第十二章 核磁共振波谱法（课件）- 《分析化学》第三课时同步教学（人卫版第9版）

一、自旋偶合和自旋分裂 第四节 自旋偶合与自旋系统 1.自旋偶合 核自旋产生的核磁矩间的相互干扰。 2.自旋分裂 由自旋偶合产生的峰裂分现象。 3. 峰裂分及其原因 在H-H偶合中，峰裂分是由于邻近碳原子上H核核磁矩的存在，轻微改变了被偶合核的屏蔽效应，使吸收峰发生裂分。 -CH2CH3 R-CHR-CHR’2 ↑ ↑ ↓ ↑ ↓ ↑ ↓ ↓ 顺磁场 逆磁场 Ha除了受H0影响，还受Hb影响，相当于相邻C上有两块小磁铁，由于质子自旋有两种取向，二个Hb有4种组合： 分裂图 分裂图： 1. n+1律 某基团上的H与n个H相邻时，峰裂分为n+1重峰 峰高比服从二项式展开式系数比： 二、自旋分裂的规律 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 返回 （1）偶合常数相等，峰裂分为（n + n′+…)+1重峰 某基团H与n，n′个H相邻，发生简单偶合, Jac= Jbc 3 + 2 + 1 = 6 重峰 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 （2）偶合常数不等，峰裂分为（n+1）（n`+ 1）重峰 Jac≠Jbc， 则c裂分为（1+1）×（1+1）=4重峰 例： Jbc≠Jab， 则b裂分为（1+1）×（1+1）=4重峰 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 2. 偶合常数（J） J大小反映核间偶合作用强弱。 J与外加磁场大小(H0)无关。 影响J的因素 （1）偶合核间相隔的键数（键数多，J绝对值↓） a. 偕偶（同碳偶合）：2J = 2 Hz sp3杂化图上看不到（不裂分） Ha—C—Hb b. 邻偶（3J） 3J = 6 ~ 8 Hz Ha—C—C—Hb→峰裂分 环能看到裂分：间J = 2 ~ 4 Hz，对J = 0 ~ 2 Hz （2）键的角度   180° J 最大   90° J 最小（核磁矩干扰小） c. 远程偶合（4个键以上） 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 （3）基团的电负性 偶合作用靠电子传递： X原子电负性↑，J↓。 Ha与Hb Hc与Hd 1. 化学等价 化学位移相同的核称为化学等价核。 化学等价 三、化学等价和磁等价 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 2. 磁等价 分子中一组化学等价核与组外任何核都有相同强度的偶合 （J相等），这组核称为磁等价核。 a b c d e 五组氢核均为磁等价核 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 磁等价核的特点： ①组内核化学位移相等。 ②与组外核偶合时，偶合常数相等。 如：CH3I组内核偶合，不分裂单峰 ③无组外核时，组内核偶合，但峰不分裂。 例：磁等价 三个H核 化学等价 磁等价 二个H核 化学等价 磁等价 六个H核 化学等价 磁等价 例：磁不等价 Ha，Hb化学等价，磁不等价。 J Ha Fa≠J Hb Fa C C H a H b F a F b Y H 2 ' H 3 ' H 4 H 2 H 3 3 J 5 J X Y H 2 ' H 3 ' H 2 H 3 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 手性C相连的C上Ha，Hb磁不等价（有最稳定构象）。 H1和H2化学不等价 磁等价 Ha,Hb,Hc化学不等价 CH3上3个H磁等价 哪些氢核是磁等价或化学等价？ 1. 自旋系统 分子中相互偶合的一些核 或核组构成一个自旋系统。 自旋系统是独立的，自旋系统内核才有偶合 二个系统 四、自旋系统及命名原则 2. 自旋系统的命名原则 （1）化学位移相同的核为一组，用一个大写字母表示（A）。磁等价核An表示。 （3）组内核磁等价，字母右下脚用数字表示 组内核磁不等价，化学等价，AA’或BB’表示 （2）核或核组之间： AA’BB’ A3 AX6 A3M2X2 A2M3 （1）一级图谱 特征：？ 举例：Cl2-CHR-CH2-Cl AX2系统 Cl-CH2-CH2-Cl A4系统 -CH2-CH3 A2X3 系统 五、核磁图谱的分类 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 -C