红外光谱与核磁共振谱
《红外光谱与核磁共振谱》
【学习要求】
1、了解红外光谱与核磁共振谱基本原理及其有关的概念
2、了解红外吸收光谱产生的条件
3、了解红外吸收的强度、核磁共振谱中化学位移的概念
4、大致了解各类有机化合物红外吸收光谱和核磁共振谱特征
一、红外吸收光谱
（一）红外吸收光谱的基本原理
红外光波波长位于可见光波和微波波长之间0.75-1000 mm(1 mm = 10-4 cm) 其中：
远红外 0.75-2.5 mm
中红外 2.5-25 mm 4000-400 cm-1
近红外 25-1000 mm
红外光波的波长常用波数(cm-1)表示。波数的定义是：每1厘米范围内所含光波的数目。波数 = 104/l(mm)。因此，2.5 mm波长，相当于104/2.5 cm-1，即：4000 cm-1，而25 mm相当于400 cm-1。
1．分子的振动能级
引起分子振动能级跃迁的光谱称振动光谱，振动能级跃迁的同时伴有转动能级的跃迁。红外吸收光谱是分子的振动-转动光谱。用远红外光波照射分子时，只会引起分子中转动能级的跃迁，得到纯转动光谱。
2、基本振动的类型
一般把分子的振动方式分为两大类：化学键的伸缩振动和弯曲振动。
（1）伸缩振动
指成键原子沿着价键的方向来回地相对运动。在振动过程中，
键角并不发生改变，如碳氢单键，碳氧双键，碳氮三键之间的伸缩振动。伸缩振动又可分为对称伸缩振动和反对称伸缩振动。
（2）弯曲振动
弯曲振动又分为面内弯曲振动和面外弯曲振动，用d、g表示。如果弯曲振动的方向垂直于分子平面，则称面外弯曲振动，如果弯曲振动完全位于平面上，
则称面内弯曲振动。剪式振动和平面摇摆振动为面内弯曲振动，面外摇摆振动和扭曲变形振动为面外弯曲振动。以-CH2-：剪式振动、平面摇摆振动、面外摇摆振动、扭曲变形振动
3、影响峰数减少的因素
（1）红外非活性振动
（2）分子结构对称，某些振动频率相同。
（3）强宽峰复盖频率相近的弱而窄的峰。
（4）在红外区域外的峰。
（5）别弱的峰或彼此十分接近的峰
（二）红外吸收光谱产生的条件
一定波长的红外光照射被研究物质的分子，若辐射能(hn)等于振动基态(Vo)的能级(E1)与第一振动激发态(V1)的能级(E2)之间的能量差(DE)时，则分子可吸收能，由振动基态跃迁到第一振动激发态(V0? V1)：
DE = E2 - E1 = hn
分子吸收红外光后，引起辐射光强度的改变，由此可记录红外吸收光谱，通常以波长(mm)或波数(cm-1)为横坐标，百分透过率(T %)或吸光度(A)为纵坐标记录。
在红外光的作用下，只有偶极矩(Dm)发生变化的振动，即在振动过程中Dm10时，才会产生红外吸收。这样的振动称为红外“活性”振动，其吸收带在红外光谱中可见。在振动过程中，偶极矩不发生改变(Dm＝0)的振动称红外“非活性”振动；这种振动不吸收红外光，在IR谱中观测不到。如非极性的同核双原子分子N2，O2等，在振动过程中偶极矩并不发生变化，它们的振动不产生红外吸收诺带。有些分子既有红外“活性”振动，又有红外“非活性”振动。如CO2：其对称伸缩振动，Dm = 0，红外“非活性”振动；其反对称伸缩振动，Dm10，
红外“活性”振动，2349 cm-1
（三）红外吸收的强度
T % 愈低，吸光度就愈强，谱带强度就愈大。根据T ％，谱带强度大致分为：很强吸收带(vs，T ％＜ 10 )；强吸收带(s，10＜T ％＜40)，中强吸
收带(m，40 ＜ T ％＜90)，弱吸收带(w，T ％＞ 90)，宽吸收带用b表示。
稀溶液中测得的红外光谱，其谱带的吸光度(A)可遵守Beer-Lambert定律： A＝acl
式中a为吸光系数，l为吸收池的厚度，c为溶液的浓度。若c用mol浓度表示，
则a用e 表示，e为mo1吸光系数。a或e仅在定量分析时使用。红外光谱用于结
构分析及结构鉴定时，均使用相对强度T ％(或A)，此时所指的强吸收带或弱吸收带是对于整个光谱图的相对强度而言。
（四）红外吸收光谱中常用的几个术语
1、基频峰与泛频峰
分子振动当作谐振动处理时，其选律为 DV ＝± 1。
实际上，分子振动为非谐振动，非谐振动的选律不再局限于DV ＝± 1，它
可以等于任何整数值。即DV ＝± 1，±2，±3。所以IR谱不仅可以观测到较强
的基频带，而且还可以观测到较弱的泛频带。
V。? V1基频带(n) 较强。
V。? V2一级泛频带(2n - a) 弱（又称倍频峰）
V。? V3二级泛频带(3n - b) 更弱，难以观测
（a、b为非谐振动的修正值，a ＞b，b＞o）
2、特征峰与相关峰
凡是能用于鉴定原子基团存在并有较高强度的吸收峰，称为特征峰，其对应的频率称为特征频率。（如NH2的特征峰）
一个基团除了有特征峰外，还有其它振动形式的吸收峰，习惯上把这些相互依存而又相互可以佐证的吸收峰称为相关峰。（如CH3的相关峰）
3、特征区和指纹区
特征区：4000-1330 cm-1, 各种官能团的特征频率在这区域.
指纹区： 1330-667 cm-1, C-X(C,N,O)单键的伸缩振动及各种弯曲振动峰,(相关峰)
（五）各类有机化合物红外吸收光谱
1、烷烃
1）n C-H 2975-2845 cm-1
C-CH3： n as 2960 ± 15 cm-1(s)， n s 2870 ± 15 cm-1(m)
C-CH2-C： n as 2926 ± 5 cm-1(s)， n s 2850 ± 5 cm-1(s)
>CH- n 2890 cm-1
>CH-的C—H伸缩振动较CH3，CH2的n C-H谱带弱得多，不特征，通常被CH3，CH2的n C-H谱带掩盖，无实际鉴定价值。
2）d C-H 1460；1380 cm-1
-CH3d as约1450 cm-1(m)，d s约1380 cm-1(w)。-CH(CH3)2振动偶合使对称弯曲振动裂分强度相近的两条谱带(约在1380和1370cm-1)，-C(CH3)3振动偶合使对称弯曲振动裂分为强度差别较大的两条谱带(在1390和1370 cm-1附近)，低频带强度较大。CH2剪式振动约为1450 cm-1(m)与CH3的d as重叠。>CH-约为1340 cm-1(w)，不特征。
与不同基团相连的CH3、CH2弯曲振动吸收位置有所不同。与氧、氮原子相连时，1450 cm-1吸收带无明显变化，1380 cm-1吸收带向高波数位移明显。与CO，S，Si相连时CH3、CH2弯曲振动均向低波数位移。与不同基团相连，-CH(CH3)2弯曲振动谱带的形状也不同。
3）n C-C 1250-800 cm-1，不特征。
4）g C-H -（CH2）n当n 大于或等于4时，722 cm-1有一弱的吸收峰，n变小时吸收疝波数移动，并变弱。
2、烯烃
1）n C=C-H 3000 cm-1以上
2）n C=C 1670-1620 cm-1
3）g C=C-H 1000-700 cm-1，借以了解双键取代情况和构型。
3、炔烃
1）n CoC-H 3300-3310 cm-1
2）n CoC一元取代炔2140-2100 cm-1；二元取代炔2260-2190 cm-1
3）g CoC-H 680-610 cm-1。
4、芳烃
1）n Ar-H 3080-3010 cm -1
2）n C=C 四条谱带：1600，1585，1500，1450 cm -1
3）g Ar-H 900-650 cm -1
。识别苯环上取代基位置和数目。
5、卤化物
n C-X 随X 原子量增加，吸收峰波数降低：C-F ：1100-1000 cm -1；C-Cl ：750- 700 cm -1；C-Br ：600-500 cm -1；C-I ：500-200 cm -1；
例1 （1）CH 3CH 2C oCH 在IR 区域内可以有什么吸收？
① 3300 cm -1 单峰， n C oC-H ② 2960-2870 cm -1 双峰， n C —H （CH 3） ③ 2930-2850 cm -1 双峰， n C —H （CH 2）④ 2140-2100 cm -1 单峰， n C oC
⑤ 1475-1300 cm -1 d C —H （CH 2，CH 3） ⑥ 770 cm -1 g C —H （CH 2
例2下列化合物的IR 光谱特征有何不同？ C C CH 3
CH 3H H C CH 3CH 3H H C C CH 3H H H 顺-2-丁烯 反-2-丁烯 丙烯
① 3040-3010 cm -1 ， n C-H
② 1680-1620 cm -1 ， n C=C g C —H ：A ：690 cm -1；B ：970 cm -1；C ：910 cm -1，990 cm -1；
二、核磁共振波谱法
核磁共振(Nuclear Magnetic Resonance NMR)波谱学是近几十年发展的一门新学科。1945年以F ．Block 和E ．M ．Purcell 为首的两个研究小组分别观测到水、石蜡中质子的核磁共振信号，为此他们荣获1952年Nobe1物理奖。今天，核磁共振已成为化学、物理、生物、医药等研究领域中必不可少的实验工具，是研究分子结构、构型构象、分子动态等的重要方法。
（ 一）核磁共振基本原理
1、原子核的自旋与原子核的磁矩
核磁共振研究的对象是具有磁矩的原子核。原子核是由质子和中子组成的带正电荷的粒子，其自旋运动将产生磁矩。但并非所有同位素的原子核都具有自旋
