河南师范大学：《有机化学》课程教学资源（PPT课件）第九章 核磁共振谱、红外光谱和质谱

Nuclear Magnetic Resonance 第一节核磁共振谱 NMR

Nuclear Magnetic Resonance NMR

第一节H核磁共振谱：HNMR,PMR 一核磁共振现象及其基本原理 请 观 质子的自旋运动 察！ 。质子自旋运动的特点 质子自旋运动的特点 1.质子自旋产生两种磁矩（↓门 2.两种自旋态的能量相等； 3.两种自旋态的几率相等

质子的自旋运动 ＋ 1.质子自旋产生两种磁矩（ ） 2.两种自旋态的能量相等； 3.两种自旋态的几率相等。 + 请 观 察！ 一 核磁共振现象及其基本原理 第一节 1H 核磁共振谱: 1HNMR, PMR ﹢

●质子自旋运动的变化规律（裸露质子） 能级E。 进入糍场 △E= Ho 磁场外质子的 2π 两种自旋状态 0 Ho 11 磁场强度 外加磁场

质子自旋运动的变化规律（裸露质子） ． 0 △ E = 2  h H0 磁场强度 磁场外质子的 两种自旋状态 H0 进入磁场 能级E 外加磁场

©质子自旋运动的变化规律（续） 能级E↑ 核磁共振现象 无线电射频 (hv) ↑↓ yh 磁场外质子的 2元 两种自旋状态 0 H。(Hz) 1111 磁场强度

质子自旋运动的变化规律（续） ． 0 △ E = 2   h H0 磁场强度 磁场外质子的 两种自旋状态 H0（Hz） （hν） 无线电射频 能级E 核磁共振现象

©校磁共振的条件，hU=身m比，即：U-名nH。 (无线电射频的频率必须与外加磁场的强度相匹配) 例：当H=14100Gs时， 核磁共振的外在表现 0 60MHz 当U=60MHz时， 有机物中质子 裸露质子 0 14100Gs Ho(扫场)

核磁共振的条件：hυ＝ γh 2π H0 , 即：υ＝ 2π γ H0 （无线电射频的频率必须与外加磁场的强度相匹配） 60MHz 当υ＝60MHz时， 14100Gs H0（扫场） 例：当H0 ＝14100Gs时， 0 0 核磁共振的外在表现 有机物中质子 裸露质子

二核磁共振信号的位移现象（有机分子中质子） @ 1.屏蔽效应(shielding effect): 当把有机物样品置于磁场后， 由于氢原子核外电子的环形 腻 电流产生的感生磁场总与外 加磁场H方向相反，使得质 60MHz 子感受到的磁场强度总比H。 小，这种作用叫做核外电子 的屏蔽效应。 14100Gs 2.核磁共振的条件： Ho (1)裸露质子U= Ho 21 (2)有机物质U= Y(A6+H8) 2

二 核磁共振信号的位移现象（有机分子中质子） 1. 屏蔽效应(shielding effect)： 当把有机物样品置于磁场后， 由于氢原子核外电子的环形 电流产生的感生磁场总与外 加磁场H0方向相反，使得质 子感受到的磁场强度总比H0 小，这种作用叫做核外电子 的屏蔽效应。 2. 核磁共振的条件： C H H0 H感 14100Gs 射 频 60MHz 2π ( H0 ’＋H感） γ υ＝ 2π γ （1）裸露质子 υ＝ H0 （2）有机物质子

3.化学位移现象 (1)裸露质子 U= 2T Ho (2)有机物质子U= 2T (H0'+H感) 当U相同时，由于H感为负值，H0'必然大于Ho,所以我们说， 相对于裸露质子来说，有机物的核磁信号向高场发生了移动。 低场处 高场处 H感生 0 14100Gs 有机物 TMS Ho (独立质子)

H0 14100Gs （独立质子） 有机物 H感生 TMS 0 低场处 高场处 当υ相同时，由于H感为负值，H0 ’必然大于H0，所以我们说， 相对于裸露质子来说，有机物的核磁信号向高场发生了移动。 2π ( H0 ’＋H感） γ υ＝ 2π （1）裸露质子 H0 （2）有机物质子 3.化学位移现象 υ＝ γ

4.化学位移计算(chemical shift,) 质子的化学环境不同一电子云密度不同一H感不同 核磁共振信号的位移不同。 核磁共振信号不同程度的位移，叫做化学位移，通常用δ来表示。 低场处 高场处 信号峰 H感生 0 (独立质子) 有机物有机物 TMS Ho 信号峰位置一TMS峰位置 X106 核磁共振仪所用频率

δ 信号峰位置－ＴＭＳ峰位置 核磁共振仪所用频率 X 106 质子的化学环境不同 电子云密度不同 H感不同 核磁共振信号的位移不同。 核磁共振信号不同程度的位移，叫做化学位移，通常用δ来表示。 4. 化学位移计算(chemical shift ,δ) （独立质子） 有机物 H0 H感生 TMS 0 低场处 高场处 ＝ 有机物 信号峰

5.影响化学位移的因素 请一块儿 考察！ (1)电负性的影响： 0 δ： 0.23 0.86 2.47 H-CH; CH:-CH3 NH2-CH3 δ： 3.1 3.39 7.28 CI-CH3 HO-CH3 CHCI 结论：○ 与甲基相连的吸电子基使质子峰向低场方向移动， 供电子基使质子峰向高场方向移动。 (即：随着电负性的增加，甲基的化学位移增大。)

5. 影响化学位移的因素 （1）电负性的影响： δ: 0.23 0.86 2.47 H- CH3 CH3 -CH3 NH2 -CH3 δ : 3.1 3.39 7.28 Cl-CH3 HO-CH3 CHCl3 与甲基相连的吸电子基使质子峰向低场方向移动, 供电子基使质子峰向高场方向移动。 （即：随着电负性的增加，甲基的化学位移增大。） 请一块儿 考察！ 结论：

请归属下各核磁共振吸收峰？ 321 CHaCH2CH2CI P

CH3CH2CH2Cl 请归属下各核磁共振吸收峰？ 3 2 1 3 2 1 0 PPM