二、化学位移由于核在分子中所处环境不同受到不同的屏蔽效应,它们的共振吸收位置出现在不同磁场强度,用来表这种不同位置的量叫做化学位移(chemicalshift)一般是以一个参考化合物为标准求出其他核相对于它的位置,用^H或^v表示,这叫做相对化学位移。在氢核的磁共振中最常用的标准物为四甲基硅[(CH)4Si],简称TMS。它作为标准物是因为:①只有一种质子(12个质子都相同)。②硅的电负性比碳小,它的质子受到较大的屏蔽,抗磁的诱导磁场(H诱)比一般有机化合物的要大,所以它的共振吸收峰一般出现在高场。把TMS的化学位移定为OHz,其他化合物质子的相对化学位移即为各质子共振吸收相对于TMS的位置
二、化学位移 由于核在分子中所处环境不同受到不同的屏蔽效 应,它们的共振吸收位置出现在不同磁场强度,用来 表这种不同位置的量叫做化学位移(chemicalshift)。 一般是以一个参考化合物为标准求出其他核相对于它 的位置,用△H或△v表示,这叫做相对化学位移。在 氢核的磁共振中最常用的标准物为四甲基硅[(CH3) 4Si ],简称TMS。它作为标准物是因为:①只有一种 质子(12个质子都相同)。②硅的电负性比碳小,它 的质子受到较大的屏蔽,抗磁的诱导磁场(H诱)比一 般有机化合物的要大,所以它的共振吸收峰一般出现 在高场。把TMS的化学位移定为0Hz,其他化合物质子 的相对化学位移即为各质子共振吸收相对于TMS的位 置
如图12-7中最右边的峰为TMS,a和b峰是3-溴丙炔中三C一H和一CH,一质子的共振吸收。在6OMHz仪器上,a峰与TMS的距离^v为145Hz,b峰^v为232Hz。这两个数值分别表示三C-H和一CH,一质子的相对化学位移。但在不同兆赫仪器上质子共振所需外加磁场强度不同,而核外电子的诱导磁场(H诱)文与该外磁场强度成正比,所以这种用△H和△v表示的化学位移在不同兆赫仪器上测得的数值也不同。如3-漠丙炔在100MHz仪器上,=C一H和一CH2一质子的△v值分别为242Hz和387Hz。为了使用不同仪器的工作者具有对照谱图的共同标准,通常用8值表示化学位移。8值是样品和标准物TMS的共振频率之差除以采用仪器的频率(vo)。由于数值太小,所以乘以106,单位用ppm表示
如图12-7中最右边的峰为TMS,a和b峰是3-溴丙 炔中≡C—H和—CH2—质子的共振吸收。在60MHz仪器 上,a峰与TMS的距离△v为145Hz,b峰△v为232Hz。 这两个数值分别表示≡C-H和—CH2—质子的相对化学 位移。但在不同兆赫仪器上质子共振所需外加磁场强 度不同,而核外电子的诱导磁场(H诱)又与该外磁场 强度成正比,所以这种用△H和△v表示的化学位移在 不同兆赫仪器上测得的数值也不同。如3-溴丙炔在 100MHz仪器上,≡C—H和—CH2 —质子的△v值分别 为242Hz和387Hz。为了使用不同仪器的工作者具有对 照谱图的共同标准,通常用δ值表示化学位移。δ值 是样品和标准物TMS的共振频率之差除以采用仪器的 频率(v0)。由于数值太小,所以乘以106 ,单位用ppm 表示
V-VTMSx10°(ppm)二VBrCH,C=CH中两种氢的化学位移,a(=C一H)的8值为2.42(Ppm),b(一CH一)的为3.87(ppm)。早期的表示是用T值,T=10-8问题12-1丙酮质子的相对化学位移82.1(Ppm)这种质子共振吸收处于TMS的低场,它们在60MHz仪器上共振吸收差是多少Hz?如在100MHz仪器上差多少Hz?内酮质子相对化学位移8值又应为多少(ppm)?
12. 3影响化学位移的因素一、诱导效应诱导效应对质子的化学位移有很大影响表12-1列出了不同取代基的甲烷8值和甲基相连元素的申负性。从表中可以明显看到,随甲基所连元素电负性的增大,甲基质子的化学位移值8逐渐增大表12-1CH,X的不同化学位移与X的电负性CH,FCH,I化合物CHXCH,OHCH,CICH,BrCH-HCH-[Si(CH)]电负性(X)4.0(F)2.5(1)2.1(H)1,8(si)3.5(0)3.1(Cl)2.8(Br)0.2304.263.403.052.682.16s(ppm)
12.3 影响化学位移的因素 一、诱导效应 诱导效应对质子的化学位移有很大影响◦表12-1 列出了不同取代基的甲烷δ值和甲基相连元素的电 负性。从表中可以明显看到,随甲基所连元素电负 性的增大,甲基质子的化学位移值δ逐渐增大
这是由于较强电负性基团的诱导拉电子作用使原子周围电子云密度减小,从而屏蔽效应减小。产生的与外加磁场相反方向的诱导磁场强度(H诱)减小。根据H扫=Ho十H诱可知共振所需磁场强度相应降低,即共振在较低磁场发生。根据8值表示式,若共振磁场强度降低也即v样值变小,8值则增大(一般共振磁场强度与8从数值大小看是成反变的)。当然拉电子基团越多这种影响越大。三氯甲烷、二氯甲烷和一氯甲烷质子的化学位移值8分别为7.27、5.30、3.05(ppm)。依据诱导效应性质,基团距离越远,受到的影响越小。如漠代丙烷,α、β和质子的化学位移8分别为3.30、1.69和1.25(ppm)
这是由于较强电负性基团的诱导拉电子作用使原 子周围电子云密度减小,从而屏蔽效应减小。产生的 与外加磁场相反方向的诱导磁场强度(H诱)减小。根 据H扫= H0 + H诱可知共振所需磁场强度相应降低,即 共振在较低磁场发生。根据δ值表示式,若共振磁场 强度降低也即v样值变小, δ值则增大(一般共振磁场 强度与δ从数值大小看是成反变的)。当然拉电子基 团越多这种影响越大。三氯甲烷、二氯甲烷和一氯甲 烷质子的化学位移值δ分别为7. 27、5. 30、3. 05 (ppm)。依据诱导效应性质,基团距离越远,受到的 影响越小。如溴代丙烷, α、 β和γ质子的化学位 移δ分别为3. 30、1.69和1.25 (ppm)