运动，只有存在自旋运动的原子核才具有磁矩。原子核的自旋运动与自旋量子数I相关。量子力学和实验均已证明，I与原子核的质量数(A)、核电荷数(Z)有关。
2、核磁共振
根据量子力学理论，磁性核（I 1 0）在外加磁场（B0）中的取向不是任意的，而是量子化的，1H：I = 1/2， m＝+1/2，-1/2。由量子力学的选律可知, 只有Dm = ±1的跃迁才是允许的跃迁。所以相邻两能级间的能量差为：D E = E(-1/2) - E(+1/2) = g2h/2p2B0
上式表明，D E 与外加磁场B0的强度有关，D E随B0场强的增大而增大。
若在与B0垂直的方向上加一个交变场B1(称射频场)，其频率为n1。当n1 = n0时，自旋核会吸收射频的能量，由低能态跃迁到高能态(核自旋发生倒转)，这种现象称为核磁共振吸收。
（二）弛豫过程
当电磁波的能量（hv）等于样品某种能级差DE时，分子可以吸收能量，由低能态跃迁到高能态。高能态的粒子可以通过自发辐射放出能量，回到低能量，其几率与两能级能量差DE成正比。一般的吸收光谱，DE较大，自发辐射相当有效，能维持Boltzmann分布。但在核磁共振波谱中，DE非常小，自发辐射的几
率几乎为零。想要维持NMR信号的检测，必须要有某种过程，这个过程就是弛豫过程。即高能态的核以非辐射的形式放出能量回到低能态，重建Boltzmann分布的过程。
（三）化学位移
1、化学位移的产生
1）电子屏蔽效应
在外磁场B0中，不同的氢核所感受到B0是不同的，这是因为氢核外围的电子在与外磁场垂直的平面上绕核旋转的同时产生一个与外磁场相对抗的感生磁场。感生磁场对外加磁场的屏蔽作用称为电子屏蔽效应。感生磁场的大小与外核场的强度有关，用s2B0表示，s称屏蔽常数。
s的大小与核外电子云的密度有关。核外电子云密度越大，s就越大，s2B0
也就越大。在B0中产生的与B0相对抗的感生磁越强，核实际感受到的B0(称有效磁场，用B eff表示)就越弱。可表示如下：B eff = B0 - s2B0 = B02(1 - s)
氢核外围电子云密度的大小，与其相邻原子或原子团的亲电能力有关，与化学键的类型有关。如CH3-Si，氢核外围电子云密度大，s2B0大，共振吸收出现在高场；CH3-O，氢核外围电子云密度小，s2B0亦小；共振吸收出现在低场。
2）化学位移
同一分子中不同类型的氢核；由于化学环境不同，其振动频率亦不同。其频率间的差值相对于B0或n0来说，均是一个很小的数值，仅为n0的百万分之十左右。对其绝对值的测量，测量，难以达到所要求的精度，且因仪器不同（导致s2B0不同）其差值亦不同。例如60 MHz谱仪测得乙基苯中CH2、CH3的共振吸收频率之差为85．2 Hz，100 MHz的仪器上测得为142 Hz。
为了克服测试上的困难和避免因仪器不同所造成的误差，在实际工作中，使用一个与仪器无关的相对值表示。即以某一标准物质的共振吸收峰为标准（B标或n标），测出样品中各共振吸收峰（B样或n样）与标样的差值DB或Dn（可精确到1Hz），采用无因次的d值表示，d值与核所处的化学环境有关，故称化学位移。 d = DB/B标′ 106； d = Dn/n标′ 106，n标与n0相差很小，d = Dn/n0′ 106。n0为仪器的射频频率，Dn可直接测得，为前者百万分之一。对与1H NMR，d值为0-20 ppm，60 MHz的仪器，1ppm＝60Hz，100 MHz的仪器，
1ppm＝100Hz。
2、化学位移的表示
标准样品：最理想的标准样品是(CH3)4Si,简称TMS。TMS有12个化学环境相同的氢，在NMR中给出尖锐的单峰易辨认。NMR与一般有机化合物相比，氢核外围的电子屏蔽作用较大，共振峰位于高场端，对一般化合物的吸收不产生干扰。TMS化学性质稳定，沸点27 °C,一般不与待测样品反应，且又易于从测试样品中分离出，还具测有与大多数有机溶剂混溶的特点。1970年，国标纯粹与应用化学协会（IUPIC）建议化学位移采用d值,规定TMS为0 ppm, TMS左侧d为正值，右侧d值为负。早期文献报道化学位移有采用t值的，t与d之间的换算式如下：d ＝10 - t 。TMS作内标，通常直接加到待测样品溶液中。
核磁共振氢谱图示
NMR谱仪都配备有自动积分仪，对每组峰的峰面积进行自动积分，在谱中以积分高度显示。各组峰的积分高度之简比，代表了相应的氢核数目之比。记录NMR谱的图纸已打印好刻度。
3、影响化学位移的因素
影响化学位移的因素很多：
1）屏蔽效应
s电子的屏蔽效应效大，p、d电子产生顺磁屏蔽，使磁核的共振信号峰向低场移动，因
此，外转有p、d电子云的磁核其NMR信号在图谱上的范围，比氢谱宽几十倍。
2)诱导效应
电负性取代基降低氢核外围电子云密度，其共振吸收向低场位移，d值增大。
值得注意的是，诱导效应是通过成键电子传递的，随着与电负性取代基距离的增大，诱导效应的影响逐渐减弱，通常相隔3个以上碳的影响可以忽略不计。例如：
CH3Br CH3CH2Br CH3CH2CH2Br CH3(CH2)2CH2Br
d (ppm)： 2268 1．65 1．94 0．9
3)共轭效应
苯环上的氢被推电子基（如CH3O）取代，由于p-p共轭，使苯环的电子云密度增大，d值高场位移。拉电子基（如C=O，NO2）取代，由于p-p共轭，使苯环的电子云密度降低，d值低场位移。与碳-碳双键相连时有类似的影响。
4)各向异性效应
分子中氢核与某一功能基的空间关系会影响其化学位移值，这种影响称各向异性。如果这种影响仅与功能基的键型有关，则称为化学键的各向异性。是由于成键电子的电子云分布不均匀性导致在外磁场中所产生的感生磁场的不均匀性引起的。
叁键：炔氢与烯氢相比，d 值应处于较低场，但事实相反。这是因为p电子云以圆柱形分布，构成简状电子云，绕碳-碳键而成环流。产生的感生磁场沿键轴方向为屏蔽区，炔氢正好位于屏蔽区。乙炔：d 1．80 ppm。
双键：p电子云分布于成键平面的上、下方，平面内为去屏蔽区。与烯碳相连的氢位于成键的平面内（处于去屏蔽区），较炔氢低场位移。乙烯：5225 ppm。
芳环体系：随着共轭体系的增大，环电流效应增强，即环平面上、下的屏蔽效应增强，环平面上的去屏蔽效应增强。苯氢较烯氢位于更低场(7．27 ppm)。
单键：碳-碳单键的d电子产生的各向异性较小。随着CH3中氢被碳取代，去屏蔽效应增大。所以CH3-，-CH2-，-CH<中质子的d值依次增大。
5)氢键
形成氢键，质子受屏蔽作用小，在较低场发生共振。
6)质子交换
活泼氢的交换速度：OH > NH > SH
现象：（1）与邻近质子不发生自旋偶合裂分
（2）用重水作溶剂时，不再显示吸收峰。
7)溶剂效应
一般化合物在CCl4或CDCl3中测得的NMR谱重复性较好，在其它溶剂中测试，d值会稍有所改变，有时改变较大。这是溶剂与溶质间相互作用的结果。这种作用称溶剂效应。
4、化学位移与分子结构的关系
1）烷烃 d = 0-1.8; 连接O、N、卤素等原子：1.8-3.0；
2）烯烃 d = 5-6；
3）芳氢 d = 7
4）炔氢 d = 2—3 ppm
5）活泼氢
常见的活泼氢如-OH，-NH2，-SH，由于它们在溶剂中质子交换速度较快，并受浓度、温度、溶剂的影响，d值变化范围较大，下表列出各种活泼氢的d值大致范围供参考。一般说来，酰胺类、羧酸类缔合峰均为宽峰，有时隐藏在基线里；可从积分高度判断其存在。醇、酚峰形较钝，氨基、巯基峰形较尖。
活泼氢的化学位移
化合物类 d (ppm)
醇0.5-5.5
RSH, ArSH1-4
酚4-8
RSO3H11-12
酚（内氢键）10.5-16
RNH20.4-3.5
烯醇15-19
ArNH2 2.9-4.8
羧酸 10-13
RCONH2, ArCONH25-7
肟7-10
RCONHR’,ArCONHR6-8
6）醛 9 –10
7）氘代溶剂的干扰峰；
溶解样品的氘代试剂总有残留氢存在。在1H NMR谱图解析中，要会辨认其吸收峰，排除干扰。常用氘代试剂残留氢的d值如下：
氘代试剂 CDCl3 CDCN CD3OD CD3CCD3 CD3SOCD3 D2O
d (ppm) 7．27 2．00 3．3 2．1 2．5 4．7
4．5(OH) 2．7(水) 3．1(水) 常用普通溶剂中氢的干扰范围视，样品中溶剂的含量而定(含量高，干扰范围宽)，其化学位移可参考氘代溶剂的d值。
（四）偶合与分裂
1、自旋—自旋偶合
自旋核与自旋核之间的相互作用称自旋—自旋偶合，简称自旋偶合。1，1，2-三氯乙烷的1H NMR谱，d 3．95，5．77 ppm处出现两组蜂，二者积分比(2：1)等于质子数目比，
分别对应于CH2C1、CHCl2。CH2为双降，CH为三重峰，峰间距为6Hz。
1）核的等价性
10化学等价核
分子中有一组氢核，它们的化学环境完全相等，化学位移也严格相等，则这组核称为化
学等价的核。如反式1，2—二氯环丙烷中Ha与Hb，Hc与Hd分别为等价质子。
Hd
20磁等价
分子中有一组化学位移相同的核，它们对组外任何一个核的偶合相等，只表现出一种偶合常数，则这组核称为磁等价核。如苯乙酮中CH3的三个氢核既是化学等价，又是磁等价的。苯基中两个邻位质子(Ha，Ha’)或两个间位质子(Hb，Hb’)分别是化学等价的，但不是磁等价的，因Ha与Ha’化学环境相同，但对组外任意核Hb，Ha与其是邻位偶合，而Ha’与其是对位偶合，存在两种偶合常数，故磁不等价。
