1. 如何解析氫譜
你這個問題太大了,下面是網上找到的,你參考吧。
1、核磁共振氫譜譜圖的解析方法 a.檢查整個氫譜譜圖的外形、信號對稱性、解析度、雜訊、被測樣品的信 號等。 b.應注意所使用溶劑的信號、旋轉邊帶、C 衛星峰、雜質峰等。 c.確定 TMS 的位置,若有偏移應對全部信號進行校正。 d.根據分子式計算不飽和度 u。 e.從積分曲線計算質子數。 f.解析單峰。對照附圖 I 是否有-CH3-O-、CHCOCH3N=、CH3C、RCOCH2Cl、 RO-CH2-Cl 等基團。 g.確定有無芳香族化合物。如果在 6.5-8.5 范圍內有信號,則表示有芳香 族質子存在。如出現 AA`BB`的譜形說明有芳香鄰位或對位二取代。 h.解析多重峰。按照一級譜的規律,根據各峰之間的相系關系,確定有何 種基團。 如果峰的強度太小, 可把局部峰進行放大測試, 增大各峰的強度。 i.把圖譜中所有吸收峰的化學位移值與附圖 I 相對照,確定是何官能團, 並預測質子的化學環境。 j.用重水交換確定有無活潑氫。 k.連接各基團,推出結構式,並用此結構式對照該譜圖是否合理。再對照 已知化合物的標准譜圖。 2、核磁共振氫譜譜圖解析舉例 例 1:已知某化合物分子式為 C3H7NO2。測定氫譜譜圖如下所示,推定其結 構。 解析 計算不飽和度 u=1,可能存在雙鍵,1.50 和 1.59ppm 有小峰, 峰高不大於 1 個質子,故為雜質峰。經圖譜可見有三種質子,總積分值扣 除雜質峰按 7 個質子分配。從低場向高場各峰群的積分強度為 2:2:3, 可能有-CH2-、-CH2-、-CH3-基團。各裂分峰的裂距(J),低場三 重峰為 7Hz,高場三重峰為 8Hz,所以這兩個三峰沒有偶合關系,但它們 與中間六重峰有相互作用。這六重峰的質子為 2 個,所以使兩邊信號各裂 分為三重峰。 則該化合物具有 CH3-CH2-CH2-結構單元。參考所給定的分 子式應為 CH3-CH2-CH2-NO2,即 1-硝基丙烷。 例 2:已知某化合物分子式為 C7H16O3,其氫譜譜圖如下圖所示,試求其結 構。 解析 計算不飽和度 u=0,為飽和化合物。從譜圖看出有三種質子, 其質子比為 1:6:9,δ 為 1-4 之間有明顯 CH3-CH2-的峰形,δ 1.2 為 CH3-CH2-中甲基峰, 個質子三個等價甲基,被鄰接-CH2-分裂為三 9 重峰。δ 3.6 處應為-CH2-,有 6 個質子三個等價亞甲基,可能連接氧原 子,所以在較低場共振,同時被鄰接甲基分裂為四重峰。更低場 δ 5.2 處為單峰, 含有 1 個質子, 說明無氫核鄰接, 是與氧相接的一個次甲基峰。 連接各部分結構應為(CH3-CH2-O)3CH 與標准譜對照相吻合。 例 3:已知某化合物分子式 C8H9Br,其氫譜譜圖如下圖所示,試求其結構。 解析 由分子式可知不飽和度 u=4,在譜圖上 δ 7.3 左右有弱強強弱 四條譜線屬於 AA`BB`系統,這是對位二取代苯中質子的吸收峰形。δ 1.3 為甲基的吸收峰, 受相鄰碳上二質子的偶合裂分為三重峰。δ 2.6 為-CH2 -的吸收峰,受相鄰甲基偶合而裂分為四重峰,所以 δ 1-3 之間的峰為 CH3-CH2-,另外根據分子式可知還有溴,所以化合物分子式為 Br-Ph-CH2-CH3。
2. 化學位移的單位怎麼是ppm
化學位移的單位怎麼是ppm的原因是:
