佛山市功能高分子材料與精細(xì)化學(xué)品中心

復(fù)雜譜圖解析、簡(jiǎn)單譜圖解析、HMBC譜、NOESY譜、HC-COSY譜、HM(S)QC譜（用HC-COSY譜代替）、HH-COSY譜、29Si譜--即硅譜、31P譜--即磷譜、DEPT（135&90）譜、13C譜--即碳譜、 1H譜--即氫譜

中國(guó)科學(xué)院廣州化學(xué)研究所分析測(cè)試中心

事業(yè)部-----卿工----13113316131

為1:3:3:1， 

CH2有兩個(gè)氫，自旋組合有三種方式，使鄰近的CH3分裂成三重峰，強(qiáng)度為1:2:1。 

裂分后峰的總面積＝裂分前的峰面積。裂分峰間的距離稱(chēng)偶合常數(shù)J。 

2、裂分規(guī)律： 

① 如自旋偶合的鄰近氫原子相同，則裂分峰的數(shù)目為（n+1） 

② 如自旋偶合的鄰近氫原子不同，則裂分峰的數(shù)目為（n+1）(n’+1)(n’’+1)….. 如：Cl2CH－CH2－CHBr2，（1+1）（1+1）＝4，四重峰 

③ 裂分強(qiáng)度：在（n+1）情況下，裂分峰的強(qiáng)度之比恰好等于二項(xiàng)式（a+b）n的展開(kāi)式中的各項(xiàng)的系數(shù)和。（1+1）（1+1）情況下，四重峰相等。（n+1）(n’+1)(n’’+1)…情況下，各峰常不易分辯。 

④ 裂分峰的形狀：在（n+1）情況下（一級(jí)譜圖），每組峰的中心可作為每組化學(xué)位移的位置。理論上，裂分峰的形狀是對(duì)稱(chēng)的，不對(duì)稱(chēng)的譜線是彼此靠著的，即兩邊低，中間高，高的靠著高的。如發(fā)現(xiàn)兩組的峰線不是彼此靠著，而是彼此對(duì)著，那么，很可能這兩組的質(zhì)子沒(méi)有偶合。 

3、自旋偶合的條件和限度： （1）質(zhì)子必須是不等性的。 

（2）偶合作用通常發(fā)生在鄰位碳上，隨著距離的增大自旋間的作用很快消失，兩個(gè)質(zhì)子間少于或等于三個(gè)單鍵（中間插入 雙鍵或叁鍵可以發(fā)生遠(yuǎn)程偶合）。相隔四個(gè)單鍵可視為零。 （3） 偶合作用通過(guò)成鍵電子傳遞，通過(guò)重鍵的偶合作用比單鍵大。 

（4）如果是活性氫，如－OH，－COOH，－CHO等，通常情況下只出現(xiàn)單峰，可看作無(wú)偶合。 

3、等性與不等性質(zhì)子 

分子中兩個(gè)相同的原子處于相同的化學(xué)環(huán)境稱(chēng)為化學(xué)等價(jià)。 

分子中兩個(gè)核（質(zhì)子），具有嚴(yán)格相同的化學(xué)位移值，則稱(chēng)它們是化學(xué)位移等價(jià)。 一組化學(xué)等價(jià)的核，如對(duì)組外任何其它核的偶合常數(shù)彼此之間也都相同，那末這組核就稱(chēng)為磁等價(jià)核。 

從一級(jí)NMR譜圖上可直接得到δ值和J值。同類(lèi)型的δ值相同，這些質(zhì)子稱(chēng)化學(xué)等價(jià)質(zhì)子（化學(xué)環(huán)境相同）。化學(xué)等價(jià)的質(zhì)子其化學(xué)位移必然相同，但化學(xué)位移相同的質(zhì)子，則不一定是化學(xué)等價(jià)的。若δ值相同，且對(duì)其它任何核都具有相同的J的質(zhì)子稱(chēng)磁等價(jià)質(zhì)子。磁等價(jià)質(zhì)子必定是化學(xué)等價(jià)的，而化學(xué)等價(jià)的質(zhì)子不一定是磁等價(jià)的。如： 