在1，1-二氟乙烯中，两个氢核和两个氟核分别都是化学等价的，在化学性质上毫无区别，具有相同的化学位移，但它们又分别是磁不等价的。对任意一个氟核(Fa)，Ha与其顺式偶合，而Hb与其反式偶合；
核的等价性与分子内部基团的运动有关。分子内部基团运动较快，使本来化学等价但磁不等的核表现出磁等价，其之间的偶合表现不出来。分子内部基团运动较慢，即使化学等价的核，其磁不等价性在谱图中也会反映出来。
环己烷中十二个氢核为两种不同环境的氢(直立氢和平伏氢)，常温下，由于分子内运动很快，直立氢和平伏氢相互变换也很快。
Ha与Hb处于一种平均环境中，从而出现—个单峰。当温度降低到-100 °C 时，随着分子内部运动速度降低，环的翻转速度明显变慢，Ha与Hb的不等位性表现出来，1H NMR谱中出现双峰，对应于Ha与Hb。
既化学等价又磁等价的核称磁全同的核，磁全同核之间的偶合不必考虑。
2）自旋偶合机制
以1，1，2-三氯乙烷为例：双峰和叁重峰的出现是由于相邻的氢核在外磁场Bo中产生不同的局部磁场且相互影响造成的。CHCl2中的1H在Bo()中有两种取向，与Bo同向()和与B0反向(ˉ)，粗略认为二者几率相等。同向取向使CH2C1
的氢感受到外磁场强度稍稍增强，其共振吸收稍向低场(高频)端位移，反向取向使CH2C1的氢感受到的外磁场强度稍稍降低。其共振吸收稍向高场(低频)端位移，故CH使CH2裂分为双蜂。
同样分析，CH2C1中的2H在Bo中有三种取向，2H与B0同向()，1H与B0同向，另1H与B0反向(ˉ，ˉ)，2H都与B0反向(ˉˉ)，出现的几率近似为1：2：1，故CH2在B0中产生的局部磁场使CH裂分为三重峰。
3）偶合常数
根据Pauling原理(成键电子对的自旋方向相反)和Hund规则(同一原子成键电子应自旋平行)及对应的电子自旋取向与核的自旋取向同向时，势能稍有升高，电子的自旋取向与核的自旋取向反向时，势能稍有降低，以Ha—C—C—Hb为例分析。无偶合时Hb有一种跃迁方式，所吸收的能量为DE(DE ＝hnb)，在Ha的偶合作用下，Hb有两种跃迁方式，对应的能量分别为DE1, DE2。
DE1 = h (nb - J/2) = hn1
DE2 = h (nb + J/2) = hn2
n2 - n1 = J ab
在H b的偶合作用下，H a也被裂分为双峰，分别出现在(n a - J／2)和(n a + J ／2)处，峰间距等于J ab，J为偶合常数。
所以自旋-自旋偶合是相互的，偶合的结果产生谱线增多，即自旋裂分。偶合常数(J)是推导结构的又一重要参数。在1H NMR谱中，化学位移(d)提供不同化学环境的氢。积分高度(h )代表峰面积，其简比为各组氢数目之简比。裂分蜂的数目和J值可判断相互偶合的氢核数目及基团的连接方式。
同碳偶合是指间隔2个单键的偶合，同碳上质子间的偶合(Ha-C-Hb)称同碳偶合，偶合
常数用2J HH。
邻位偶合邻位碳上质子间的偶合（HaC—CHb）称邻位偶合，偶合数用3J HH
表示。
远程偶合大于叁键的偶合称远程偶合。
大部分链状化合物，由于分子内部的快速运动，表现出磁全同，尽管可以利用某些特殊的实验方法(如同位素取代)测出它们之间的偶合常数，但在谱图中并不表现出裂分。2J主要受取代基电子效应的影响和键角的影响。
2、一级谱
分子中核之间相互作用时，仅产生简单的裂分行为，且两组偶合核之间的化学位移之差Dn远小于它们之间的偶合常数，即Dn/J 3 6。
一级谱的几个特征
（1）全同的质子只有偶合，但不出现裂分，在NMR上只出现单峰。如OCH3。
（2）邻质子偶合所具有的裂分数，由相邻质子数目决定，即n + 1 规律：某组环境完全相等的n个核(I＝1／2)，在Bo中共有(n + 1)种取向，使与其发生偶合的核裂分为(n + 1)条峰。这就是n + 1 规律，概括如下：某组环境相同的氢若与n个环境相同的氢发生偶合，则被裂分为(n + 1)条峰。
某组环境相同的氢，若分别与n个和m个环境不同的氢发生偶合；且J值不等，则被裂分为(n + 1)( m + 1)条峰。如高纯乙醇，CH2被CH3裂分为四重蜂，每条峰又被OH中的氢裂分为双峰，共八条峰[(3 + 1)3(1 + 1) ＝ 8。
实际上由于仪器分辨有限或巧合重叠，造成实测峰的数目小于理论值。
（3）只与n个环境相同的氢偶合时，裂分峰的强度之比近似为二项式(a + b)n 展开
式的各项系数之比。这种处理是一种非常近似的处理，只有当相互偶合核的化学位移差值Dn >J时，才能成立。
（4）在实测谱图中，相互偶合核的二组峰的强度会出现内侧峰偏高。外侧峰偏低。Dn 越小内侧峰越高，这种规律称向心规则。利用向心规则，可以找出NMR谱中相互偶合的峰。
（5）谱线以化学位移为中心，左右对称；相互偶合的质子，持有相同的偶合常数，即裂分线之间的距离相等。
例5 CH3CH2CH2Br Cl-CH2CH2Cl Cl-CH2-O-CH3
（五）核磁共振氢谱解析及应用
1 、1H NMR谱解析一般程序
1）识别干扰峰及活泼氢峰
2）推导可能的基因
有分子式的计算UN，无分子式的根据MS及元素分析求得分子式。
计算各组峰的质子最简比:
例如，某化合物分子式C14H14，1HNMR出现两组峰；积分简比为5：2，则质子数目之
比为10：4，表明分子中存在对称结构。
判断相互偶合的峰：
判断自旋系统：分析1H NMR谱各组峰的d范围，质子数目及峰形，判断可能的自旋系统。
识别特征基团的吸收峰：
根据d值，质子数目及一级谱裂分峰形可识别某些特征团的吸收峰。
3）确定化合物的结构
2 、1H NMR谱解析实例
例 1化合物分子式C10H12O，1H NMR谱见图3．38，推导其结构。
解：分子式C10H12O，UN＝5，化合物可能含有苯基，C=O或C=C双键；1H NMR 谱无明显干扰峰；由低场至高场，积分简比4：2：3：3，其数字之和与分子式中氢原子数目一致，故积分比等于质子数目之比。
d6．5-7．5的多重峰对称性强，主峰类似AB四重峰（4H），为AA’BB’系统；结合UN ＝ 5可知化合物苯对位二取代或邻位二取代结构。其中2H的
d<7ppm，表明苯环与推电子基(-OR)相连。3．75 ppm（s,3H）为CH3O的特征峰，d1．83 ppm（d,2H）,J = 5.5Hz为CH3-CH=;：d 5.5-6.5 ppm（m,2H）为双取代烯氢(C=CH2或HC=CH)的AB四重峰，其中一个氢又与CH3邻位偶合，排除＝CH2基团的存在，可知化合物应存在：-CH=CH-CH3基。
综合以上分析，化合物的可能结构为：
CH3O CH=CH CH3
此结构式与分子式相符；分子中存在ABX 3系统，AB 部分由左至右编号1-8，
[1-2] ＝16Hz(反式偶合)为J AB ，X 3对A 的远程偶合谱中未显示出来；B 被A 偶合裂分为双峰，又受邻位X 3的偶合，理论上应裂分为八重峰（两个四重峰）。实际只观察到6条谱线，由峰形和裂矩分析，第一个四重峰的1线与A 双蜂的2线重叠，第二个四重峰的1线与第一个四重峰的4线重叠。峰与峰间距离与d
1．83CH 3的裂矩相等。故化合物的结构进一步确定为：
CH 3O C=C
CH 3 H 6.28H 6.08
例2 化合物分子式C 11H 14O 3，1H NMR 谱见图3．39，推导其结构。
解：分子式C 11H 14O 3，UN ＝5。图中附加图偏移300Hz(5ppm)，d ＝5．85 + 5＝10．85，用D 2O 交换该吸收峰消失，故为活泼氢的共振吸收，由化学位移值分析该峰可能为COOH 或形成分子内氢键的酚羟基的吸收峰。图中共有五组峰，由低场至高场积分简比为1：4：2：4：3；积分简比数字之和与分子中质子数目相等，故该简比等于质子数目之比。
d(ppm)：10285(s ，1H)为COOH ，或PhOH(内氢键)，6．5-8．0(m ，4H)为双取代苯，取代基互为邻位或间位；4．2(t ，2H)为与氧和另一个CH 2相连的CH 2基(-OCH 2CH 2-)；1．5(m ，4H)为-CH 2CH 2-；0．9(t ，3H)为与CH 2相连的CH 3。 综合以上分析，苯巧上的两个取代基可能为：-OH ，-COOCH 2CH 2CH 2CH 3或-COOH, -OCH 2CH 2CH 2CH 3。
苯环上取代基位置的分析：d7．7〔dd ，1H 〕[1—3]＝[2—4] ?7 Hz，[1-2]＝[3-4] ? 2Hz，表明该氢与邻位氢偶合，又与间位氢偶合。具有结构(A)。
d723（td, 1H ）,该氢与两个邻位氢偶合，被裂分为三重峰(J=7 Hz)，又与一个间位
氢偶合，每条峰又被裂分为双峰，故化合物具有(B)结构，H a 或H b 均可满足该偶合裂分。
H7.7
H H
(A)
(B)H7.7
Hb Ha
H
d 6.9(dd，1H)的偶合分析同d7.7氢的偶合分析。d6.7(m，1H)的共振峰，从峰形判断为六重峰(td)，低场的二重峰与d6.9高场的二重峰重叠，其偶合分析同d7.3氢的偶合分析。(B)结构的偶合分析均可满足d6.9、6.7的偶合分析。
综合以上分析，未知物的可能结构为：
