儀器分析武漢大學(xué)核磁(參考版)
2024-12-11 07:19本頁(yè)面
【正文】 1 0 1 2 3 a b c （ 1）先計(jì)算不飽和度 ?=1+3+（ 06） /2=1 可能有雙鍵， C=C或 C=O （ 2）根據(jù)峰積分線高度求出各種類(lèi)型 H的數(shù)目 三組峰 a組： 6H 3/6=3H b組： 6H 2/6=2H c組： 6H 1/6=1H （ 3）質(zhì)子有三種類(lèi)型，化學(xué)位移分別為 ?a=1， ?b=， ?c= （ 4）跟 據(jù)峰裂分情況分析 Ha 為三重峰它與 2個(gè) H原子相鄰 Hb 為四重峰它與三個(gè) H原子相鄰 據(jù)裂分情況和化學(xué)位 移，判斷為 CH2CH3 （ 5） 分子式為 C3H6O 可能的結(jié)構(gòu) CH3CH2 CHO （ 6） 驗(yàn)證 a .丙醛不飽和度為 Ω=1合理 ， 符合計(jì)算結(jié)果 b. 用 ?驗(yàn) 證各基團(tuán) ?a=1， ?b=， ?c= 查得： ?CH3=1~2， ?CH2CO=~， ?COH=9~10 c. 用反證法驗(yàn)證 ， 分子式為 C3H8O的可能結(jié)構(gòu) CH 3 CH 3CO CH 3 C H = C H O HCH 2 = C H C H 2 O H一組單峰 四組峰 丙烯醇，四組峰 d. 與標(biāo)準(zhǔn)圖譜比較 常見(jiàn)結(jié)構(gòu)單元化學(xué)位移范圍 0123456789101112131415化學(xué)位移HC CHC OHCOO HH3C O~ 3 . 7H3C N~ 3 . 0H3C C~ 2 . 1OH3C C~ 1 .8CH3C C~ 0 . 9δ (ppm)例 2 化合物 C4H8O2的紅外吸收光譜圖在 1730cm1處有一強(qiáng)吸收峰 ， 核磁共振圖譜上有三組吸收峰δ3..6單峰 （ 3H） ， （ 2H） ， 峰 （ 3H） 。 （二）脈沖傅里葉變換核磁共振儀 ? P254 核磁共振波譜法應(yīng)用 ? 核磁共振譜能提供的參數(shù)主要是 化學(xué)位移 ,原子的裂分峰數(shù) ,偶合常數(shù)以及各組峰的積分高度等 . ? 這些參數(shù)與有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)有著密切的關(guān)系 .因此核磁共振譜是鑒定有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)和構(gòu)象主要工具之一 . 一、 解析化合物結(jié)構(gòu)的一般步驟 1. 獲取試樣的各種信息和基本數(shù)據(jù) ? 盡量多地了解待鑒定樣品的來(lái)源 ,物理 、 化學(xué)性質(zhì) .化學(xué)分析結(jié)果 .最好確定其化學(xué)式 (一般可用質(zhì)譜法 ) 2. 根據(jù)分子式計(jì)算不飽和度 . 213 nnn ???????3. 根據(jù)積分曲線計(jì)算各峰所代表的氫核數(shù)和最大可能的范圍 . 4. 根據(jù)化學(xué)位移鑒別質(zhì)子的類(lèi)型 . P249列出一些基團(tuán)的 ? 根據(jù)裂分峰數(shù)目可推斷相鄰的質(zhì)子數(shù)目和可能存在的基團(tuán) .以及各基團(tuán)之間的連接順序 6. 合理組合 ,了解最可能的結(jié)構(gòu)式 7. 結(jié)合 UV、 IR、 MS檢查結(jié)構(gòu)式 .并與標(biāo)準(zhǔn)譜圖對(duì)照進(jìn)行驗(yàn)證 二、譜圖解析實(shí)例 1. 區(qū)別一些化合物 ? 