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《自旋偶合與自旋裂分》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、第十一章 核磁共振波譜分析一、自旋偶合與自旋裂分spincouplingandspinsplitting二、峰裂分?jǐn)?shù)與峰面積numberofpearsplittingandpearareas三、磁等同與磁不等同magneticallyequivalentandnonequivalent第四節(jié) 自旋偶合與自旋裂分nuclearmagneticresonancespectroscopy;NMRspincouplingandspinsplitting一、自旋偶合與自旋裂分spincouplingandspinsplitting每類氫核不總表現(xiàn)為單峰，有時(shí)多重峰。原因：相鄰兩個(gè)氫
2、核之間的自旋偶合（自旋干擾）；一般在3個(gè)鍵之內(nèi)發(fā)生由自旋偶合所引起的譜線增多的現(xiàn)象稱為自旋裂分。峰的裂分峰的裂分原因:相鄰兩個(gè)氫核之間的自旋偶合多重峰的峰間距：偶合常數(shù)（J），用來(lái)衡量偶合作用的大小。自旋偶合二、峰裂分?jǐn)?shù)與峰面積numberofpearsplittingandpearareas峰裂分?jǐn)?shù)：n+1規(guī)律；n為相鄰碳原子上的質(zhì)子數(shù)；系數(shù)符合二項(xiàng)式(a+b)n的展開式系數(shù)；2Hb3HbHaHb1Hb2Hb3HaHb1Hb2HaHb1HaHb3JHaHbNMR的直接信息峰裂分?jǐn)?shù)1:11:3:3:11:11:2:1峰裂分?jǐn)?shù)1:3:3:11:2:11:11:6:15:20
3、:15:6:1三.耦合常數(shù)（J）自旋－自旋耦合，可反映相鄰核的特征，可提供化合物分子內(nèi)相接和立體化學(xué)的信息NMR的直接信息nJHX表達(dá)方式：耦合原子相隔鍵數(shù)耦合常數(shù)自旋偶合產(chǎn)生峰裂分后，兩峰之間的距離稱為偶合常數(shù)J。單位：赫茲Hz，一般不超過20Hz1.同碳偶合指間隔2個(gè)單鍵的質(zhì)子之間的偶合，即連在同一個(gè)碳上的2個(gè)質(zhì)子之間的偶合。用2J表示J=12~15J=0~3J的大小表示偶合作用的強(qiáng)弱，它是化合物結(jié)構(gòu)的屬性，不隨外磁場(chǎng)的變化而變化。(Karplus公式)3J=A+BcosΦ+Ccos2Φ(A=7B=-1C=5)ΦCCHHNMR的直接信息2.鄰碳偶合指間隔3個(gè)單鍵的質(zhì)子
4、之間的偶合，即相鄰2個(gè)碳上的質(zhì)子之間的偶合。用3J表示例如，H-C-C-H3J=5~9Hz3J的大小與2個(gè)質(zhì)子之間的夾角有關(guān)，J180>J0烯鍵鄰位氫：順式（0°）J=6~14反式（180°）J=11~183J12=3Jaa=8-11Hz3J13=3J24=3Jae=2-5Hz3J34=3Jee=2-5Hza鍵e鍵NMR的直接信息反式(trans)順式(cis)3Jab=14-18HzHaHb3Jab=10-14HzHaHbNMR的直接信息烯鍵鄰位氫：順式（0°）J=6~14反式（180°）J=11~183.遠(yuǎn)程偶合指間隔3個(gè)鍵以上的質(zhì)子之間的偶合，這種偶合對(duì)π體系較為重
5、要。J鄰=6~10J間=1~3J對(duì)=0.2~1.5Jac=0~1.5Jbc=1.6~3.0HaHcHdHaHbHcHaHbHcNMR的直接信息DMSOCDCl325344352自旋偶合具有相互性：nJxy=nJyx(J值相同)偶合是固有的，只有當(dāng)相互偶合的核化學(xué)位移不等時(shí)，才會(huì)表現(xiàn)出偶合裂分偶合強(qiáng)弱(J值大小)與原子核間所隔的化學(xué)鍵多少（n）有關(guān)通常1H核之間的偶合出現(xiàn)在n?3，當(dāng)它們之間有雙鍵存在時(shí)，n=4-5，也會(huì)出現(xiàn)偶合（遠(yuǎn)程偶合）。不同的原子核會(huì)有些差別。4.一般規(guī)律峰裂分?jǐn)?shù)Ha裂分為多少重峰？01234JcaJbaJca?JbaHa裂分峰:(3+1)(2+1)=
6、12實(shí)際Ha裂分峰:(5+1)=6強(qiáng)度比近似為：1:5:10:10:5:1四、磁等價(jià)與磁不等價(jià)magneticallyequivalentandnonequivalent1.化學(xué)等價(jià)（化學(xué)位移等價(jià)）若分子中兩個(gè)相同原子（或兩個(gè)相同基團(tuán)）處于相同的化學(xué)環(huán)境，其化學(xué)位移相同，它們是化學(xué)等價(jià)的。相反，化學(xué)位移不同的核稱為化學(xué)不等價(jià)。例如：⑴CH3CH2X中的CH3的3個(gè)H，是化學(xué)等價(jià)的，CH2中的2個(gè)H，是化學(xué)等價(jià)的，而甲基和亞甲基的H是化學(xué)不等價(jià)核（2）CH3CH3（3）CH3CH2OCH2CH3分子中相同種類的核（或相同基團(tuán)），不僅化學(xué)位移相同，而且還以相同的偶合常數(shù)與分子
7、中其它的核相偶合，只表現(xiàn)一個(gè)偶合常數(shù)，這類核稱為磁等價(jià)的核。例如：三個(gè)H核化學(xué)等價(jià)磁等價(jià)二個(gè)H核化學(xué)等價(jià)，磁等價(jià)六個(gè)H核化學(xué)等價(jià)磁等價(jià)2.磁等價(jià)兩核（或基團(tuán)）磁等價(jià)的條件①首先必須是化學(xué)等價(jià)（化學(xué)位移相同）②必須對(duì)組外任一個(gè)核具有相同的偶合常數(shù)（數(shù)值和鍵數(shù)）Ha，Hb化學(xué)等價(jià)，磁不等價(jià)。JHaFa≠JHbFaFa，F(xiàn)b化學(xué)等價(jià)，磁不等同。磁不等同例子：五.NMR圖譜的類型1.一級(jí)譜（簡(jiǎn)單譜）一級(jí)譜必須滿足2個(gè)條件：（1）兩組相互偶合的氫核的化學(xué)位移的差值與其偶合常數(shù)的比值滿足：例：CHCl2-CH2Cl中CH?=5.85，CH
