【正文】 3）可能的結(jié)構(gòu) H 3 C C N可能的結(jié)構(gòu)為：丙酸乙酯 核磁共振譜 一、基本原理 1. 原子核的自旋 核象電子一樣，也有自旋現(xiàn)象，從而有自旋角動(dòng)量。 0H 0低 場(chǎng) 高 場(chǎng)吸收能量信 號(hào) 1. 化學(xué)位移的由來(lái) —— 屏蔽效應(yīng) 化學(xué)位移是由核外電子的屏蔽效應(yīng)引起的。 三 、 影響化學(xué)位移的因素 凡影響電子云密度的因素都將影響化學(xué)位移。 現(xiàn)以 CH3CH2― I為例，討論自旋偶合與自旋裂分作用： CH aH aCH bH bH a I 首先，分析 ― CH3上的氫（以 Ha表示）： 它的鄰近 ― CH2― 上有兩個(gè) H核（以 Hb表示）， Hb對(duì) Ha的影響可表示如下： ∵ H核的自旋量子數(shù) I = 1/2，在磁場(chǎng)中可以有兩種 取向，即： + 1/2（以 ↑ 表示）和 － 1/2（以 ↓ 表示） 這樣 ， Hb的自旋取向的排布方式就有以下幾種情況： H01 / 2 + 1 / 2 = 11 / 2 + ( 1 / 2 ) = 0( 1 / 2 ) + 1 / 2 = 0( 1 / 2 ) + ( 1 / 2 ) = 1其 方 向 與 外 加 磁 場(chǎng) 方 向 一 致 ， 相 當(dāng) 于H 0在 H a 周 圍 增 加 了 兩 個(gè) 小 磁 場(chǎng) 。 3. 某化合物的分子式為 C3H7Cl，其 NMR譜圖如下圖所示： 試推斷該化合物的結(jié)構(gòu)。 八、譜圖解析 1. 一張譜圖可以向我們提供關(guān)于有機(jī)分子結(jié)構(gòu)的如下信 息： 1. 由 吸收峰的組數(shù)， 可以判斷有 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），可以判斷 各類 H的相對(duì)數(shù)目； 峰的裂分?jǐn)?shù)目， 可以判斷 相鄰 H核的數(shù)目； 4. 由 峰的化學(xué)位移 （ δ 值），可以判斷 各類型 H所屬 的化學(xué)結(jié)構(gòu)； 5. 由 裂分峰的外型或偶合常數(shù)， 可以判斷 哪種類型 H 是相鄰的。 產(chǎn)生的原因： 相鄰的磁不等 性 H核 自旋 相互作 用（即干擾）的結(jié) 果。 (3)容易回收（ ），與樣品不締合。 即：每一個(gè)取向都代表一個(gè)能級(jí)狀態(tài)，有一個(gè) ms 。 ④ 與標(biāo)準(zhǔn)譜圖進(jìn)行對(duì)照 在相同的實(shí)驗(yàn)條件下操作，將得到的紅外光譜圖與標(biāo)準(zhǔn)譜圖進(jìn)行比較， 若兩張語(yǔ)圖吸收峰的位置和形狀完全相同，峰的相對(duì)強(qiáng)度一樣 ，可以認(rèn)為樣品與該種已知物是同一物質(zhì)。 肯定法： 根據(jù)紅外光譜的特征吸收峰，確認(rèn)某基團(tuán)的存在。 測(cè)定未知化合物 ： ： 了解試樣的 來(lái)源、純度、熔點(diǎn)、沸點(diǎn) 等； 經(jīng)元素分析 確定實(shí)驗(yàn)式 ； 有條件時(shí)可有 MS譜測(cè)定相對(duì)分子量， 確定分子式； 根據(jù)分子式 計(jì)算不飽和度 ， 其經(jīng)驗(yàn)公式為： Ω = 1 + n4 + 1 / 2（ n3 – n1） 式中： Ω —代表不飽和度； n n n4分別代表分 子中一價(jià)、三價(jià)和四價(jià)原子的數(shù)目。 化學(xué)鍵 鍵長(zhǎng)（ nm） 鍵能（ ） 力常數(shù) k（ ） 波數(shù)范圍 （ cm1） C― C 700～ 1200 C＝ C 1620～ 1680 C≡ C 2100～ 2600 一些常見(jiàn)化學(xué)鍵的力常數(shù)如下表所示： 鍵 型 O H N H C H C H C H C N C C C O C C C O C Ck / N . c m 1 7 . 7 6 . 4 5 . 9 5 . 1 4 . 8 1 7 . 7 1 5 . 6 1 2 . 1 9 . 6 5 . 4 4 . 5 折合質(zhì)量 μ ： 兩振動(dòng)原子只要有一個(gè)的質(zhì)量 ↓ ， μ ↓ ， σ （ ν ） ↑ ， 紅外吸收 信號(hào) 將出現(xiàn) 在高波數(shù)區(qū)。例如： 鴉片中嗎啡堿結(jié)構(gòu)的測(cè)定，從 1805年開(kāi)始研究，直至 1952 年才完全闡明， 歷時(shí) 147年 。 按量子力學(xué) ， 其關(guān)系為： ν λ σ σc c λ1式 中 ：c 為 光 速 ， 其 量 值 = 3 1 0 1 0 c m . s 1ν 為 頻 率 ， 單 位 為 H zλ 為 波 長(zhǎng) c m ， 常 用 單 位 n m 1 n m = 1 0 7σ 1 c m 長(zhǎng) 度 中 波 的 數(shù) 目有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)與吸收光譜 λE hνh c式 中 ： E 為 光 量 子 能 量 ， 單 位 為 Jh 代 表 P l a n c k 常 數(shù) ， 其 量 值 為 6 . 6 3 1 0 3 4J s. 該式表明：分子吸收電磁波，從 低能級(jí) 躍遷到 高能 級(jí) ，其吸收光的頻率與吸收能量的關(guān)系。 結(jié)論 ： 產(chǎn)生紅外光譜的必要條件是： 1. 紅外輻射光的頻率與分子振動(dòng)的頻率相當(dāng)，才能滿足分子振動(dòng)能級(jí)躍遷所需的能量，而產(chǎn)生吸收光譜。 反式 —與 CH CH2的彎曲振動(dòng) 接近。許多國(guó)家 都編制出版了標(biāo)準(zhǔn)譜圖集，如薩特勒 IR譜圖集，匯集有十 余萬(wàn)張純化合物的標(biāo)準(zhǔn)紅外光譜圖。 核的自旋角動(dòng)量 (ρ )是量子化的，不能任意取值， 可用自旋量子數(shù) (I)來(lái)描述。 若質(zhì)子的共振磁場(chǎng)強(qiáng)度只與 γ (磁旋比 )、電磁波照射頻率 H0有關(guān)，那 么，試樣中符合共振條件的 1H都發(fā)生共振，就只產(chǎn)生一個(gè)單峰，這對(duì)測(cè)定化合物的結(jié)構(gòu)是毫無(wú)意義的。其中 影響最大的是： 誘導(dǎo)效應(yīng)和各向異性效應(yīng) 。 這 樣 ， 發(fā)生 共 振 吸 收 所 提 供 的 外 加 磁 場(chǎng) 要 H 0 ，共 振 信 號(hào) 將 在 H 0 處 出 現(xiàn) 。 解： 由分子式可知，該化合物是一個(gè)飽和化合物； 由譜圖可知： 322 (1) 有三組吸收峰，說(shuō)明有三種不同類型的 H 核； (2)