核磁共振氢谱自旋系统与解析培训课件

一、一、核磁共振氢谱谱图的分类核磁共振氢谱谱图的分类 (一级谱图一级谱图 二级谱图二级谱图)二、二、自旋系统的分类与命名自旋系统的分类与命名三、三、常见的自旋系统常见的自旋系统3.8 3.8 常见的自旋系统常见的自旋系统7/2/20241核磁共振氢谱自旋系统与解析一级谱图一级谱图相互耦合的两组质子的化学位移之差远大于其耦合场数相互耦合的两组质子的化学位移之差远大于其耦合场数 裂分峰数目符合（裂分峰数目符合（n+1n+1）或）或(2nI+1)(2nI+1)规律。规律。裂分峰强度符合二项展开式的系数。裂分峰强度符合二项展开式的系数。裂距等于耦合常数裂距等于耦合常数。二级谱图二级谱图一级谱的特征在二级谱中不表现出来。一级谱的特征在二级谱中不表现出来。（1）裂分峰数目超出（）裂分峰数目超出（n+1）规律）规律（2）裂分峰的相对强度关系复杂）裂分峰的相对强度关系复杂（3）化学位移和耦合常数不能直接读出，需计）化学位移和耦合常数不能直接读出，需计算算一、一、核磁共振氢谱图的分类核磁共振氢谱图的分类7/2/20242核磁共振氢谱自旋系统与解析二、二、自旋系统的分类与命名自旋系统的分类与命名自旋系统：自旋系统：相互偶合的核构成一自系统，相互偶合的核构成一自系统，不与系统外的核偶合不与系统外的核偶合。一个分子可由一个或一个以上的自旋系统组成。一个分子可由一个或一个以上的自旋系统组成。如如 C C6 6H H5 5CHCH2 2CHCH2 2OCOCH=CHOCOCH=CH2 2 由三个自旋系统组成由三个自旋系统组成7/2/20243核磁共振氢谱自旋系统与解析自旋系统的分类自旋系统的分类二旋系统二旋系统 C=CHC=CH2 2,X-CH=CH-Y,C,X-CH=CH-Y,C*-CH-CH2 2-等。等。三旋系统三旋系统 X-CH=CHX-CH=CH2 2,-CH,-CH2 2-CH-CHC=CH(C=CH2 2,X-CH=CH-Y,C,X-CH=CH-Y,C*-CH-CH2 2-等等),A,A2 27/2/20247核磁共振氢谱自旋系统与解析 AB AB 系统v v ABAB=v v中心中心=v v 1 1+v v 4 4 =v v 2 2+v v 3 3 v vA A=v v中心中心 +（v v A A v v B B）v vB B=v v中心中心 1-2=3-4=1-2=3-4=J JABAB 1-3=2-4=1-3=2-4=D D7/2/20248核磁共振氢谱自旋系统与解析常见的常见的AB系统系统7/2/20249核磁共振氢谱自旋系统与解析四、三旋系统四、三旋系统 A A3 3 AX AX2 2 AB AB2 2 AMX ABX ABC AMX ABX ABC系统系统(X-CH=CHX-CH=CH2 2,-CH,-CH2 2-CH-CH-OH C=O -OR -COOR -CN -OH C=O -OR -COOR -CN7/2/202436核磁共振氢谱自旋系统与解析五、双照射去偶五、双照射去偶1、自旋去耦（、自旋去耦（Spin decoupling）相互耦合的核相互耦合的核Ha、Hb，以，以强强功率射功率射频2照射照射Ha核，核，使其达到使其达到饱和，其在两个自旋和，其在两个自旋态之之间快速往返，快速往返，产生的局部磁生的局部磁场平均平均为零，从而失掉零，从而失掉对Hb的耦合作用。的耦合作用。1H1H,13C 1H2、核、核Overhauser效应效应NOE:Nuclear Overhauser Effect分子中两个空间接近的质子，若用双照射法使其分子中两个空间接近的质子，若用双照射法使其中一个核饱和，另一个核的信号就会增强。中一个核饱和，另一个核的信号就会增强。