核磁共振中,化學位移本身的單位並不是ppm,而其單位是Hz,之所以單位為ppm,是因為我們常說的化學位移指的是化學相對位移。
打個比方,當使用200MHz的NMR時,某個位移值為200Hz,這時就採用相對位移,用200Hz去除以200MHz,得到的是百萬分之一,也就是1ppm;之所以這么表示是因為,位移值會隨著機器的不同而改變,例如剛才的例子,在400MHz的NMR下,位移值是400Hz,只是相對位移不變,仍然是1ppm。
化學位移的公式表示:
現採用相對數值表示法,即選用一個標准物質,以該標准物的共振吸收峰所處位置為零點,其它吸收峰的化學位移值根據這些吸收峰的位置與零點的距離來確定。
化學位移值普遍採用無量綱的δ值表示,其定義為:
(2)如何修改特徵峰的化學位移值擴展閱讀:
影響因素:
化學位移取決於核外電子雲密度,因此影響電子雲密度的各種因素都對化學位移有影響,影響最大的是電負性和各向異性效應。
1. 電負性
電負性大的原子(或基團)吸電子能力強,降低了氫核外圍的電子雲密度,屏蔽效應也就隨之降低,其共振吸收峰移向低場,化學位移會變大;反之,給電子基團可增加氫核外圍的電子雲密度,共振吸收峰移向高場,化學位移會變小。
2. 各向異性效應
當分子中的某些基團的電子雲排布不呈球形對稱時,它對鄰近的1H核產生一個各向異性的磁場,從而使某些空間位置上的核受屏蔽,而另一些空間位置上的核去屏蔽,這一現象稱為各向異性效應(anisotropic effect)。各向異性效應是由於成鍵電子的電子雲分布不均勻導致在外磁場中所產生的感應磁場的不均勻所引起的,如苯環上質子的化學位移移向低場,δ在7左右。
3. 氫鍵
氫鍵對羥基質子化學位移的影響與氫鍵的強弱及氫鍵的電子給予體的性質有關,在大多數情況下,氫鍵產生去屏蔽效應,使1H的δ值移向低場。
4. 溶劑效應
有時同一種樣品使用不同的溶劑也會使化學位移值發生變化,這稱為溶劑效應。活潑氫的溶劑效應比較明顯。能引起溶劑效應的因素很多,如N,N-二甲基甲醯胺在CDCl3中測定時,δαH>δβH,而在被測物中加入適量苯溶劑後可使δαH<δβH, 這是因為苯能與之形成復合物,而使兩種氫處於不同的屏蔽區所致。
5. 范德華效應
當取代基與共振核之間的距離小於范德華半徑時,取代基周圍的電子雲與共振核周圍的電子雲就互相排斥,共振核周圍的電子雲密度降低,使質子受到的屏蔽效應明顯下降,質子峰向低場移動,這稱為范德華效應。
3. 核磁共振的化學位移
氫的核磁共振譜提供了三類極其有用的信息:化學位移、偶合常數、積分曲線。應用這些信 息,可以推測質子在碳胳上的位置。
根據前面討論的基本原理,在某一照射頻率下,只能在某一磁感應強度下發生核磁共振。例如:照射頻率為60 MHz,磁感應強度是 14.092 Gs(14.092×10^-4 T),100 MHz—23.486 Gs(23.486×10^-4 T),200 MHz—46.973 Gs(46.973×10^-4 T)。600 MHz—140.920 Gs(140.920×10^-4 T)。但實驗證明:當1H在分子中所處化學環境(化學環境是指1H的核外電子以及與1H 鄰近的其它原子核的核外電子的運動情況)不同時,即使在相同照射頻率下,也將在不同的共振磁場下顯示吸收峰。下圖是乙酸乙酯的核磁共振圖譜,圖譜表明:乙酸乙酯中的8個氫,由 於分別處在a,b,c三種不同的化學環境中,因此在三個不同的共振磁場下顯示吸收峰。同種核由於在分子中的化學環境不同而在不同共振磁感應強度下顯示吸收峰,這稱為化學位移(chemical shift)。 化學位移是怎樣產生的?分子中磁性核不是完全裸露的,質子被價電子包圍著。這些電子 在外界磁場的作用下發生循環的流動,會產生一個感應的磁場,感應磁場應與外界磁場相反(楞次定律),所以,質子實際上感受到的有效磁感應強度應是外磁場感應強度減去感應磁場強度。即
