​小白学习核磁谱图解析第一讲，核磁共振氢谱

小白学习核磁谱图解析第一讲，核磁共振氢谱

核磁共振氢谱

1.1基础知识：

核磁共振氢谱的主要参数有3 个：化学位移、峰的裂分和耦合常数J 、峰面积。

化学位移：氢谱的横坐标

标峰（将峰的化学位移数值标出）：用软件（mnova）使用快捷键k，单机拖动鼠标即可将化学位移标出。

峰的裂分和耦合常数J：简单峰型【单峰（s表示），双重峰（d表示），三重峰（t表示），四重峰（q表示），多重峰（m表示），等】，复杂峰型【dd峰，dt峰，dq峰，td峰，ddd峰，等】，判断出峰型后计算耦合常数，耦合常数等于化学位移之差乘以核磁兆数。

峰面积：图谱中的积分数值和峰组所对应的氢原子数目成正比，软件（mnova）使用快捷键I，单机拖动鼠标即可将对应峰的峰面积标出。

核磁示意图

对于结构不太复杂的化合物，不需做二维核磁共振谱，仅用核磁共振氢谱和碳谱再结合其相对分子质量就可能推出结构。

1.2化学位移

1.2.1概念：指的是由于官能团具有不同的化学特性，因而它们的出峰位置相对于基准物质的出峰位置会产生一定的移动，即化学位移表征官能团出峰的位置。化学位移的符号为δ。单位ppm。

从物理学的概念考虑，化学位移数值的大小反映了所讨论的氢原子核外电子云密度的大小。由于氢原子核外只有s电子，因此氢原子核外电子云密度的大小即氢原子核外s电子的电子云密度的大小。s电子的电子云密度越大，化学位移的数值越小，相应的峰越位于核磁共振氢谱谱图的右方，反之亦然。任何使氢谱的峰往右移动（化学位移数值减小）的作用称为屏蔽效应；反之，任何使氢谱的峰往左移动（化学位移数值增大）的作用称为去屏蔽效应。

1.2.2影响化学位移的因素

1.化学位移数值首先决定于官能团本身的性质

不同官能团的化学位移数值有比较大的差别。大体说来，饱和基团的δ值较小，不饱和基团的δ值较大（苯环的δ值则比烯基的δ值更大一些）。

2.取代基的影响

（1）对脂肪氢来说，电负性基团的取代将使其α-氢的化学位移值增加，β-氢的化学位移值也稍有增加。

（2）对芳香氢来说，取代基的作用需要同时考虑诱导效应和共轭效应，取代基分为三类。

第一类取代基包括烃基和卤素原子。它们是饱和基团且电负性都不强。这样的取代基对苯环的电子密度改变不大。

第二类取代基是含饱和杂原子的基团。由于饱和杂原子的未成键电子对和苯环的离域电子有p-π共轭作用，苯环的电子密度增加，从核磁共振的角度来看就是苯环剩余的所有氢原子的峰往高场位移，这样的高场位移对于邻、对位氢比较明显，尤其对于邻位氢。属于第二类取代基的有-OH ，-OR ，-NHR等。

第三类取代基是含不饱和杂原子的基团。它们与苯环形成大的共轭体系，但由于杂原子的电负性，苯环剩余氢原子的电子密度下降，即它们的氢谱谱峰都往低场移动，其中邻位氢的峰往低场的移动最远。属于第三类取代基的有醛、酮、酸、酯、硝基、偶氮基等。

3. 介质和氢键的影响

介质就是测试用的氘代试剂，由于在不同的溶剂中样品分子受到的磁感强度不同，溶剂分子对于样品分子的不同官能团的作用也可能有差别，因此使用不同的溶剂所得到的核磁共振谱图可能会有变化。

分子内形成的氢键和分子间形成的氢键都可能影响官能团的化学位移数值。