(二)℃的化学位侈 C的化学位移范围很宽。一般有机化合物中各种碳原于的8c值范围在0一250ppm 一个不对称的分子 几乎每个碳原于都有各自的6c峰, 从下列各表中 可以看到不同碳原子所处环境不同,其化学位移亦各不相同。 8c一般也以TMS为内标物。6s=0ppm。下面列举一些化合物类型的8c: (I)(取代)三元环、C一Si、长链一烷烃:0一10ppm或15ppm: (2)烷烃、CH2或CHB上连有O、N、S、Br、C1:30-50ppm -c- (3)环氧化合物、 或CH一连有Br、CL:50-70ppm: (4)炔烃、CH上连有F:70一90ppm: (5)-CCl、-CHF、0-C-0:90-105ppm: 0 (6(取代)芳烃、杂芳烃、烯烃、O一C-O:105-150ppm: (7)联基化合物(羟酸、盐、酯、酰胺等),肟:150一180ppm: C (8)不饱和醛或酮、不饱和S :180-200ppm: (9)饱和酮、饱和S 、正碳离子:>200ppm。 此外,表8一5和表8一6还分别列出一些烯烃和杂芳环化合物的13℃化学位移。 表8-5 一些单辰代烯经(CH-CH一X)的C化学位移(a.TMS) c-1 0-2 C-1 C-2 122.8 12.8 COCH, 137.5 128.6 13. 115.0 85, 130. 13 -a NCOR CO.R 129.7 130.4 OCOCH, 141.6 963 CO.H 128.0 131.9 OCH. 153.2 84,1 CHO 136.4 133.1
(二) 13C 的化学位侈 13C 的化学位移范围很宽。一般有机化合物中各种碳原于的δc 值范围在 0 一 250ppm。 一个不对称的分子,几乎每个碳原于都有各自的δc 峰。 从下列各表中,可以看到不同碳原子所处环境不同,其化学位移亦各不相同。 δc 一般也以 TMS 为内标物。δTMS=0ppm。 下面列举—些化合物类型的δc: (1)(取代)三元环、C—Si、长链—烷烃:0—10ppm 或 15ppm; (2)烷烃、CH2 或 CH3 上连有 O、N、S、Br、C1:30—50ppm; (3)环氧化合物、 C 或 CH 一连有 Br、Cl: 50—70ppm; (4)炔烃、CH2 上连有 F:70 一 90ppm; (5) -CCl3、-CHF、O-C-O: 90—105ppm; (6)(取代)芳烃、杂芳烃、烯烃、 C O O O :105—150ppm; (7)羰基化合物(羟酸、盐、酯、酰胺等),肟:150 一 180ppm; (8)不饱和醛或酮、不饱和 C S :180-200ppm; (9)饱和酮、饱和 C S 、正碳离子:>200ppm。 此外,表 8-5 和表 8-6 还分别列出一些烯烃和杂芳环化合物的 13C 化学位移
表86一些杂芳环化合物的P℃化学位移(,TMS O.3 (三)P的化学位移 31p一NMR具有较强的信号,因为p的丰度较大。31P一NMR一般以85%HPO为内 标物。6。一0, 由于p谱线较宽:且6随温度而变化 因此, 道的数据有5pm的 出入。下面列举一些PNMR的数据。见表8一7。 表8-7一些裤化合物的化学位移(0,35%H,P0) 化合物 d 化合物 P0,= (C.H.O).P=0 一18 PCl, 《cH.o).-pH=0 (CH),P=0 36.2 (CH,)P=0 48.3 (CH,).P-S 50. (C,H,),P=S 54.6 (CH,)P -62 PF, (C:H,),P -20 PCl, 20 [(CH,):CH],P 19.4 PBt, 227 (C.HP 6 (CH.)PE (CH.O).P 140 (CH,).PCI (C.H,O),P (CH,).PBr 90.5 四、自旋一自旋偶合和自旋一自旋裂分 有机化合物的核磁共振谱图中,有些质子的吸收峰不是单峰,而是一组双峰、三峰或多 重峰。