B有效=B0(1-σ)=B0-B0σ=B0-B感應
外電子對核產生的這作用稱為屏蔽效應(shielding effect),也叫抗磁屏蔽效應(diamagnetic effect)。稱為屏蔽常數(shielding constant)。與屏蔽較少的質子比較,屏蔽多的質子對外磁場感受較少,將在較高的外磁場B0作用下才能發生共振吸收。由於磁力線是閉合的,因此感應磁 場在某些區域與外磁場的方向一致,處於這些區域的質子實際上感受到的有效磁場應是外磁場B0加上感應磁場B感應。這種作用稱為去屏蔽效應(deshielding effect)。也稱為順磁去屏蔽效應(paramagnetic effect)。受去屏蔽效應影響的質子在較低外磁場B0作用下就能發生共振吸收。綜上所述:質子發生核磁共振實際上應滿足:
ν射=γB有效/2π
因在相同頻率電磁輻射波的照射下,不同化學環境的質子受的屏蔽效應各不相同,因此它們發生 核磁共振所需的外磁場B0也各不相同,即發生了化學位移。
對1H化學位移產生主要影響的是局部屏蔽效應和遠程屏蔽效應。核外成鍵電子的電子雲 密度對該核產生的屏蔽作用稱為局部屏蔽效應。分子中其它原子和基團的核外電子對所研究的 原子核產生的屏蔽作用稱為遠程屏蔽效應。遠程屏蔽效應是各向異性的。 化學位移的差別約為百萬分之十,要精確測定其數值十分困難。現採用相對數值表示法,即選用一個標准物質,以該標准物的共振吸收峰所處位置為零點,其它吸收峰的化學位移值根據這 些吸收峰的位置與零點的距離來確定。最常用的標准物質是四甲基硅(CH3)4Si簡稱TMS。選TMS為標准物是因為:TMS中的四個甲基對稱分布,因此所有氫都處在相 同的化學環境中,它們只有一個銳利的吸收峰。另外,TMS的屏蔽效應很高,共振吸收在高場出現,而且吸收峰的位置處在一般有機物中的質子不發生吸收的區域內。現規定化學位移用δ來 表示,四甲基硅吸收峰的δ值為零,其峰右邊的δ值為負,左邊的δ值為正。測定時,可把標准物與樣品放在一起配成溶液,這稱為內標准法。也可將標准物用毛細管封閉後放人樣品溶液中進 行測定,這稱為外標准法。此外,還可以利用溶劑峰來確定待測樣品各個峰的化學位移。
由於感應磁場與外磁場的B0成正比,所以屏蔽作用引起的化學位移也與外加磁場B0成正 比。在實際測定工作中,為了避免因採用不同磁感應強度的核磁共振儀而引起化學位移的變化,δ一般都應用相對值來表示,其定義為
δ=(ν樣-ν標)/ν儀×10^6④
在式④中,ν樣和ν標分別代表樣品和標准化合物的共振頻率,ν儀為操作儀器選用的頻率。多數有機物的質子信號發生在0~10處,零是高場,10是低場。 需注意也有一些質子的信號是在小於0的地方出現的。如安扭烯的環內的質子,受到其外芳環磁各向異性的影響,甚至可以達到-2.99。此外,在不同兆數的儀器中,化學位移的值是相同的。 化學位移取決於核外電子雲密度,因此影響電子雲密度的各種因素都對化學位移有影響,影 響最大的是電負性和各向異性效應。
