,峰面积,核磁共振氢谱,纵坐标是谱峰强度,。因为氢谱中谱峰都有一定宽度，所以以谱峰,面积积分数值,来量度峰大小。,在核磁共振氢谱中，标注有各峰组面积积分数值，该,积分数值和,峰组所对应,氢原子数目成正比,。核磁共振氢谱定量关系比很好，误差在,5%,之内。,第7页,氢谱,解析方法,一、区分杂质峰，注意所使用溶剂,二、计算未知物不饱和度,三、确定每个峰组所对应氢原子数目,四、确定待测所含官能团,五、分析峰组耦合裂分,六、组合可能结构式,七、对推导出结构进行指认,八、对推导出结构进行核验,第8页,氢谱,解析方法,一、区分杂质峰，注意所使用溶剂,氢谱峰组有比很好定量关系。因为杂质含量比样品本身要低很多，所以,杂质峰易于从样品峰组中区分,出来。,测定核磁共振氢谱要使用,氘代试剂作为溶剂,。,需要尤其注意：有些样品在不一样氘代溶剂中作图得到核磁共振氢谱可能会有较大差异。假如要,与其它氢谱比较,，应该采取,相同溶剂,。,第9页,一、区分杂质峰，注意所使用溶剂,氘代试剂不可能,100%,地氘代，它不完全氘代（也就是氘代试剂依然残留氢原子）会产生溶剂峰。假如不知道所解析核磁共振氢谱使用氘代溶剂，能够从溶剂峰位置确定。,惯用氘代试剂溶剂峰位置如表,l-3,所表示。,因为样品可能含有水分，所以在核磁共振氢谱中存在对应水峰。在不一样溶剂中，水峰位置不一样。惯用氘代溶剂中水峰位置如表,1-4,所表示。,氢谱,解析方法,第10页,氢谱,解析方法,二、计算未知物不饱和度,知道分子式之后能够计算该化合物不饱和度，这有利于推导未知结构,不饱和度,第11页,氢谱,解析方法,三、确定每个峰组所对应氢原子数目,因为核磁共振氢谱定量性比很好，各峰组面积积分数值和它们之间氢原子数目成正比。,假如已知分子式,，能够依据分子式氢原子数和棱磁共振氢谱各峰组面积积分数值，决定各峰组所对应氢原子数。,对于,结构不复杂未知物,，有可能不需要分子式也能确定它结构。这是因为即使不知道未知物分子式，也能够从核磁共振氢谱直接确定各峰组所对应氢原子数。这个问题很简单，因为假如,确定了一些峰组所对应氢原子数,，其它蜂组就能够依据峰组面积之间,积分数值之比,而确定对应,氢原子数,。下面所列一些官能团能够作为确定各峰组所对应氢原子数,基准,：,正构碳链端,甲基,：峰组普通位于棱磁共振氢谱最高场（谱图最右端），化学位移数值约,0.87 ppm,，峰型为,三重峰,。,甲氧基,：化学位移数值普通在,3.5,3.9 ppm,，因为是尖锐单峰，所以很轻易被识别。,对位取代苯环,：位置普通在,6.8,8.0 ppm,，它们峰组粗看是一对两重峰，所以也轻易被识别。,第12页,氢谱,解析方法,四、确定待测所含官能团,依据每个峰组,化学位移数值,和所对应,氢原子数,，能够确定它们是什么官能团。从化学位移数值也能够预计它们相邻基团。比如，甲氧基化学位移数值在,3.5,3.9 ppm,，偏低场（化学位移数值偏大）应该是芳香环上面甲氧基，即它连接是芳环。,假如分子有对称性或者分子局部含有对称性，若干基团会在同一处出峰。比如，叔丁基,3,个甲基在同一处出峰。,第13页,氢谱,解析方法,五、分析峰组耦合裂分,因为磁性核之间相互作用，核磁共振氢谱峰组普通会出现,裂分,。前面已经讲述：现在通常使用高场（高频）核磁共振谱仪，遇见二级谱机会相当小。需要解析核磁共振氢谱绝大部分均表现为一级谱，即能够用,n+l,规律分析峰组裂分。,第14页,氢谱,解析方法,六、组合可能结构式,依据峰组间等间距，能够找到相邻基团。此时参考相关基团化学位移数值，也能够作为佐证。用这么方法，就能够从个别基团开始，延伸到与它连接基团，进而扩大成更大结构单元。这么就能够一步步地得到可能结构式。当然，假如仅仅依靠核磁共振氢谱，有可能会碰到困难当杂原子或者季碳原于隔断耦合关系之后，基团连接方法就受阻了。在这么情况下，核磁共振二维谱应用就十分必要。,第15页,氢谱,解析方法,七、对推导出结构进行指认,所谓指认就是对于推导化合物结构每个基团都标注出化学位移数值，分析化学位移数值是否合理，更主要是分析每个基团耦合裂分峰型是否合理。假如前面推导出可能结构不止一个，经过指认能够找出最合理一个。,第16页,氢谱,解析方法,八、对推导出结构进行核,其它伎俩核实所推导结构验。,第17页,经质谱测定某未知物分于式为,C,6,H,14,0,2,，其核磁共振氢谱如图,1.5,所表示，试推导其结构。核磁共振氖谱是用,300 MHz,谱仪测定。,解依据分子式,C6H14O2,计算该未知物不饱和度为,0,，即它是一个饱和化合物。,在,4.78 ppm,峰是水峰。,在低场,3.65 ppm,单峰（对应两个氢原子）加重水交换后消失，所以可知它对应是活泼氢。因为分子式仅含氧原子，所以两个活泼氢只能是羟基。,在氢谱最高场,(1.18 ppm),是一个双峰，峰面积为,3,，所以对应是一个连接,CH,甲基。,往下两个单峰,(1.26 ppm,、,1.31 ppm),，积分面积均为,3,，必定对应两个孤立甲基，它们应该连接在季碳原子,E,。,氢谱,举例,第18页,f,场,4.21 ppm,处盼多重峰（对应一个氢原子）显然是由相邻基团耦合裂分产生。,约,1.6 ppm,峰组对应两个氢原子，所以是一个亚甲基。其中左面四重峰看得比较清楚，右边峰组粗看是两重峰，看得不清楚，它们实际上是,dd,峰组，只不过其中一个耦合常数比较小，因而裂分不显著。从左往右第,1-,第,3,跨距等于第,2,第,4,跨距，也等于右边峰组较大裂分间距。这是大耦合常数，应该是,2,。深入二裂分，是旁边,CH,裂分所致。,氢谱,举例,第19页,氢谱,举例,第20页,