这是由于磁核之间的相互作用所引起的能态裂分,即一个质子受到邻近质子的自旋状 态以反所产生的感应磁场的影响导致的裂分现象。这种相互作用称自旋一自旋偶合(S spin coupling)。其作用的大小可用J来表示。J为自旋一自旋偶合常数,简称自旋偶合 合常数 (Coupling constant),单位为H. 自旋一自旋偶合所产生的裂分现象称为自旋一自旋裂分(Spin一spin splitting),简称自旋 裂分。如果外磁场为H6,相邻的一个质子可增强外界的场力使总磁场强度为H6十H=H: 如相邻的一个质子减弱外界的场力,则总磁场为山一H甲-H。由此,一个质子发出的信号
(三)31P 的化学位移 31P—NMR 具有较强的信号,因为 31P 的丰度较大。31P-NMR 一般以 85%H3PO4 为内 标物。δp—0,由于 31P 谱线较宽;且δ随温度而变化,因此,一般报道的数据有 5 pm 的 出入。下面列举一些 31P NMR 的数据。见表 8—7。 四、自旋-自旋偶合和自旋—自旋裂分 有机化合物的核磁共振谱图中,有些质子的吸收峰不是单峰,而是一组双峰、三峰或多 重峰。这是由于磁核之间的相互作用所引起的能态裂分,即一个质子受到邻近质子的自旋状 态以反所产生的感应磁场的影响导致的裂分现象。这种相互作用称自旋—自旋偶合(Spin— spin coupling)。其作用的大小可用 J 来表示。J 为自旋—自旋偶合常数,简称自旋偶合常数 (Coupling constant),单位为 Hz。 自旋—自旋偶合所产生的裂分现象称为自旋—自旋裂分(Spin-spin splitting),简称自旋 裂分。如果外磁场为 H0,相邻的一个质子可增强外界的场力使总磁场强度为 H0+H’=H1; 如相邻的一个质子减弱外界的场力,则总磁场为 H0-H’=H2。由此,一个质子发出的信号
就裂分为两个。这种自旋一自旋裂分系由于该质于和邻近质子自旋一自旋偶合而产生的。若 一个质子受邻近一个质子的影响,则裂分为两个信号,即产生二重峰,其信号强度为1:1。 1÷1 若一个质子受邻近两个质子的影响,则裂分为三个信号,即产生三重峰,其信号强度为 1:2:1。 12:1 若一个质子受邻近三个质子的影响,则裂分为四个信号,即产生四重峰,其信号强度 为1:3:3:1。 由此,可见偶合裂分的峰数,有一定的规律,一组等同的质子,可使一个邻近的质子发 出的信号裂分为十1个峰。 下面举两个例子说明自旋一自旋偶合和自旋一自旋裂分现象。 [例刂3一戊酮 CH。-CH2C-CH CH3-CH2-C-CH3 从图8一4可以看出,A为三重峰,系 分子中CH质子受相邻
就裂分为两个。这种自旋—自旋裂分系由于该质于和邻近质子自旋—自旋偶合而产生的。若 一个质子受邻近一个质子的影响,则裂分为两个信号,即产生二重峰,其信号强度为 1∶1。 若一个质子受邻近两个质子的影响,则裂分为三个信号,即产生三重峰,其信号强度为 1∶2∶1。 若一个质子受邻近三个质子的影响,则裂分为四个信号,即产生四重峰,其信号强度 为 1∶3∶3∶1。 由此,可见偶合裂分的峰数,有一定的规律,一组等同的质子,可使一个邻近的质子发 出的信号裂分为 n+1 个峰。 下面举两个例子说明自旋—自旋偶合和自旋—自旋裂分现象。 [例 1] 3-戊酮 CH2 C CH3 O CH3 从图 8-4 可以看出,A 为三重峰,系 CH2 C CH3 O CH3 分子中 CH3 质子受相邻