⑴電負性(誘導效應)
電負性對化學位移的影響可概述為:電負性大的原子(或基團)吸電子能力強,1H核附近的吸電子基團使質子峰向低場移(左移),給電子基閉使質子峰向高場移(右移)。這是因為吸電子基團降低了氫核周圍的電子雲密度,屏蔽效應也就隨之降低,所以質子的化學位 移向低場移動。給電子基團增加了氫核周圍的電子雲密度,屏蔽效應也就隨之增加,所以質子的 化學位移向高場移動。下面是一些實例。
實例一: 電負性 C2.6 N3.0 O3.5 δ C—CH3(0.77~1.88) N—CH3(2.12~3.10) O—CH3(3.24~4.02) 實例二: 電負性 Cl3.1 Br2.9 I2.6 δ CH3—Cl(3.05)
CH2—Cl2(5.30)
CH—Cl3(7.27) CH3—Br(2.68) CH3—I(2.16) 電負性對化學位移的影響是通過化學鍵起作用的,它產生的屏蔽效應屬於局部屏蔽效應。
⑵各向異性效應
當分子中某些基團的電子雲排布不呈球形對稱時,它對鄰近的1H核產 生一個各向異性的磁場,從而使某些空間位置上的核受屏蔽,而另一些空間位置上的核去屏蔽, 這一現象稱為各向異性效應(anisotropic effect)。
除電負性和各向異性的影響外,氫鍵、溶劑效應、van der Waals效應也對化學位移有影響。氫鍵對羥基質子化學位移的影響與氫鍵的強弱及氫鍵的電子給予體的性質有關,在大多數情況 下,氫鍵產生去屏蔽效應,使1H的δ值移向低場。有時同一種樣品使用不同的溶劑也會使化學位移值發生變化,這稱為溶劑效應。活潑氫的溶劑效應比較明顯。
當取代基與共振核之間的距離小於van der Waals半徑時,取代基周圍的電子雲與共振核周圍的電子雲就互相排 斥,結果使共振核周圍的電子雲密度降低,使質子受到的屏蔽效應明顯下降,質子峰向低場移動,這稱為van der Waals效應。氫鍵的影響、溶劑效應、van der Waals效應在剖析NMR圖譜時很有用。
(3)共軛效應
苯環上的氫若被推電子基取代,由於P-π共軛,使苯環電子雲密度增大,質子峰向高場位移。而當有拉電子取代基則反之。對於雙鍵等體系也有類似的效果。
4. 核磁信號歸屬中雙峰的化學位移怎麼寫
讀取核磁共振氫譜氫信號的化學位移,一是為了解析分子結構,一是為了發表文章報道使用. 為解析結構,只需要精確到小數點後2位即可,後面的四捨五入. 發表論文時,也基本上讀到小數點後2位即可. 只在解析高級譜圖時,才需要讀到小數點後4位,以便於計算使用. 對NMR譜圖的峰信號,不論信號峰的形狀是否規則、是否對稱,信號峰的化學位移值總是位於整個信號峰把基線進行添加後構成封閉圖形後的質量重心位置的橫坐標上. 為此,先對信號峰進行譜峰分組,再求解包括化學位移在內的所有譜圖信息參數. 對譜的每一組峰群進行分組,求解出每一個峰組的譜圖信息參數:峰形(寬窄),分裂峰數(單峰s,二重峰d,三重峰t,四重峰q,五重峰,六重峰,多重峰M).峰形與圖譜公共基線所圍峰面積積分比,化學位移δ值,自旋-自旋耦合常數J值(在非NMR專業論文中,一般都簡述這些圖譜參數)相互不迭加的譜峰容易進行分組,相互迭加的一級譜或復雜譜,解析的過程也是不斷調整進行分組的過程.峰形一般較窄,解析時都是按較窄的峰形處理的.如果較寬,至少是底部較寬時,它的峰較寬的信息本身就代表一定的分子結構信息. 