COOH
OCH2CH2CH2CH3
OH
COOCH2CH2CH2CH3
（C）（D）
(C)分子间缔合程度因位阻而降低，d COOH高场位移。(D)形成分子内氢键d OH低场位移，二者1H NMR相近，难以区别，需与其它谱配合（如MS，IR）或查阅标准谱图。实际结构为(D)，苯环四个氢的归属可定性分析或利用表3．4的数值计算。
例3 图3．19是化合物C10H10O的1H NMR谱，推导其结构。
解：化合物C10H10O，UN＝6，分子中可能含有苯基，C=C或C=O。图谱中有三组，由低场至高场积分简比为6：1：3，等于质子数目之比。d：2．3 ppm(s，3H)为CH3CO，6-7 ppm(d，lH)J ＝18Hz，为＝CH，且与另一个烯氢互为反式。根据向心规则和(n + 1)规律，另一个烯氢的双峰应位于更低场，与7-8 ppm的多重峰重叠。7—8 ppm(m，6H)除1个烯氢(＝CH)外，5个氢为苯氢，单取代苯。
综合以上分析，化合物最可能的结构为：
C6H5
Hb Ha COCH3
根据取代烯烃d的经验计算，Ha位于高场6．37 ppm(实测：6．67 ppm)、Hb位于低场7．61 ppm(实测：7．44 ppm)。
3 、芳环及杂芳环上芳氢的偶合
芳环及杂芳环上氢的偶合参照表3．6。取代苯J。＝6-9 Hz(邻位偶合)，Jm ＝1-3 Hz (间位偶合)，Jp ＝ 0-1 Hz(对位偶合)。Jp 常因仪器分辨不够而表现不出来。取代苯由于J。、Jm、Jp 的存在而产生复杂的多重峰(见图3．20)。
应用举例：化合物分子式C11H12O5，IR分析表明分子中有OH，COOR,无COOH
存在,1H NMR谱见图3．20，9.0-11．2 ppm的吸收峰(2H)可重水交换，推导其结构。
解：C11H12O5，UN＝6，可能含有苯基，C＝C或C＝O。由d：6．6-7．3 ppm
的
多重峰(3H)判断分子中有苯基存在、且为三取代苯。3．65 ppm(s，3H)为CH3O，3．3 ppm(t，2H)及2.7 ppm(t，2H)为-CH2-CH2-，且与C＝O或苯基相连。9．0 及11．2 ppm(2H)可重水交换，结合IR信息判断为酚经基(可能有分子内、分子间
两种形式的氢键存在)。以上分析推导的基团与分子式相比较，还有2个C=O，
只可
能是-COCH2CH2COOCH3(因三取代苯，除两个酚羟基外，还有一个取代基)。
取代基的相对位置由苯环氢的偶合情况来判断。d：7.2 ppm(d, 1H), J = 2 Hz, 表明该氢只与一个间位氢偶合，两个邻位由取代基占有。7.0 ppm(dd, 1H), J = 6 Hz、2Hz, 表明该氢与一个邻位氢及一个间位氢偶合。6．8 ppm(d, 1H), J = 6 Hz，表明该氢只与一个邻位氢偶合。综合以上分析，苯环上取代基的相对
位置为(A)，根据苯氢d值的经验计算值，判断化合物的结构为(B)。
4、核磁共振谱：产生原理,基本概念:屏蔽效应、化学位移、自旋偶合、裂分，磁
等同、磁不同等
5、质谱：质谱产生原理，表示方法，质谱与有机物分子结构的关系
红外光谱、核磁共振谱.
红外光谱、核磁共振谱都是吸收光谱。 红外光谱可用来判断分子中有什么样的官能团。 核磁共振谱可用来判断分子中有哪几类氢原子，每类氢原子有多少个。 第一节红外光谱(IR) 一.基本原理 分子是由原子组成的。组成有机分子的原子之间主要是通过极性键和非极性键结合在一起的。成键原子间的运动形式可分为两大类：1.伸缩振动，用υ表示。2.弯曲振动(变形振动)，用δ表示。 具有极性的键在振动过程中出现偶极矩的变化，在键的周围产生稳定的交变电场，与频率相同的辐射电磁波相互作用，从而吸收相应的能量使振动跃迁到激发态，得到振动光谱，即红外光谱。这种振动称为红外活性振动。 原子间的振动主要吸收波数为4000-400 cm-1的红外光。红外光谱的横坐标为波长(2.5~25μm)或波数(4000~400cm-1)，纵坐标为透过率(0-100%)。 92页 123页 182页 223页
237页 253页 278页 310页 330页 362页 374页图4-16 正辛烷图4-17 1-辛烯图4-181-辛炔图4-192-辛炔图6-4 邻二甲苯图6-5 间二甲苯图6-6 对二甲苯图9-1 1-氯己烷图10-3 10-4 乙醇图10-5 乙醚图10-6 正丁醚图11-1 苯酚图10-3对甲苯酚图12-4 乙醛图12-5 苯乙酮图13-4 乙酸图13- 7 乙酸乙酯图15-1 硝基乙烷图15-2 硝基苯图15-6 苯胺第二节核磁共振谱(NMR) 一.基本原理自旋量子数不为零的原子核由于自旋会产生磁场，形成磁矩。磁矩在外磁场中出现不同取向的现象称为能级分裂。与外磁场同向的为低能级，反向的为高能级。当电磁波的能量等于高低能级间的能量差时，原子核吸收能量，产生核磁共振。用得最多的是氢原子核谱，简称氢谱(NMR-1H)。核磁共振谱中只有横坐标，代表化学位移。二. 化学位移原子核外有电子，电子的运动产生了对抗外磁场的感应磁场，使核实际感受到的有效磁场强度比外磁场强度低。核外电子产生的这种作用称为屏蔽效应，它的值用屏蔽常数σ表示。 分子中不同化学环境的氢核，受到不同的屏蔽作用，在一定外磁场的作用下，产生核磁共振所需要的照射频率也不同，即在谱图的不同位置出现吸收峰。 如CH3CH2OH中有三类氢原子。 裂分数=(n s d t q m 1+1)(n2+1)(n3+1) b 单峰双峰三重峰四重峰多重峰宽峰 五.积分曲线与峰面积 峰面积与质子数成正比。
核磁共振谱光谱
第八章核磁共振谱光谱 学习要求： 1、学会如何借助光学技术来分析化合物的结构。 2、掌握谱图分析，了解各种质子化学位移的位置。 3、知道影响化学位移的因素。 由上面的讨论可知，对于一个未知物，红外光谱可以迅速地鉴定出未知物分子中具有的哪些官能团，能指出是什么类型的化合物，但它难以确定未知物的精细结构。自20世纪50年代中期，核磁共振技术开始应用于有机化学，对有机化学产生了巨大的影响，已发展成为研究有机化学最重要的工具之一，成为有机化合物结构测定不可缺少的手段。 8.1基本原理 （1）核磁共振现象 核磁共振是由原子核的自旋运动引起的。不同的原子核，自旋运动的情况不同，它们可以用核的自旋量子数I来表示。核的自旋量子数与原子的质量数和原子序数之间存在着一定的关系：当原子的质量数和原子序数两者之间是奇数或两者均为奇数时，I≠0，该原子核就有自旋现象，产生自旋磁矩。如等。当原子的质量数和原子序数均为偶数时，I=0，原子核不能产生自旋运动，也没有磁矩，如等。 当I≠0的原子核置于一均匀的外磁场（H O）中时，核的自旋具有（2I+1）个不同的取向。对于氢原子核（I=1/2），其自旋产生的磁矩在外磁场中可有两种取向：一种是与外磁场方向相同，称为顺磁取向。该取向的磁量子数m=+1/2,或用α表示。另一种是与外磁场方向相反，称为反磁取向。该取向的磁量子数m=-1/2，或用β表示。 反磁取向的能量较顺磁取向的能量高，这两种取向的能量差⊿E与外加磁场的强度成正比。 ⊿E= 式中h为普朗克常量，γ为核常数，称为核磁比。对于氢原子，γ=26750。以上关系如图9-28所示。不过即使在很强的外加磁场中，⊿E数值也很小。对于氢原子核，当 H0=14092G（高斯，1G=10-4T）时，⊿E仅为2.5×10-5kJ/mol,当H0=23468G时，⊿E约为4×10-5kJ/mol,相当于电磁波谱中射频区的能量。 若外界提供电磁波，其频率适当，能量恰好等于核的两个自旋能级之差，hγ=⊿E则此原子核就可以从低能级跃迁到高能级，发生核磁共振吸收。核磁共振（Nuclear Magnetic Resonance）谱就是描述在不同电磁频率下的核磁共振吸收情况。 由上面的公式可得：bfsdjbchvbhsd 从上式可看出，一个特定的核（γ=常数），只有一种共振频率能使核从低能级跃迁至高能级，发生核磁共振。上式又叫共振条件。例如1H，当H0=1.0×104G时，γ=100MHz。而当H0=14092G时，13C和19F产生核磁共振所需要的频率分别为24.29和15.08MHz。 有机化学中研究得最多，应用得最广泛的是氢原子核（即质子1H）的核磁共振谱，又叫质子磁共振谱(Proton Magnetic Resonance),简写为PMR或1HNMR。近年来13C的核磁共振谱（13CNMR）有较大的发展，限于篇幅，这里只介绍核磁共振氢谱（1HNMR）。 （2）核磁共振仪简介： 图9-29为核磁共振仪示意图。其核心部件是一个强度很大的磁铁，样品管放在磁铁两极之间，样品管周围为射频线圈。其轴垂直于磁场方向，输入线圈的轴垂直输出线圈的轴。因而三者相互垂直，互不干扰。实现核磁共振的方法有两种：一是固定磁场H0，改变频率γ，这种方法叫扫频；另一是固定频率γ改变磁场H0，这种方法叫扫场。一般的核磁共振仪中多用扫场的方法。当磁场Ho和频率满足共振条件时，样品中的质子便发生能级跃迁，接收器就会收到信号，有记录仪记录下来。实验室中常用的核磁共振仪有60MHz,90MHz,100MHz,220MHz,甚至可到400MHz。 （3）化学位移和屏蔽效应：
如何解析红外光谱图解读