很多化合物用其它方法不好區(qū)分 例 丙酮 CH3COCH3 和丁酮 CH3CH2COCH3 CH3COCH3 ： 6個(gè) H在同一化學(xué)環(huán)境中 ， 一組單峰 CH3CH2COCH3: 8個(gè) H在三種不同環(huán)境中 , 三組峰 三 四重峰 單峰 2. 推測(cè)化合物結(jié)構(gòu) ? 例：下圖是 C3H6O核磁共振圖譜，三組吸收峰的值分別為 ， 1。 4．樣品管： 外徑 5mm的玻璃管 ,測(cè)量過(guò)程中旋轉(zhuǎn) , 磁場(chǎng)作用均勻。 2 ．射頻振蕩器： 線圈垂直于外磁場(chǎng)，發(fā)射一定頻率的電磁輻射信號(hào)。通常用 一、核磁共振波譜儀 1．永久磁鐵： 提供外磁場(chǎng)，要求穩(wěn)定性好，均勻。 試樣管在壓縮空氣推動(dòng)下 , 勻速而平穩(wěn)地旋轉(zhuǎn) ? δ為 1H數(shù) 06015 5614 ... ??04015 2414 ... ???化合物 C8H14O4共 14個(gè) H ?δ為 1H數(shù) 核磁共振波譜儀 ? 核磁共振波譜儀按掃描方式不同分為兩大類(lèi)： 連續(xù)波核磁共振儀 脈沖傅里葉變換核磁共振儀 一、連續(xù)波核磁共振儀 ?????22 00 BhB ?? 或? 核磁共振儀可設(shè)計(jì)為兩種方法： 固定磁場(chǎng) B0，改變射頻頻率 ——掃頻法。它所產(chǎn)生的射頻場(chǎng)須與磁場(chǎng)方向垂直，射頻接受圈也安裝在探頭中，用來(lái)探測(cè)核磁共振時(shí)的吸收信號(hào)，一組掃描線圈安裝在磁鐵兩極上，在磁場(chǎng)方向 B0上疊加小磁場(chǎng) B0′,改變 B0′的大小 , 以達(dá)掃場(chǎng)的目的。 ? 通過(guò)核磁共振譜不僅能 區(qū)分不同類(lèi)型的質(zhì)子 ，還能確定不同類(lèi)型質(zhì)子的數(shù)目 。 偶合常數(shù)的大小明顯的取決于分子的空間構(gòu)象 。 P252 ? 從表 13—5可以看出 ， 通過(guò)單鍵傳遞的氫核偶合隨鍵數(shù)的增加很快變?nèi)?， 通過(guò)雙鍵 、 三鍵傳遞的偶合比單鍵有效的多 。 可以根據(jù) J大小及其變化規(guī)律 ， 推斷分子的結(jié)構(gòu)和構(gòu)象 。 H 與 H 的偶合常數(shù)可分為 同碳偶合常數(shù) 、 鄰碳偶合常數(shù) 、 運(yùn)程偶合常數(shù) 、 芳香族及雜原子化合物偶合常數(shù)等。 ? （ 4） 兩組氫核相互偶合的 J值必然相等 ， 即 ? Jab=Jba ? （ 5）氫核相互偶合的值變化很大，為 1—20 。 ? （ 3） 自旋偶合作用力通過(guò)成鍵的價(jià)電子傳遞 ，偶合常數(shù)值的大小與兩組不同氫核之間相隔的化學(xué)鍵有關(guān) 。 因此 ， 偶合常數(shù)是化合物分子結(jié)構(gòu)的屬性 。 偶合常數(shù)有以下規(guī)律： ? （ 1） J 值的大小與 B0無(wú)關(guān) 。 ? J 值大小表示氫核間相互偶合作用的強(qiáng)弱 。 （ a+b） n n為相鄰氫核數(shù) 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） 氫核鄰近有兩組偶合程度不等的 H 核時(shí) ， 其中一組有 n個(gè) ， 另一組有 n′+1個(gè) ， 則這組 H 核受兩組 H 核自旋偶合作用 ， 譜線裂分成 (n+1)(n′+1)重峰 。 （ 3） 一組相同氫核自旋裂分峰數(shù)目由相鄰氫核數(shù)目 n 決定 ? 裂分峰數(shù)目遵守 n+1規(guī)律 ——相鄰 n個(gè) H， 裂分成 n+
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