《NMRJ自旋耦合》PPT课件

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1、自旋耦合化学位移=·B0(1-σ)处于不同化合物中的质子或同一化合物中不同位置的质子,其共振吸收频率会稍有不同,或者说产生了化学位移，通过测量或比较质子的化学位移。化学位移：在一定的辐射频率下,处于不同化学环境的有机化合物中的质子,产生核磁共振的磁场强度或共振吸收频率不同的现象,称为化学位移。~600HzB(一)自旋耦合与自旋分裂现象：CH3CH2OH中有三个不同类型的质子,因此有三个不同位置的吸收峰。然而,在高分辨NMR中,—CH2和CH3中的质子出现了更多的峰,这表明它们发生了分裂。如右图。偶合常数J图13.4自旋耦合与自

2、旋分裂原因：质子自旋产生的局部磁场,可通过成键的价电子传递给相邻碳原子上的氢,即氢核与氢核之间相互影响,使各氢核受到的磁场强度发生变化！或者说,在外磁场中,由于质子有两种自旋不同的取向,因此,与外磁场方向相同的取向加强磁场的作用,反之,则减弱磁场的作用。即谱线发生了“分裂”。这种相邻的质子之间相互干扰的现象称之为自旋-自旋耦合。该种耦合使原有的谱线发生分裂的现象称之为自旋-自旋分裂。自旋耦合自旋原子核通过成键电子相互作用，引起谱线裂分。自旋I＝1/2的原子核相互耦合，谱峰裂分为多重峰。（n+1）规律对于邻碳磁等价核之间的偶合,其偶

3、合裂分规律如下：1）一个(组)磁等价质子与相邻碳上的n个磁等价质子偶合,将产生n+1重峰。如,CH3CH2OH（2+1；3+1；1）2）一个(组)磁等价质子与相邻碳上的两组质子(分别为m个和n个质子)偶合,如果该两组碳上的质子性质类似的,则将产生m+n+1重峰,如CH3CH2CH3；如果性质不类似,则将产生(m+1)(n+1)重峰,如CH3CH2CH2NO2；3）裂分峰的强度比符合(a+b)n展开式各项系数之比；4）一组多重峰的中点,就是该质子的化学位移值5）磁全同质子之间观察不到自旋偶合分裂,如ClCH2CH2Cl,只有单重峰。

4、6)化学等价:分子中若有一组氢核，它们的化学环境完全相同，化学位移也严格相等，则这些核称为化学等价的核。7)磁等价:分子中相同种类的核(或相同基团)，不仅化学位移相同，而且还以相同的偶合常数与分子中其它的核相偶合，只表现一个偶合常数，这类核称为磁等同的核偶合常数J自旋-自旋偶合与自旋-自旋裂分偶合:自旋核与自旋核之间的相互作用。自旋-自旋偶合引起的谱带增多的现象。峰之间的距离为偶合常数.J1,J2,J3,J4.自旋-自旋偶合裂分后，两峰之间的距离，即两峰的频率差：Va-Vb。单位:HZ偶合常数与化学键性质有关，与外加磁场强度无关

5、。数值依赖于偶合氢原子的结构关系。nJHX耦合原子相隔键数耦合常数自旋-自旋偶合裂分后，两峰之间的距离，即两峰的频率差：Va-Vb。单位:HZ=ppm*仪器的频率偶合常数与化学键性质有关，与外加磁场强度无关。数值依赖于偶合氢原子的结构关系。自旋偶合产生峰裂分后，两峰之间的距离称为偶合常数J。单位：赫兹Hz，一般不超过20HzJ的大小表示偶合作用的强弱，它是化合物结构的属性，不随外磁场的变化而变化。1.同碳偶合指间隔2个单键的质子之间的偶合，即连在同一个碳上的2个质子之间的偶合。用2J表示J=12-15J=0~32.邻碳偶合指间

6、隔3个单键的质子之间的偶合，即相邻2个碳上的质子之间的偶合。用3J表示例如，H-C-C-H3J=5~9Hz3J的大小与2个质子之间的夹角有关(Karplus公式)3J=A+BcosΦ+Ccos2Φ(A=7B=-1C=5)ΦCCHJ180>J0烯键邻位氢：顺式（0°）J=6~14反式（180°）J=11~18相互偶合的两组质子，彼此间作用相同，其偶合常数相同。1）同碳偶合同一碳原子上的化学环境不同的两个氢的偶合。2JH-C-H2）邻碳偶合两个相邻碳上的质子间的偶合。3JH-C-C-H同种相邻氢不发生偶合。（一个单峰）3）远程偶合

7、间隔四个化学键以上的偶合。通常分子中被键隔开。2J在0.5～3Hz范围内。偶合常数的大小,表示偶合作用的强弱。它与两个作用核之间的相对位置、核上的电荷密度、键角、原子序数以及核的磁旋比等因素有关。掌握：1、孤立体系：单峰：相邻碳上无H，或没有与C相连(独立体系)季碳，羰基，O-C-，酯基等孤立体系2、耦合体系：双重峰：相邻的碳上只有一个H三重峰：相邻碳上有二个等价H(－CH2－）或（－CH1－CHx－CH1，)四重峰:相邻碳上有三个H或－CH2－CHx－CH1，)4-3裂分峰为，-CH2CH33、复杂的多重峰：与之相邻有多个碳(

8、≥2)上都有H；情况较复杂。孤立体系，H-H无偶合必须考虑耦合几个例子：1)ClCH2CH2CH2Cl峰数及峰面积比分别为,3(1:2:1)-5(1:4:6:4:1)2)CH3CHBrCH3峰数及峰面积比分别为：2(1:1)-7(1:6:15:20