HaHb

F1F2

JHaF1JHbF2

JHaF

2

JHbF

1

== 

產(chǎn)生磁不等價(jià)的原因： 

① 單鍵旋轉(zhuǎn)受阻時(shí)產(chǎn)生磁不等價(jià)質(zhì)子：如低溫下的環(huán)己烷。通過(guò)對(duì)稱(chēng)軸的旋轉(zhuǎn)能夠互換的質(zhì)子稱(chēng)為等位質(zhì)子。 

② 單鍵帶有雙鍵性質(zhì)時(shí)產(chǎn)生磁不等價(jià)質(zhì)子：如酰胺 RCONH2. ③ 與手性碳原子相連的同碳質(zhì)子是不等價(jià)質(zhì)子。如 C*－CH2－。 ④ 雙鍵上的同碳質(zhì)子：CH2=CHR 

4、偶合常數(shù)： 

自旋偶合的量度稱(chēng)自旋的偶合常數(shù)J。J的大小表示偶合作用的強(qiáng)弱，偶合常數(shù)不隨外磁場(chǎng)的改變而改變。Ja b表示質(zhì)子a被質(zhì)子b裂分，J同表示同碳質(zhì)子偶合。超過(guò)三個(gè)碳的偶合稱(chēng)遠(yuǎn)程偶合。J的單位是Hz和周/秒，用CPS表示?；ハ嗯己系膬山M質(zhì)子，其J值相同。如：CH3CH2Br，Jab=Jba。 

三、特征質(zhì)子的化學(xué)位移與譜圖解析 

滿(mǎn)足（n+1）規(guī)律的稱(chēng)為一級(jí)譜圖，一級(jí)譜圖滿(mǎn)足兩個(gè)條件：一：兩組質(zhì)子的δ值之差△υ至少是J的六倍以上，△υ/J≥6。二：一組質(zhì)子中的各質(zhì)子必須是化學(xué)等價(jià)和磁等價(jià)。 在一級(jí)氫譜中，偶合裂分的規(guī)律可以歸納為： *1  自旋裂分的峰數(shù)目符合(n+1)規(guī)律。 

*2  自旋裂分的峰高度比與二項(xiàng)展開(kāi)式的各項(xiàng)系數(shù)比一致。 *3   Jab= J b a 

*4   偶合常數(shù)不隨外磁場(chǎng)強(qiáng)度的改變而改變。 

根據(jù)NMR譜圖正確地推導(dǎo)化合物的結(jié)構(gòu)，通常有以下步驟： ① 標(biāo)識(shí)雜質(zhì)峰：如溶劑峰、旋轉(zhuǎn)邊峰、13C同位素峰。 ② 根據(jù)積分曲線計(jì)算各組峰的相應(yīng)質(zhì)子數(shù)。 ③ 根據(jù)δ值確定它們的歸屬。 

④ 根據(jù)J和峰形確定基團(tuán)之間的相互關(guān)系。 ⑤ 采用重水交換法識(shí)別活潑氫。 ⑥ 綜合各種分析，推斷化合物的結(jié)構(gòu)。 

   對(duì)于譜圖難以直接剖析，通常采用合理的方法簡(jiǎn)化譜圖，常用的方法有：增大磁場(chǎng)強(qiáng)度；雙照射（去偶）法；NOE（Nuclear Overhauser Effect）效應(yīng)（對(duì)相鄰兩個(gè)核的其中之一進(jìn)行雙照射，則另一個(gè)核的信號(hào)加強(qiáng)）；采用位移試劑，使化合物中的各種質(zhì)子的化學(xué)位移產(chǎn)生不同程度的變化，使重疊的譜圖展開(kāi)，易于分辯和剖析。位移試劑是有順磁性的金屬絡(luò)合物，常用鑭系元素銪Eu和鐠Pr的絡(luò)合物。        