如何解析红外光谱图 一、预备知识 （1）根据分子式计算不饱和度公式： 不饱和度Ω＝n4+1+(n3-n1)/2其中： ：化合价为4价的原子个数（主要是C原子）， n 4 ：化合价为3价的原子个数（主要是N原子）， n 3 n ：化合价为1价的原子个数（主要是H,X原子） 1 （2）分析3300~2800cm-1区域C-H伸缩振动吸收；以3000 cm-1为界：高于3000cm-1为不饱和碳C-H伸缩振动吸收，有可能为烯，炔，芳香化合物；而低于3000cm-1一般为饱和C-H伸缩振动吸收； （3）若在稍高于3000cm-1有吸收,则应在 2250~1450cm-1频区，分析不饱和碳碳键的伸缩振动吸收特征峰，其中炔 2200~2100 cm-1，烯 1680~1640 cm-1 芳环 1600,1580,1500,1450 cm-1若已确定为烯或芳香化合物，则应进一步解析指纹区，即1000~650cm-1的频区，以确定取代基个数和位置（顺、反，邻、间、对）； （4）碳骨架类型确定后,再依据官能团特征吸收，判定化合物的官能团； （5）解析时应注意把描述各官能团的相关峰联系起来，以准确判定官能团的存在,如2820，2720和1750~1700cm-1的三个峰，说明醛基的存在。 二、熟记健值 1.烷烃：C-H伸缩振动（3000-2850cm-1）C-H弯曲振动（1465-1340cm-1） 一般饱和烃C-H伸缩均在3000cm-1以下，接近3000cm-1的频率吸收。 2.烯烃：烯烃C-H伸缩（3100~3010cm-1），C=C伸缩(1675~1640 cm-1)，烯烃C-H 面外弯曲振动（1000~675cm-1）。 3.炔烃：炔烃C-H伸缩振动（3300cm-1附近），三键伸缩振动（2250~2100cm-1）。 4.芳烃：芳环上C-H伸缩振动3100~3000cm-1, C=C 骨架振动1600~1450cm-1, C-H 面外弯曲振动880~680cm-1。 芳烃重要特征：在1600，1580，1500和1450cm-1可能出现强度不等的4个峰。C-H面外弯曲振动吸收880~680cm-1，依苯环上取代基个数和位置不同而发生变化，在芳香化合物红外谱图分析中，常用判别异构体。
专题13-红外光谱、质谱、核磁共振氢谱图表题(典题特训)-2019届高考化学图表题专项突破(解析版)
专题13-红外光谱、质谱、核磁共振氢谱图表 题(典题特训)-2019届高考化学图表题专项突破(解析版) -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
专题13 红外光谱、质谱、核磁共振氢谱图表题 【高考真题训练】 1．（2016年全国普通高等学校招生统一考试理科综合能力测试化学（海南卷)）下列化合物在核磁共振氢谱中能出现两组峰，且其峰面积之比为2?1的有 A．乙酸甲酯 B．对苯二酚 C．2-甲基丙烷 D．对苯二甲酸 【解析】A．乙酸甲酯结构简式为CH3COOCH3，两个甲基所处化学环境不同，故分子中有2种H原子，原子数目之比为3：3，故A错误；B．对苯二酚()中含有2种氢原子，核磁共振氢谱能出现两组峰，且其峰面积之比为2：1，故B正确；C．2-甲基丙烷的结构简式为CH3CH(CH3)CH3，中含有2种氢原子，核磁共振氢谱能出现两组峰，且其峰面积之比为9：1，故C错误；D．对苯二甲酸()中含有2种氢原子，核磁共振氢谱能出现两组峰，且其峰面积之比为2：1，故D正确；故选：BD。 2．（2014年全国普通高等学校招生统一考试理科综合能力测试化学（浙江卷)）某兴趣小组以苯和乙烯为主要原料，采用以下路线合成药物普鲁卡因： 已知： （1）对于普鲁卡因，下列说法正确的是________。 A．可与浓盐酸形成盐B．不与氢气发生加成反应 C．可发生水解反应D．能形成内盐 （2）写出化合物B的结构简式________。 （3）写出B→C反应所需的试剂________。
（4）写出C＋D→E的化学反应方程式________。 （5）写出同时符合下列条件的B的所有同分异构体的结构简式________。 ①分子中含有羧基 ②1H－NMR谱显示分子中含有苯环，且苯环上有两种不同化学环境的氢原子 （6）通常采用乙烯为原料制得环氧乙烷后与X反应合成D，请用化学反应方程式表示以乙烯为原料制备X的合成路线(无机试剂任选)。 【答案】（1）A、C （2） （3）酸性KMnO 4 溶液 （4）+HOCH 2CH 2 N(CH 2 CH 3 ) 2 +H 2 O （5）、、 （6）CH 2=CH 2 +HCl—→CH 3 CH 2 Cl，2CH 3 CH 2 Cl+NH 3 —→HN(CH 2 CH 3 ) 2 +2HCl 【解析】有和CH 2=CH 2 化合生成A：。根据普鲁卡因对位结构确定B是 ；再进一步氧化侧链，用酸性高锰酸钾溶液，得到C是 。 （5） B的同分异构体中：①分子中含有羧基，即-COOH；N原子只能与碳原子相连；②1H－NMR谱显示分子中含有苯环，且苯环上有两种不同化学环境的氢原子，说明两个侧链是对位结构。
常见高分子红外光谱谱图解析
常见高分子红外光谱谱图解析1. 红外光谱的基本原理 1）红外光谱的产生 能量变化 ν νhc h= = E - E = ?E 1 2 ν ν h ?E = 对于线性谐振子 μ κ π ν c 2 1 = 2）偶极矩的变化 3）分子的振动模式 多原子分子振动 伸缩振动对称伸缩 不对称伸缩 变形振动AX2：剪式面外摇摆、面外扭摆、面内摇摆 AX3：对称变形、反对称变形 . 不同类型分子的振动 线型XY2： 对称伸缩不对称伸缩 弯曲
弯曲型XY2： 不对称伸缩对称伸缩面内弯曲（剪式） 面内摇摆面外摇摆卷曲 平面型XY3： 对称伸缩不对称伸缩面内弯曲 面外弯曲 角锥型XY3： 对称弯曲不对称弯曲
面内摇摆 4）聚合物红外光谱的特点 1、组成吸收带 2、构象吸收带 3、立构规整性吸收带 4、构象规整性吸收带 5、结晶吸收带 2 聚合物的红外谱图 1）聚乙烯 各种类型的聚乙烯红外光谱非常相似。在结晶聚乙烯中，720 cm-1的吸收峰常分裂为双峰。要用红外光谱区别不同类型的聚乙烯，需要用较厚的薄膜测绘红外光谱。这些光谱之间的差别反映了聚乙烯结构与线性—CH2—链之间的差别，主要表现在1000-870㎝-1之间的不饱和基团吸收不同，甲基浓度不同以及在800-700㎝-1之间支化吸收带不同。
低压聚乙烯（热压薄膜） 中压聚乙烯（热压薄膜） 高压聚乙烯（热压薄膜）
2.聚丙烯 无规聚丙烯
等规聚丙烯的红外光谱中，在1250-830 cm－1区域出现一系列尖锐的中等强度吸收带（1165、998、895、840 cm－1）。这些吸收与聚合物的化学结构和晶型无关，只与其分子链的螺旋状排列有关。 3.聚异丁烯 CH3 H2 C C n CH3
红外光谱与核磁共振谱
《红外光谱与核磁共振谱》 【学习要求】 1、了解红外光谱与核磁共振谱基本原理及其有关的概念 2、了解红外吸收光谱产生的条件 3、了解红外吸收的强度、核磁共振谱中化学位移的概念 4、大致了解各类有机化合物红外吸收光谱和核磁共振谱特征 一、红外吸收光谱 （一）红外吸收光谱的基本原理 红外光波波长位于可见光波和微波波长之间0.75-1000 mm(1 mm = 10-4 cm) 其中： 远红外 0.75-2.5 mm 中红外 2.5-25 mm 4000-400 cm-1 近红外 25-1000 mm 红外光波的波长常用波数(cm-1)表示。波数的定义是：每1厘米范围内所含光波的数目。波数 = 104/l(mm)。因此，2.5 mm波长，相当于104/2.5 cm-1，即：4000 cm-1，而25 mm相当于400 cm-1。 1．分子的振动能级 引起分子振动能级跃迁的光谱称振动光谱，振动能级跃迁的同时伴有转动能级的跃迁。红外吸收光谱是分子的振动-转动光谱。用远红外光波照射分子时，只会引起分子中转动能级的跃迁，得到纯转动光谱。 2、基本振动的类型 一般把分子的振动方式分为两大类：化学键的伸缩振动和弯曲振动。 （1）伸缩振动 指成键原子沿着价键的方向来回地相对运动。在振动过程中， 键角并不发生改变，如碳氢单键，碳氧双键，碳氮三键之间的伸缩振动。伸缩振动又可分为对称伸缩振动和反对称伸缩振动。 （2）弯曲振动 弯曲振动又分为面内弯曲振动和面外弯曲振动，用d、g表示。如果弯曲振动的方向垂直于分子平面，则称面外弯曲振动，如果弯曲振动完全位于平面上，则称面内弯曲振动。剪式振动和平面摇摆振动为面内弯曲振动，面外摇摆振动和扭曲变形振动为面外弯曲振动。以-CH
核磁共振光谱在结构分析中的应用
海南大学硕士研究生2010 —2011 学年度第 2 学期 课程考试论文 学院（中心、所）：材料与化工专业：材料学 研究方向高分子材料班级10级材料学 学生姓名周宇学生证号10080502210008 课程名称：聚合物结构分析 论文题目：核磁共振光谱在结构分析中的应用 任课老师：廖双泉教授 （以上由学生填写） 教师评阅： 阅卷教师（签名）：年月日
