第四章

核磁共振波譜分析法一、自旋偶合與自旋裂分spincouplingandspinsplitting二、峰裂分數與峰面積numberofpearsplittingandpearareas三、磁等同與磁不等同magneticallyequivalentandnonequivalent第三節

自旋偶合與自旋裂分nuclearmagneticresonancespectroscopy;NMRspincouplingandspinsplitting一、自旋偶合與自旋裂分

spincouplingandspinsplitting自旋偶合

是指相鄰碳原子上兩個氫質子之間的自旋干擾作用。一個氫質子自旋產生的磁場對另一個的作用。2.自旋裂分由自旋偶合引起的氫質子共振吸收峰數量增多的現象。某個氫質子的自旋磁場使另一個氫質子產生共振吸收所需要的外界磁場發生變化，引起化學位移變化。

但是更多的氫核會產生多重峰。原因是自旋偶合兩個氫核的化學環境和磁環境不同。如碘代乙烷，如右圖：如果氫質子的化學環境和磁場環境都等同，則雖然存在自旋偶合，但是不發生自旋裂分現象。例如：乙烷的NMR圖，如右圖：自旋偶合示意圖3.核的等價性（1）化學等價化學位移等價。分子中相同的原子處于相同的化學環境。有相同的化學位移。（2）磁等價在化學等價的基礎上，對任意另一核的偶合常數相同。4.偶合作用的一般規則（1）偶合裂分峰數量應用n+1規則。

2nI+1,(n+1)(m+1),n+m+1（2）多重峰強度分布用二項式展開系數表示。（3）偶合常數表示偶合質子間作用力，與質子間距離有關，與外界磁場無關。與裂分峰之間距離有關。（4）磁等價質子間的偶合不產生峰裂分。二、峰裂分數量與峰面積

numberofpearsplittingandpearareas峰裂分數應用n+1規則；2nI+1,(質子I=1/2)(n+1)(m+1),(n+m+1)2.多重峰強度系數分布符合二項式的展開式系數；3.峰面積與同類質子數成正比，僅能確定各類質子之間的相對比例。峰裂分數示意圖4.峰裂分數舉例：1:11:3:3:11:11:2:1（1）1H核與n個不等價1H核偶合，裂分峰數為（n+1)個（2）1H核同時與n個和m個不等價1H核相鄰時，裂分峰數：（n+1)(m+1)個；(nb+1)(nc+1)(nd+1)=2×2×2=8Ha裂分為8重峰1:3:3:11:2:11:11:6:15:20:15:6:1Ha裂分為多少重峰？01234JcaJbaJca

JbaHa裂分峰:(3+1)(2+1)=12實際Ha裂分峰:(5+1)=6強度比近似為：1:5:10:10:5:1三、磁等同與磁不等同

magneticallyequivalentandnonequivalent1.化學等價（化學位移等價）若分子中兩個相同原子（或兩個相同基團）處于相同的化學環境，其化學位移相同，它們是化學等價的。化學不等價例子：

⑴對映異構體

在手性溶劑中：兩個CH3化學不等價在非手性溶劑中：兩個CH3化學等價⑵固定在環上CH2的兩個氫化學不等價。⑶單鍵不能快速旋轉，連于同一原子上的兩個相同基化學不等價。⑷與手性碳相連的CH2的兩個氫化學不等價。

分子中相同種類的核（或相同基團），不僅化學位移相同，而且還以相同的偶合常數與分子中其它的核相偶合，只表現一個偶合常數，這類核稱為磁等同的核。磁等同例子：三個H核化學等同磁等同二個H核化學等同，磁等同二個F核化學等同，磁等同六個H核化學等同磁等同2.磁等同兩核（或基團）磁等同條件①化學等價（化學位移相同）②對組外任一個核具有相同的偶合常數（數值和鍵數）Ha，Hb化學等價，磁不等同。JHaFa≠JHbFaFa，Fb化學等價，磁不等同。磁不同等例子：

內容選擇：第一節核磁共振基本原理principleofnuclearmagneticresonance第二節核磁共振與化學位移nuclearmagneticresonanceandchemicalshift第三節自旋偶合與自旋裂分spincouplingandspinsplitting第四節譜圖解析與結