CH,的影响而裂分为三重峰,而B为四重峰,系分子中CH,质子受相邻CH,的影响而裂分 为四重蜂的 [例2】乙醇 (CH一Ch一OH 乙醇分子中有三类不同的质子,因此,其核磁共振谱图(图8一5)中出现三组峰。A组峰 系乙醇分子中CH上的质子与相邻CH质子偶合裂分形成的三重峰,C组峰系OH上的质 子与相邻CH上的质子偶合裂分为三重峰,而乙醇分子中CH上的质子、由于和相邻CH 的质子偶合 又与相邻 OH上的质子偶合 因此,第一次偶合形成的四重峰,再进行一次 偶合,裂分为双四重峰,从而形成一个分辨很不甚清楚的八重峰(B组峰)。 必须注意的是一个质子只能和化学位移不同的相邻质子发生偶合和裂分。凡两个质子被 三个键分隔的,例如 HH,都可发生偶合裂分,但相隔三个键以上的质子,一般都 观测不到偶合和裂分。同一个碳上的质子,除非环境不同,两个质子不等同,一般不发生偶 合裂分。 此外,还必须注意偶合裂分后峰与峰之间的距离。这种裂分距离即偶合常数,是测定两 个质子偶合效力的标准。偶合常数与外磁场强度无关,仅取决于分子的结构和几何形象,且 与核上电荷密度及两个相偶合的核所处的相对位置有关。偶合常数大,表示偶合效果好。因 此,偶合常数也是物质结构 构型、 构象的重要信 息之 尤其在较复杂的分子中,偶合 数的测定显得更为重要。 TMS 2 图8-43-戊病的核磁共振谱 500 40 00 100 a b c 5 图-5乙醇的核共振谙
CH2 的影响而裂分为三重峰,而 B 为四重峰,系分子中 CH2 质子受相邻 CH3 的影响而裂分 为四重峰的。 [例 2] 乙醇 (CH3 一 CH2 一 OH) 乙醇分子中有三类不同的质子,因此,其核磁共振谱图(图 8—5)中出现三组峰。A 组峰 系乙醇分子中 CH3 上的质子与相邻 CH2 质子偶合裂分形成的三重峰,C 组峰系 OH 上的质 子与相邻 CH2 上的质子偶合裂分为三重峰,而乙醇分子中 CH2 上的质子、由于和相邻 CH3 上的质子偶合,又与相邻 OH 上的质子偶合,因此,第一次偶合形成的四重峰,再进行一次 偶合,裂分为双四重峰,从而形成一个分辨很不甚清楚的八重峰(B 组峰)。 必须注意的是一个质子只能和化学位移不同的相邻质子发生偶合和裂分。凡两个质子被 三个键分隔的,例如 C C H H ,都可发生偶合裂分,但相隔三个键以上的质子,一般都 观测不到偶合和裂分。同一个碳上的质子,除非环境不同,两个质子不等同,一般不发生偶 合裂分。 此外,还必须注意偶合裂分后峰与峰之间的距离。这种裂分距离即偶合常数,是测定两 个质子偶合效力的标准。偶合常数与外磁场强度无关,仅取决于分子的结构和几何形象,且 与核上电荷密度及两个相偶合的核所处的相对位置有关。偶合常数大,表示偶合效果好。因 此,偶合常数也是物质结构、构型、构象的重要信息之一,尤其在较复杂的分子中,偶合常 数的测定显得更为重要
下面列举一些质子一质子的偶合常数。见表8一8和表8一9。 表8-3指防烃类质子-西子偶合常数(H) 化合物类型 J 无苏化合物 >< 10-18 XCH-CH 6-8 CH-CHO 1-3 XCH-OR CH-NH XCH-SH 4-8 脂肪化合物 式 反式 环丙烧,环氧乙烧 4-9 环丁烷 10-17 6-11 荪戊烷 7-11 环己烷 10-17 不饱和化合物 H. C-CH-CHO -8 -HC-C-CH- 6-7 CH-C=CH 2-3 >cH-c=c-cu 2-3
下面列举一些质子—质子的偶合常数。见表 8—8 和表 8—9