核磁共振光谱在结构分析中的应用 1 核磁共振的机理 核磁共振是材料分子结构表征中最有用的一种仪器测试方法之一。用一定频率的电磁波对样品进行照射，可使特定化学结构环境中的原子核实现共振跃迁，在照射扫描中记录发生共振时的信号位置和强度，就得到核磁共振谱。 1.1原子核的自旋 原子是由原子核与电子组成，而质子和中子又组成原子核。原子核具有质量并带有电荷。某些原子核能绕轴做自旋运动，各自有它的自旋量子数Ⅰ，自旋量子数有0、1/2、1、3/2…等值。Ⅰ=0意味着原子核没有自旋。每个质子和中子都有其自身的自旋，自旋量子数Ⅰ是这些自旋的合量，即与原子核的质量数和原子序数有关，若原子核的原子序数和质量数均为偶数时，Ⅰ为零，原子核无自旋，如12C、16O原子，他们没有NMR 信号。若原子序数为奇数或偶数、质量数为奇数时，Ⅰ为半整数，原子序数为奇数、质量数为偶数时，Ⅰ为整数，如表1-1所示。 原子序数质量数Ⅰ实例偶偶0 12C 16O8 偶、奇奇半整数13C6 17O8 奇偶整数2H110B5 1.2原子核的磁矩与自旋角动量 原子核在围绕核轴做自旋运动时，由于原子核自身带有电荷，因此沿核轴方向产生一个磁场，而使核具有磁矩μ，μ的大小与自旋角动量（P）有关，它们之间关系的的数学表达式为: μ=νp 式中，ν为磁旋比，是核的特征常数。 依据量子力学原理，自旋角动量是量子化的，其状态是由核的自旋量子数Ⅰ所决定，P的绝对值为 P=ｈ/2 ［Ⅰ(Ⅰ+1)］1/2 其中h为普朗克常量。 1.3磁场中核的自旋的能量
《红外光谱与核磁共振谱》
《红外光谱与核磁共振谱》 《红外光谱与核磁共振谱》 【学习要求】 1、了解红外光谱与核磁共振谱基本原理及其有关的概念 2、了解红外吸收光谱产生的条件 3、了解红外吸收的强度、核磁共振谱中化学位移的概念 4、大致了解各类有机化合物红外吸收光谱和核磁共振谱特征 一、红外吸收光谱 （一）红外吸收光谱的基本原理 红外光波波长位于可见光波和微波波长之间0.75-1000 mm(1 mm = 10-4 cm) 其中： 远红外0.75-2.5 mm 中红外 2.5-25 mm 4000-400 cm-1 近红外25-1000 mm 红外光波的波长常用波数(cm-1)表示。波数的定义是：每1厘米范围内所含光波的数目。波数= 104/l(mm)。因此，2.5 mm波长，相当于104/2.5 cm-1，即：4000 cm-1，而25 mm相当于400 cm-1。 1．分子的振动能级
引起分子振动能级跃迁的光谱称振动光谱，振动能级跃迁的同时伴有转动能级的跃迁。红外吸收光谱是分子的振动-转动光谱。用远红外光波照射分子时，只会引起分子中转动能级的跃迁，得到纯转动光谱。 2、基本振动的类型 一般把分子的振动方式分为两大类：化学键的伸缩振动和弯曲振动。 （1）伸缩振动 指成键原子沿着价键的方向来回地相对运动。在振动过程中，键角并不发生改变，如碳氢单键，碳氧双键，碳氮三键之间的伸缩振动。伸缩振动又可分为对称伸缩振动和反对称伸缩振动。 （2）弯曲振动 弯曲振动又分为面内弯曲振动和面外弯曲振动，用d、g表示。如果弯曲振动的方向垂直于分子平面，则称面外弯曲振动，如果弯曲振动完全位于平面上，则称面内弯曲振动。剪式振动和平面摇摆振动为面内弯曲振动，面外摇摆振动和扭曲变形振动为面外弯曲振动。以-CH2-：剪式振动、平面摇摆振动、面外摇摆振动、扭曲变形振动 3、影响峰数减少的因素 （1）红外非活性振动 （2）分子结构对称，某些振动频率相同。 （3）强宽峰复盖频率相近的弱而窄的峰。 （4）在红外区域外的峰。
核磁共振波谱与紫外可见光谱及红外光谱的区别
核磁共振波谱与紫外可见光谱及红外光谱的区别 核磁共振波谱与紫外可见光谱及红外光谱的主要不同有两点： ①原理不同 紫外可见吸收光谱是分子吸收200～700nm的电磁波，吸收紫外光能量，引起分子中电子能级的跃迁，主要是引起最外层电子能级发生跃迁。 红外光谱是分子吸收2.5～50um（2500～50000nm）的电磁波，吸收红外光能量，引起具有偶极矩变化的分子的振动、转动能级跃迁。 核磁共振波谱则是在外磁场下，吸收60cm～300m 的电磁波，具有核磁矩的原子核，吸收射频能量，产生核自旋能级的跃迁。 ②测定方法不同。 紫外和红外等一般光谱是通过测定不同波长下的透光率（T%=出射光强/入射光强）来获得物质的吸收光谱。这种方法只适用于透过光强度变化较大的能级跃迁。 60cm～300m的电磁波穿透力很弱，故核磁共振无法通过测定透光率来获得核磁共振光谱，它是通过“共振吸收法”来测定核
磁共振信号的。共振吸收法是指：在一定磁场强度下，原子核在一定频率的电磁波照射下发生自旋能级跃迁时引起核磁矩方向改变进而产生感应电流，通过放大、记录此感应电流便得到核磁共振信号。依次改变磁场强度（或电磁波的照射频率）使满足不同化学环境核的共振条件，收集共振引起的磁感应信号，经过数学处理，就获得核磁共振波谱图。 ③谱图的表示方法不同： 紫外谱图的表示方法：相对吸收光能量随吸收光波长的变化。 红外谱图的表示方法：相对透射光能量随透射光频率变化。 核磁谱图的表示方法：吸收光能量随化学位移的变化。 ④提供的信息不同： 紫外提供的信息：吸收峰的位置、强度和形状，提供分子中不同电子结构的信息。 红外提供的信息：峰的位置、强度和形状，提供功能团或化学键的特征振动频率。 核磁提供的信息：峰的化学位移、强度、裂分数和偶合常数，提供核的数目、所处化学环境和几何构型的信息。 核磁共振谱的优缺点： 优点：
红外光谱-核磁共振波普
红外光谱-核磁共振波谱(IR-NMR) 班级 姓名 本章需掌握知识： 一．知道红外光谱和核磁共振波谱在有机结构分析中的用途，可以从中得到什么有价值的信息； 二．对于红外光谱要知道C-H 、N-H 、O-H 、C ≡C 、C=C 、C=O 以及苯环骨架伸缩振动产生的特 征吸收峰所在的大概位置；会用虎克定律理解伸缩振动吸收峰位置差异的原因。 三．对于核磁共振波普要知道化学位移、偶合裂分的概念；知道峰积分面积比代表氢的数目之比； 知道峰裂分的n+1规律(对于H 核)；知道饱和烷烃的C-H 、COC H 2-、OC H -、Ar H 化学位移的大概位置。 1．红外光谱是如何产生的；从中可以得到什么有价值的信息？ 2．H 核磁共振谱是如何产生的；从中可以得到什么有价值的信息？ 3．有三个化合物A 、B 和C ，它们的分子式都是C 5H 10O ，它们的红外光谱中在1715~1720 cm-1都有一强吸收峰；它们的1H NMR 如下所示(所标数值为积分面积)，推测A 、B 、C 各是什么结构，并指出每个H 在谱图上所对应的信号。 4．已知某化合物分子式为C 4H 8O 2，其1H NMR 谱如图所示。根据谱图推断其结构式，并指出1H NMR 信号所对应的氢原子。 5．下面三张谱图是正辛烷、1-辛烯、1-辛炔的红外光谱。判断A 、B 、C 分别对应哪种物质，指出它们由伸缩振动产生的特征吸收的差别，并说明是何种振动吸收引起的。 6．已知某化合物分子式为C 10H 12O ，其1H NMR 和IR 光谱如图所示。根据谱图推断其结构式为下列结构式中的哪一个？并指出1H NMR 谱图红各种信号所对应的氢原子，指出IR 光谱中E 、F 、G 吸收峰分别属于什么振动引起的。 2CH 3 2OCH 2CH 3 CH 22CH 3 O CH 2CH 2CCH 3 O OCH 2C CCH 2CH 3 OCH 2CH 2C CCH 3 (1) (2) (3) (4) (5) (6) 2 3 2 3 2 3 1 3 6 A B C A B C
核磁共振波谱分析报告
核磁共振波谱分析 1946年美国科学家布洛赫(Bloch)和珀塞尔（Purcell）两位物理学家分别发现在射频*（无线电波*0.1～100MHZ,106～109μm）的电磁波能与暴露在强磁场中的磁性原子核相互作用,引起磁性原子核在外磁场中发生磁能级的共振跃迁,从而产生吸收信号,他们把这种原子对射频辐射的吸收称为核磁共振(NMR)。NMR 和红外光谱，可见—紫外光谱相同之处是微观粒子吸收电磁波后在不同能级上跃迁。引起核磁共振的电磁波能量很低,不会引起振动或转动能级跃迁,更不会引起电子能级跃迁。.根据核磁共振图谱上吸收峰位置、强度和精细结构可以研究分子的结构。化学家们发现分子的环境会影响磁场中核的吸收，而且此效应与分子 结构密切相关。1950年应用于化学领域，发现CH 3CH 2 OH中三个基团H吸收不同。 从此核磁共振光谱作为一种对物质结构（特别是有机物结构）分析的确良非常有效的手段得到了迅速发展。1966年出现了高分辨核共振仪，七十年代发明了脉冲傅立叶变换核磁共振仪，以及后来的二维核磁共振光谱（2D-NMR），从测量1H 到13C、31P、15N，从常温的1～2.37到超导的5T以上，新技术和这些性能优异的新仪器都核磁共振应用范围大大扩展，从有机物结构分析到化学反应动力学，高分子化学到医学、药学、生物学等都有重要的应用价值。 §4-1核磁共振原理 一、原子核自旋现象 我们知道原子核是由带正电荷的原子和中子组成，它有自旋现象原子核大都围绕着某个轴作旋转运动，各种不同的原子核，自旋情况不同。原子核的自旋情况在量子力学上用自旋量子数I表示，有三种情况： ①I=0,这种原子核没有自旋现象,不产生共振吸收(质量数为偶数(M),电子数,原子数为偶数(z)为12G,16O,32S) ②I=1、2、3、…、n，有核自旋现象，但共振吸收复杂，不便于研究。 ③I=n/2（n=1、2、3、5、…）有自旋现象，n〉1时，情况复杂，n=1时，I=1/2，
核磁共振碳谱详解
核磁共振碳谱(13C-NMR) Produced by Jiwu Wen