化學位移δ值,現在多使用相對值,即以某一個內標准物質,如四甲基硅等,以內標准物質的NMR信號化學位移δ值為0 ppm或0 Hz,測試物質的信號峰相對於內標物的化學位移δ值.如果NMR譜圖內標物信號不在0 位,需要校正之. 常規分裂峰數,s,d,t,q,五重,六重,七重峰,此外還有dd(雙二重峰),dt(雙三重峰),dq(雙四重峰),ddd(雙雙二重峰),ddt(雙雙三重峰),dddd(雙雙雙二重峰)等峰形,每一種都代表一定的結構信息.有了峰形分組和譜峰組成,才容易求解δ值――峰形質量中心的橫坐標.求J值的過程也是不斷解析譜圖推導分子結構的過程. 單峰s,二重峰d,三重峰t,四重峰q,五重峰,六重峰,多重峰M,如果是左右對稱的峰形,化學位移δ值就在對稱峰形的中心峰上或中心處橫坐標上讀出. 對稱的dd(雙二重峰),dt(雙三重峰),dq(雙四重峰),ddd(雙雙二重峰),ddt(雙雙三重峰),dddd(雙雙雙二重峰)等峰形,化學位移δ值也是在對稱峰形的中心位置上讀出. 如果是高級譜圖,其中,一部分是一級譜圖的變形,即由於耦合關系、相互耦合的內側峰線高於外側峰線的,其化學位移δ值稍向峰高的那一側偏移,偏移得多少依據質量重心法則.另一部分的高級譜圖峰形較復雜,如要近似地讀出化學位移δ值也是如此即可.如果要想求解出精確的化學位移δ值,可以按照各種不同類型的高級譜圖自旋體系的成套的解析公式進行解析,這些高級譜圖的自旋類型的判斷、計算、解析的整個內容都是很好的可發表論文的實質內容和精華部分. 教科書中都有這方面的內容和專門知識,可去學習.
5. 化學位移中數字越大是低場還是高場
化學位移中數字越大是低場,不是高場。因為低場矢量為0的分力越小,而分力越小,越容易產生位移,所以化學位移中數字越大是低場。
核磁共振中,化學位移本身是有單位的,其單位是Hz,之所以最終沒有單位,是因為我們常說的化學位移指的是化學相對位移。例如,當使用200MHz的NMR時,某個位移值為200Hz,這時就採用相對位移,用200Hz去除以200MHz,得到的是百萬分之一,也就是1ppm;
之所以這么表示是因為,位移值會隨著機器的不同而改變,例如,在400MHz的NMR下,位移值是400Hz,只是相對位移不變,仍然是1ppm
由於有機分子中各種質子受到不同程度的屏蔽效應,因此在核磁共振譜的不同位置上出現吸收峰。
某一物質吸收峰的位置與標准質子吸收峰位置之間的差異稱為該物質的化學位移(chemicalshift),常以δ表示。
四甲基硅吸收峰的δ值為零,其右邊的δ值為負,左邊δ值為正。
6. 核磁共振的質子化學位移
由於不同類型的質子化學位移不同,因此化學位移值對於分辨各類質子是重要的,而確定質子類型對於闡明分子結構是十分有意義的。下表列出了一些特徵質子的化學位移,表中黑體字的H是要研究的質子。 特徵質子的化學位移質子的類型 化學位移 質子的類型 化學位移 RCH3 0.9 ArOH 4.5-4.7(分子內締合10.5~16) R2CH2 1.3 R3CH 1.5 R2C=CR—OH 15~19(分子內締合) 0.22 RCH2OH 3.4~4 R2C=CH2 4.5~5.9 ROCH3 3.5~4 R2C=CRH 5.3 RCHO 9~10 R2C=CR—CH3 1.7 RCOCR2—H 2~2.7 RC≡CH 7~3.5 HCR2COOH 2~2.6 ArCR2—H 2.2~3 R2CHCOOR 2~2.2 RCH2F 4~4.5 RCOOCH3 3.7~4 RCH2Cl 3~4 RC≡CCOCH3 2~3 RCH2Br 3.5~4 RNH2或R2NH 0.5~5(峰不尖銳,常呈饅頭形) RCH2I 3.2~4 ROH 0.5~5.5(溫度、溶劑