7/2/202437核磁共振氢谱自旋系统与解析7/2/202438核磁共振氢谱自旋系统与解析3.10 核磁共振氢谱解析及应用核磁共振氢谱解析及应用一、1H NMR谱解析一般程序谱解析一般程序二、二、1H-NMR谱解析实例谱解析实例三、三、1H-NMR谱图检索谱图检索四、四、1H-NMR谱的应用谱的应用7/2/202439核磁共振氢谱自旋系统与解析一、一、1H NMR谱解析一般程序谱解析一般程序识别识别干扰峰干扰峰（如溶剂峰、杂质峰等）（如溶剂峰、杂质峰等）根据根据积分曲线积分曲线确定各组峰的相应质子数确定各组峰的相应质子数根据根据化学位移化学位移推测各组质子的类型推测各组质子的类型先识别未偶合裂分的峰先识别未偶合裂分的峰（如（如CHCH3 3O-,CHO-,CH3 3N-N-，CHCH3 3Ar,CHAr,CH3 3CO-CO-，CHCH3 3-CR-CR3 3以及以及-COOH-COOH，-CHO-CHO等）等）解析芳环上的氢解析芳环上的氢,双键上的氢（双键上的氢（自旋系统自旋系统）根据偶合裂分情况确定各组质子间的连接根据偶合裂分情况确定各组质子间的连接关系（关系（向向心规则和心规则和n+1n+1规律规律）重重氢氢交换法识别交换法识别活泼氢活泼氢综合分析。根据化合物的分子式、不饱和度、可能综合分析。根据化合物的分子式、不饱和度、可能的基团及耦合情况，导出可能的结构式，结合其他的基团及耦合情况，导出可能的结构式，结合其他波谱验证并确定结构。波谱验证并确定结构。7/2/202440核磁共振氢谱自旋系统与解析C C4 4H H8 8O O2 2二、二、1HNMR谱解析实例谱解析实例7/2/202441核磁共振氢谱自旋系统与解析C C4 4H H8 8O O2 27/2/202442核磁共振氢谱自旋系统与解析C C4 4H H8 8O O2 27/2/202443核磁共振氢谱自旋系统与解析C C4 4H H8 8O O2 27/2/202444核磁共振氢谱自旋系统与解析7/2/202445核磁共振氢谱自旋系统与解析谱图解析与结构确定步骤：谱图解析与结构确定步骤：=1+10+1/2(-12)=5；3.0和和 4.30三重峰和三重峰和三重峰为三重峰为OCH2CH2相互偶合峰相互偶合峰 2.1单峰三个氢，单峰三个氢，CH3峰，结构中有氧原子，可能峰，结构中有氧原子，可能具有：具有：7.3芳环上氢，单峰烷基单取代。正确结构为：芳环上氢，单峰烷基单取代。正确结构为：7/2/202446核磁共振氢谱自旋系统与解析C7H16O3，推断其结构：，推断其结构：7/2/202447核磁共振氢谱自旋系统与解析解析过程：解析过程：C7H16O3，=1+7+1/2(-16)=0 a、3.38和和 1.37 四重峰和三重峰，四重峰和三重峰，CH2CH3相相互偶合峰互偶合峰 b.3.38含有含有OCH2 结构，结构中有三个氧原结构，结构中有三个氧原子，可能具有子，可能具有(OCH2)3 c.5.3CH上氢吸收峰，低场与电负性基团相连上氢吸收峰，低场与电负性基团相连7/2/202448核磁共振氢谱自旋系统与解析化合物化合物 C10H12O2，推断结构，推断结构7/2/202449核磁共振氢谱自旋系统与解析 =1+10+1/2(-12)=5a.2.32和和 1.2CH2CH3相互偶合峰相互偶合峰b.7.3芳环上氢，单峰烷基单取代芳环上氢，单峰烷基单取代c.5.21CH2上氢，低场与电负性基团相连上氢，低场与电负性基团相连7/2/202450核磁共振氢谱自旋系统与解析化合物化合物 C8H8O2，推断其结构：，推断其结构：7/2/202451核磁共振氢谱自旋系统与解析正确结构为：正确结构为：7/2/202452核磁共振氢谱自旋系统与解析