?核磁共振碳谱的特点： 1. 化学位移范围宽。 碳谱(13C-NMR)的化学位移δC通常在0～220 ppm之间(对于碳正可达330 ppm)。 离子δ C 比较：1H-NMR的化学位移δ通常在0～10 ppm之间。Example:
2. 13C-NMR给出不与氢相连的碳的共振吸收峰。 核磁共振碳谱(13C-NMR)可以给出季碳，羰基碳，氰基碳，以及不含氢原子的烯碳和炔碳的特征吸收峰。 3. 13C-NMR的偶合情况复杂，偶合常数大。 核磁共振碳谱(13C-NMR)中偶合情况比较复杂，除了1H-1H偶合，还有1H-13C以及1H，13C与其它自旋核之间的偶合。1H-13C的偶合常数通常在125-250 Hz。因此在谱图测定过程中，通常采用一些去偶技术。 4. 13C-NMR的灵敏度低。
?核磁共振碳谱的去偶技术 1. 质子宽带去偶(也称为质子噪声去偶)。质子宽带去偶是一种双共振去偶技术，实验方法是：用一相当宽的频率(包括样品中所有氢核的共振频率)照射样品，消除13C-1H 之间的偶合，使每种碳原子只给出一条谱线。 2. 偏共振去偶(也称不完全去偶)。 这种去偶技术的实验方法是：采用一个频率范围很小、比质子宽带去偶功率弱很多的射频场(B 2)，其频率略高于待测样品中所有氢核的共振吸收频率，使1H 与13C 之间在一定程度上去偶，不仅消除2J ～4J 的弱偶合，而且使1J 减小到J r (表观偶合常数)。J r 和1J 之间的关系如下： r 12J J B /2?ν λπ =
核磁共振光谱分析法在药物分析中的应用
核磁共振光谱分析在药物分析中的应用 摘要 对科学产生最大影响的分析方法是核磁共振技术，它被广泛用于许多领域。本文结合核磁共振及核磁共振光谱法的相关概念，介绍核磁共振光谱分析法的特点及其方法，着重于核磁共振光谱分析在体内药物分析中的应用。核磁共振法以其重现性好、特征性强等优点已成为药物研究的重要手段。随着天然药物生产领域的发展，核磁共振作为质量控制的手段已得到重视，并逐渐地应用于实践。相信不久的将来，核磁共振技术将会更好地为人类服务，为药物研究作出贡献。 Abstract In science the biggest impact on the analysis method is NMR, it is widely used in many fields. Based on the nuclear magnetic resonance (NMR) and magnetic resonance spectroscopy ,this article introduce nuclear magnetic resonance spectroscopy analysis of characteristics and methods and focusing on nuclear magnetic resonance spectra analysis in vivo drug analysis in application. As natural drug production fields of development, nuclear magnetic resonance (NMR) as quality control means has been seriously, and gradually applied in practice. Nuclear magnetic resonance (NMR) technology will better service to humanity, for drug research to contribute in the future. 关键词: 核磁共振核磁共振光谱法定量分析法药物分析 Keywords: nuclear magnetic resonance nuclear magnetic resonance spectroscopy quantitative analysis method drug analysis 正文：1945年，F．Bloch和E．M．Purcell分别领导的两个小组几乎同时发现了核磁共振(NuelearMagnetic Resonance，简称NMR)现象。NMR技术最初只应用于物理科学领域，但随着超导技术、计算机技术和脉冲傅立叶变换波谱仪的迅速发展，今天核磁共振已成为鉴定有机化合物结构和研究化学动力学等诸多领域中极为重要的方法，而且其应用领域正在逐 步扩大。核磁共振技术在药物检验分析中的应用已有多年，由于其具有其他方法难以比拟的独特优点，即定性测定不具有破坏性、定量测定不需要标样，因此核磁共振技术在药物 分析中应用和发展也越来越广泛?。 核磁共振（Nuclear Magnetic Resonance）原是一种原子核的物理现象，它的原理可以用一个不严格的简单模型来说明：用最简单的原子核──氢核为例，氢原子核是一个带正电的质子，同时原子核具有自旋性，从古典电磁学的观点看来，这个自旋的带电质子将具有磁性，我们不妨把它暂时看成是个小磁铁。如果我们外加一个磁场，小磁铁在磁场中的不同方位与外加磁场产生不同的作用力，如图一a是较稳定的状态，图一b则是较不稳定的状态。也就是说，「小磁铁」在外
红外光谱图解析方法
红外识谱歌 红外可分远中近，中红特征指纹区，1300来分界，注意横轴划分异。 看图要知红外仪，弄清物态液固气。样品来源制样法，物化性能多联系。 识图先学饱和烃，三千以下看峰形。 2960、2870是甲基，2930、2850亚甲峰。 1470碳氢弯，1380甲基显。 二个甲基同一碳，1380分二半。 面内摇摆720，长链亚甲亦可辨。 烯氢伸展过三千，排除倍频和卤烷。 末端烯烃此峰强，只有一氢不明显。 化合物，又键偏，～1650会出现。 烯氢面外易变形，1000以下有强峰。 910端基氢，再有一氢990。 顺式二氢690，反式移至970；单氢出峰820，干扰顺式难确定。 炔氢伸展三千三，峰强很大峰形尖。三键伸展二千二，炔氢摇摆六百八。 芳烃呼吸很特征，1600～1430。1650～2000，取代方式区分明。 900～650，面外弯曲定芳氢。 五氢吸收有两峰，700和750；四氢只有750，二氢相邻830；间二取代出三峰，700、780，880处孤立氢醇酚羟基易缔合，三千三处有强峰。 C－O伸展吸收大，伯仲叔醇位不同。 1050伯醇显，1100乃是仲，1150叔醇在，1230才是酚。 1110醚链伸，注意排除酯酸醇。 若与π键紧相连，二个吸收要看准，1050对称峰，1250反对称。 苯环若有甲氧基，碳氢伸展2820。 次甲基二氧连苯环，930处有强峰，环氧乙烷有三峰，1260环振动，九百上下反对称，八百左右最特征。 缩醛酮，特殊醚，1110非缩酮。 酸酐也有C－O键，开链环酐有区别，开链强宽一千一，环酐移至1250。 羰基伸展一千七，2720定醛基。 吸电效应波数高，共轭则向低频移。 张力促使振动快，环外双键可类比。 二千五到三千三，羧酸氢键峰形宽，920，钝峰显，羧基可定二聚酸、酸酐千八来偶合，双峰60严相隔，链状酸酐高频强，环状酸酐高频弱。 羧酸盐，偶合生，羰基伸缩出双峰，1600反对称，1400对称峰。 1740酯羰基，何酸可看碳氧展。 1180甲酸酯，1190是丙酸，1220乙酸酯，1250芳香酸。 1600兔耳峰，常为邻苯二甲酸。 氮氢伸展三千四，每氢一峰很分明。 羰基伸展酰胺I，1660有强峰；N－H变形酰胺II，1600分伯仲。 伯胺频高易重叠，仲酰固态1550；碳氮伸展酰胺III，1400强峰显。 胺尖常有干扰见，N－H伸展三千三，叔胺无峰仲胺单，伯胺双峰小而尖。 1600碳氢弯，芳香仲胺千五偏。 八百左右面内摇，确定最好变成盐。
核磁共振波谱与紫外可见光谱及红外光谱的区别(终审稿)
核磁共振波谱与紫外可见光谱及红外光谱的区 别 公司内部档案编码：[OPPTR-OPPT28-OPPTL98-OPPNN08]
核磁共振波谱与紫外可见光谱及红外光谱的区别 核磁共振波谱与紫外可见光谱及红外光谱的主要不同有两点： ①原理不同 紫外可见吸收光谱是分子吸收200～700nm的电磁波，吸收紫外光能量，引起分子中电子能级的跃迁，主要是引起最外层电子能级发生跃迁。 红外光谱是分子吸收～50um（2500～50000nm）的电磁波，吸收红外光能量，引起具有偶极矩变化的分子的振动、转动能级跃迁。 核磁共振波谱则是在外磁场下，吸收60cm～300m的电磁波，具有核磁矩的原子核，吸收射频能量，产生核自旋能级的跃迁。 ②测定方法不同。 紫外和红外等一般光谱是通过测定不同波长下的透光率（T%=出射光强/入射光强）来获得物质的吸收光谱。这种方法只适用于透过光强度变化较大的能级跃迁。 60cm～300m的电磁波穿透力很弱，故核磁共振无法通过测定透光率来获得核磁共振光谱，它是通过“共振吸收法”来测定核磁共振信号的。共振吸收法是指：在一定磁场强度下，原子核在一定频率的电磁波照射下发生自旋能级跃迁时引起核磁矩方向改变进而产生感应电流，通过放大、记录此感应电流便得到核磁共振信号。依次改变磁场强度（或电磁波的照射频率）使满足不同化学环境核的共振条件，收集共振引起的磁感应信号，经过数学处理，就获得核磁共振波谱图。 ③谱图的表示方法不同：