特征質(zhì)子的化學(xué)位移：  

質(zhì)子類(lèi)型 化學(xué)位移 質(zhì)子類(lèi)型 化學(xué)位移 

RCH3 R2CH2 R3CH 環(huán)丙烷 =CH2 R2C=CHR C=C-CH3 -C=CH Ar－C－H ArH RCH2F RCH2Cl 

0.9 1.3 1.5 0.2 4.5~5.9 5.3 1.7 1.7~3.5 2.2~3 6~8.5 4~4.5 3~4 

RCH2Br RCH2I ROH ArOH C=C-OH RCH2OH R-OCH3 RCHO 

CHR2COOH H－C-COOR RCOO-CH3 RNH2 

3.5~4 3.2~4 0.5~5.5 4.5~7.7 

10.5~16,15~19(分子內(nèi)締合) 

3.4～4 

3.5～4 9～10 10～12 2～2.2 3.7～4 

0.5～5（不尖銳，常呈饅頭狀） 

四、核磁共振波譜儀器及操作 Varian 300MHz 核磁共振波譜儀 

性能指標(biāo):    1.磁體  

   磁體類(lèi)別:超導(dǎo)     磁場(chǎng)強(qiáng)度:7 特斯拉  

   磁場(chǎng)穩(wěn)定性:液氦磁場(chǎng)飄移 <3Hz/h     2.檢測(cè)器  

   探 頭:5mm脈沖場(chǎng),無(wú)需調(diào)諧,自動(dòng)開(kāi)關(guān)式 

   對(duì)象核:多種核（1H、19F、13C、31P四核免調(diào)諧）    分辨率:0.05 Hz (雙通道)  

   靈敏度:1H 靈敏度≥150:1 (0.1%EB)         13C靈敏度≥ 80:1 (ASTM)         19F靈敏度≥140:1 (0.05%TFT)         31P靈敏度≥100:1 (0.0485MTPP)     去偶方式:同核,異核.    3.溫度控制  

   溫度范圍:-100℃～ +150℃     變溫精度:0.1℃     控制與分析軟件:  

     自動(dòng)實(shí)現(xiàn)鎖場(chǎng),掃場(chǎng),增益,相位校正,系統(tǒng)和探頭校正     主要配件:變溫附件     測(cè)試功能:       1. 常規(guī)譜       2. 多維譜     主要應(yīng)用:  

     無(wú)機(jī)物,有機(jī)物,高分子材料的成份與結(jié)構(gòu)的測(cè)定和研究     樣品要求: 液體樣品 

測(cè)試操作： 

1登 陸： 輸入用戶(hù)名和密碼，打開(kāi)核磁程序。 2裝 樣： 樣品管裝入轉(zhuǎn)子，用量規(guī)量好高度 

點(diǎn)擊Acqi 點(diǎn)擊Eject 

將“轉(zhuǎn)子（樣品管）”放入核磁譜儀中 點(diǎn)擊Insert （兩聲響后，樣品管放好了） 

3鎖 場(chǎng)： 點(diǎn)擊Lock 

調(diào)Lockpower和Lockgain到大 

調(diào)Z0 （使鎖場(chǎng)信號(hào)出現(xiàn)平臺(tái)并且強(qiáng)度大。） 點(diǎn)擊Close （關(guān)閉Acqi） 

4勻 場(chǎng)： 輸入gms（調(diào)入標(biāo)準(zhǔn)場(chǎng)）    點(diǎn)擊AutoShim on Z（開(kāi)始勻場(chǎng)）    點(diǎn)擊Acqi（重新打開(kāi)鎖場(chǎng)控制區(qū)） 

降低Lockpower和Lockgain（使鎖場(chǎng)信號(hào)平臺(tái)在40－50） 點(diǎn)擊Close （關(guān)閉Acqi） 

5做 譜： 輸入jexp1（跳轉(zhuǎn)到工作區(qū)1）    點(diǎn)擊Setup    選溶劑  

選脈沖序列 

輸入ga（開(kāi)始采樣） 

如出現(xiàn)“ADC overflow”，輸入aa（中止運(yùn)行），輸入gain=25（調(diào)低gain值），輸入ga（重新采樣），如還出現(xiàn)“ADC overflow”繼續(xù)降低gain值。 

   輸入aph（調(diào)整相位）    點(diǎn)擊Dscale  

檢查譜圖 

6存 盤(pán)： 輸入svf，輸入文件名 7退 出：輸入Exit  

8 利用核磁數(shù)據(jù)處理軟件處理后得到所做樣品的譜圖。