、濃度改變時影響很大) RCONRH或ArCONRH 5~9.4 甲烷氫的化學位移值為0.23,其它開鏈烷烴中,一級質子在高場δ≈0.91處出現,二級質子移向低場在δ≈1.33處出現,三級質子移向更低場在δ≈1.5處出現。例如: 烷烴 CH4 CH3—CH3 CH3—CH2—CH3 (CH3)3CH δ 0.23 0.86 0.86 0.91 1.33 0.91 0.86 1.50 甲基峰一般具有比較明顯的特徵,亞甲基峰和次甲基峰沒有明顯的特徵,而且常呈很復雜的峰形,不易辨認。當分子中引人其它官能團後,甲基、次甲基及亞甲基的化學位移會發生變化,但其δ值極少超出0.7~4-5這一范圍。
環烷烴能以不同構象形式存在,未被取代的環烷烴處在一確定的構象中時,由於碳碳單鍵的 各向異性屏蔽作用,不同氫的δ值略有差異。例如,在環己烷的椅型構象中,由於C-I上的平伏鍵氫處於C⑵ — C⑶鍵及C⑸ — C⑹鍵的去屏蔽區,而C-I上的直立鍵氫不處在去屏蔽區,(圖環己烷的各向異性屏蔽效應)。所以平伏鍵氫比直立鍵氫的化學位移略高0.2~0.5。在低溫(-100℃)構象固定時,NMR譜圖上可以清晰地看出兩個吸收峰,一個代表直立鍵氫,一個代表平伏鍵氫。但在常溫下,由於構象的迅速轉換(圖環己烷構象的轉換),一般只看到一個吸收峰(見右圖)。
其它未取代的環烷烴在常溫下也只有一個吸收峰。環丙烷的δ值為0.22,環丁烷的δ值為1.96,別的環烷烴的δ值在1.5左右。取代環烷烴中,環上不同的氫有不同的化學位移,它們的圖譜有時呈比較復雜的峰形,不易辨認。 酯中烷基上的質子RCOOCH2R的化學位移δH=3.7~4。醯胺中氮上的質子RCONHR 的化學位移,一般在δ= 5~9.4之間,往往不能給出一個尖銳的峰。
羰基或氮基附近α碳上的質子具有類似的化學位移= 2~3,例如,CH3COCl δH=2.67,CH3COOCH3 δH=2.03, RCH2COOCH3 δH=2.13,CH3CONH2 δH= 2.08,RCH2CONH2 δH=2.23,CH3CN δH=1.98,RCH2CN δH=2.30。 醇的核磁共振譜的特點參見後文。醚α-H的化學位移約在3.54附近。
酚羥基氫的核磁共振的δ值很不固定,受溫度、濃度、溶劑的影響很大,只能列出它的大致范 圍。一般酚羥基氫的δ值在4~8范圍內,發生分子內締合的酚羥基氫的δ值在10.5~16范 圍內。
羧酸H的化學位移在2~2.6之間。羧酸中羧基的質子由於受兩個氧的吸電子作用,屏 蔽大大降低,化學位移在低場。R2CHCOOH δH=10~12。
胺中,氮上質子一般不容易鑒定,由於氫鍵程度不同,改變很大,有時N— H和C一H質子 的化學位移非常接近,所以不容易辨認。一般情況在α-H δH=2.7~3.1,β-H δ=1.1~1.71。N-H δ=0.5~5,RNH2,R2NH的δ值的大致范圍在0.4~3.5,ArNH2,ArzNH,ArNHR的δ值的大 致范圍在2.9~4.8之間。
7. mestrenova怎樣修改化學位移值小數點後位數
雙擊工作界面。出現對話框,點擊peaks,然後在dicimals裡面輸入你所需要的位數