紫外谱图的表示方法：相对吸收光能量随吸收光波长的变化。 红外谱图的表示方法：相对透射光能量随透射光频率变化。 核磁谱图的表示方法：吸收光能量随化学位移的变化。 ④提供的信息不同： 紫外提供的信息：吸收峰的位置、强度和形状，提供分子中不同电子结构的信息。 红外提供的信息：峰的位置、强度和形状，提供功能团或化学键的特征振动频率。 核磁提供的信息：峰的化学位移、强度、裂分数和偶合常数，提供核的数目、所处化学环境和几何构型的信息。 核磁共振谱的优缺点： 优点： (仪器的灵敏度和分辨率非常高，较容易解析NMR图 (随着计算机技术的应用，多脉冲激发的方法的采用及由此产生的二维谱图、多维谱图等许多新技术，是许多复杂化合物的结构测定引刃而解，NMR可以说是化学研究中最有力的武器之一。 (通过核磁共振谱可以方便快捷的得到与化合物分子结构相关的信息。 ④核磁共振测定过程中不破坏样品，一份样品可测多种数据。 缺点： 可能是仪器较贵，没有非常高的普及率，另外对于某些复杂的化学物质，核磁并不能提供较为准确的判断，且核磁图谱复杂，较难一个人完全掌握所有谱图，对个人能力要求比较高
核磁共振光谱基本原理及实验操作-推荐下载
论文题目：核磁共振光谱基本原理及实验操作 论文要求： 核磁共振光谱技术拥有广泛的应用及广阔的前景。简要概述核磁 共振光谱技术及其发展，要求内容充实，论述详细透彻，不少于1000 字。 教师评语： 教师签字： 年 月 日 论文题目：核磁共振光谱基本原理及实验操作 一、 核磁共振的机理 核磁共振是材料分子结构表征中最有用的一种仪器测试方法之一。用一定频率的电磁波 对样品进行照射，可使特定化学结构环境中的原子核实现共振跃迁，在照射扫描中记录发生 、管路敷设技术通过管线不仅可以解决吊顶层配置不规范高中资料试卷问题，而且可保障各类管路习题到位。在管路敷设过程中，要加强看护关于管路高中资料试卷连接管口处理高中资料试卷弯扁度固定盒位置保护层防腐跨接地线弯曲半径标高等，要求技术交底。管线敷设技术包含线槽、管架等多项方式，为解决高中语文电气课件中管壁薄、接口不严等问题，合理利用管线敷设技术。线缆敷设原则：在分线盒处，当不同电压回路交叉时，应采用金属隔板进行隔开处理；同一线槽内，强电回路须同时切断习题电源，线缆敷设完毕，要进行检查和检测处理。、电气课件中调试对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行 高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料试卷相互作用与相互关系，根据生产工艺高中资料试卷要求，对电气设备进行空载与带负荷下高中资料试卷调控试验；对设备进行调整使其在正常工况下与过度工作下都可以正常工作；对于继电保护进行整核对定值，审核与校对图纸，编写复杂设备与装置高中资料试卷调试方案，编写重要设备高中资料试卷试验方案以及系统启动方案；对整套启动过程中高中资料试卷电气设备进行调试工作并且进行过关运行高中资料试卷技术指导。对于调试过程中高中资料试卷技术问题，作为调试人员，需要在事前掌握图纸资料、设备制造厂家出具高中资料试卷试验报告与相关技术资料，并且了解现场设备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。 、电气设备调试高中资料试卷技术电力保护装置调试技术，电力保护高中资料试卷配置技术是指机组在进行继电保护高中资料试卷总体配置时，需要在最大限度内来确保机组高中资料试卷安全，并且尽可能地缩小故障高中资料试卷破坏范围，或者对某些异常高中资料试卷工况进行自动处理，尤其要避免错误高中资料试卷保护装置动作，并且拒绝动作，来避免不必要高中资料试卷突然停机。因此，电力高中资料试卷保护装置调试技术，要求电力保护装置做到准确灵活。对于差动保护装置高中资料试卷调试技术是指发电机一变压器组在发生内部故障时，需要进行外部电源高中资料试卷切除从而采用高中资料试卷主要保护装置。
红外光谱分析
可以按如下步骤来： （1）首先依据谱图推出化合物碳架类型：根据分子式计算不饱和度，公式： 不饱和度＝F+1+(T-O)/2 其中： F：化合价为4价的原子个数（主要是C原子）， T：化合价为3价的原子个数（主要是N原子）， O：化合价为1价的原子个数（主要是H原子）， 例如：比如苯：C6H6，不饱和度＝6+1+（0-6）/2＝4，3个双键 加一个环，正好为4个不饱和度； （2）分析3300~2800cm-1区域C-H伸缩振动吸收；以3000 cm- 1为界：高于3000cm-1为不饱和碳C-H伸缩振动吸收，有可能为烯，炔，芳香化合物，而低于3000cm-1一般为饱和C-H伸缩振动吸收； （3）若在稍高于3000cm-1有吸收,则应在2250~1450cm-1频区，分析不饱和碳碳键的伸缩振动吸收特征峰，其中： 炔 2200~2100 cm-1 烯 1680~1640 cm-1 芳环 1600,1580,1500,1450 cm-1 若已确定为烯或芳香化合物，则应进一步解析指纹区，即 1000~650cm-1的频区，以确定取代基个数和位置（顺反，邻、间、对）； （4）碳骨架类型确定后,再依据其他官能团，如 C=O, O-H, C-N 等特征吸收来判定化合物的官能团；
（5）解析时应注意把描述各官能团的相关峰联系起来，以准确判 定官能团的存在,如2820，2720和1750~1700cm-1的三个峰，说明 醛基的存在。 至此，分析基本搞定，剩下的就是背一些常见常用的健值了！ 1.烷烃：C-H伸缩振动（3000-2850cm-1） C-H弯曲振动（1465-1340cm-1） 一般饱和烃C-H伸缩均在3000cm-1以下，接近3000cm-1的频率吸收。 2.烯烃：烯烃C-H伸缩（3100~3010cm-1） C=C伸缩(1675~1640 cm-1) 烯烃C-H面外弯曲振动（1000~675cm-1）。 3.炔烃：伸缩振动（2250~2100cm-1） 炔烃C-H伸缩振动（3300cm-1附近）。 4.芳烃：3100~3000cm-1 芳环上C-H伸缩振动 1600~1450cm-1 C=C 骨架振动 880~680cm-1 C-H面外弯曲振动 芳香化合物重要特征：一般在1600，1580，1500和1450cm-1可能出现强度不等的4个峰。 880~680cm-1，C-H面外弯曲振动吸收，依苯环上取代基个数和位置不同而发生变化，在芳香化合物红外谱图分析中，常常用此频区的 吸收判别异构体。 5.醇和酚：主要特征吸收是O-H和C-O的伸缩振动吸收， O-H 自由羟基O-H的伸缩振动：3650~3600cm-1,为尖锐的吸收峰，
核磁共振氢谱总结
第3章核磁共振氢谱 核磁共振（nuclear magnetic resonance, NMR）是近十几年来发展起来的新技术，它与元素分析、组外光谱、红外光谱、质谱等方法配合，已成为化合物结构测定的有力工具。目前核磁共振已经深入到化学学科的各个领域，广泛应用越有机化学、生物化学、药物化学、罗和化学、无机化学、高分子化学、环境化学食品化学及与化学相关的各个学科，并对这些学科的发展起着极大的推动作用。 核磁共振测定过程中不破坏样品，仪分样品可测多种数据；不但可以测定纯物质，也可以测定彼此型号不重叠的混合物样品；不但可以测定有机物，现在许多无机物的分子结构也能用核磁共振技术进行测定。 核磁共振的基本原理 原子核的磁矩 原子核是带正电的粒子，若其进行自旋运动将能产生磁极矩，但并不是所有的原子核都能产生自旋，只有那些中子数和质子数均为奇数，或中子数和质子数之一为奇数的原子核才能产生自旋。如1H、13C、15N、19F、31P……、119Sn等。这些能够自旋的原子核进行自旋运动时能产生磁极矩，原子核的自旋运动与自旋量子数I相关,I=0的原子核没有自旋运动。只有I≠0的原子核有自旋运动。 原子核由中子和质子所组成，因此有相应的质量数和电荷数。很多种同位素的原子核都具有磁矩，这样的原子核可称为磁性核，是核磁共振的研究对象。原子核的磁矩取决于原子核的自旋角动量P，其大小为： 式中：I为原子核的自旋量子数。h为普朗克常数。 原子核可按I的数值分为以下三类： （1）中子数、质子数均为偶数，则I=0，如12C、16O、32S等。此类原子核不能用核磁共振法进行测定。 （2）中子数与质子数其一为偶数，另一为奇数，则Ｉ为半整数，如 I=1/2：1H、13C、15N、19F、31P、37Se等； I=3/2：7Li、9Be、11B、33S、35Cl、37Cl等； I=5/2：17O、25Mg、27Al、55Mn等； 以及I=7/2、9/2等。 （3）中子数、质子数均为奇数，则I为整数，如2H(D)、6Li、14N等I=1；58Co，I=2；10B，I=3。 （2）、（3）类原子核是核磁共振研究的对象。其中，I=1/2的原子核，其电荷均匀分布于原子核表面，这样的原子核不具有四极矩，其核磁共振的谱线窄，最宜于核磁共振检测。凡I值非零的原子核即具有自旋角动量P，也就具有磁矩μ，μ与P之间的关系为： γ称为磁旋比，是原子核的重要属性。 自旋核在次场中的取向和能级 质子核磁距在外加磁场中空间量子化，有2I + 1种可能的空间取向，这些磁量子数m 的值只能取I, I-1......-I, －I+1,共有2I + 1种可能的值，如下图所示：