第十一章核磁共振波谱分析法一、自旋偶合与自旋裂分
spin coupling and spin splitting
二、峰裂分数与峰面积
number of pear splitting and
pear areas
三、磁等同与磁不等同
magnetically equivalent and
nonequivalent第三节自旋偶合与自旋裂分
nuclear magnetic
resonance spectroscopy;
NMR
spin coupling and spin
splitting
一、自旋偶合与自旋裂分
spin coupling and spin splitting
每类氢核不总表现为单峰，有时多重峰。
原因：相邻两个氢核之间的自旋偶合
（自旋干扰）；
峰的裂分峰的裂分原因,自旋偶合相邻两个氢核之间的自旋偶合（自旋干扰）；
多重峰的峰间距：偶合常数（ J）,用来衡量偶合作用的大小。
二、峰裂分数与峰面积
number of pear splitting and pear areas
峰裂分数,n+1 规律；
相邻碳原子上的质子数；
系数符合二项式的展开式系数；
峰面积与同类质子数成正比，仅能确定各类质子之间的相对比例。
峰裂分数峰裂分数
C C H
3
H
C C
H H
H
1:11:3:3:1
1:11:2:1
峰裂分数
C C
H
H H
H
H
C C H 3
H
C H 3
1H核与 n个不等价 1H核相邻时，裂分峰数：
（ n+1)( n′+1)…… 个；CC C
C
H a H cH b
H d
(nb+1)(nc+1)(nd+1)=2× 2 ×
2=8Ha裂分为 8重峰
1:3:3:1 1:2:1
1:11:6:15:20:15:6:1
峰裂分数
CC C
H a H c
B rH b
H b
H cH b H a
Ha裂分为 多少 重峰？
01234
Jca
Jba
Jca? Jba
Ha裂分峰,(3+1)(2+1)=12
实际 Ha裂分峰,(5+1)=6
强度比近似为,1:5:10:10:5:1
三、磁等同与磁不等同
magnetically equivalent and nonequivalent
1,化学等价 （ 化学位移等价 ）
若分子中两个相同原子 （ 或两个相同基团 ） 处于相同的化学环境,其化学位移相同,它们是化学等价的 。
化学不等价例子,
⑴ 对映异构体
C H
O H
C H
H 3 C C H 3
O
HH 3 C
H 3 C C H ( C H 3 ) 2
在手性溶剂中,两个 CH3化学不等价在非手性溶剂中,两个 CH3化学等价
⑵ 固定在环上 CH2的两个氢化学不等价。
⑶ 单键不能快速旋转,连于同一原子上的两个相同基化学不等价 。
C
O
H 3 C N
C H 3
C H 3
C
O
H 3 C N
H
H
⑷ 与手性碳相连的 CH2的两个氢化学不等价。
R
H 2
C C
R 1
R 2
R 3
H 2
C C
C H 3
C H 3
C
R 1
R 3
R 2
分子中 相同种类的核 （ 或相同基团 ）,不仅 化学位移相同,而且还以 相同的偶合常数 与分子中其它的核相偶合,只表现一个偶合常数,这类核称为磁等同的核 。
磁等同例子：
C
H
H
H C
H
H
F
F C
H 2
C C
H
H
H
H
H
H
三个 H核化学等同磁等同二个 H核化学等同,磁等同二个 F核 化学等同,磁等同六个 H核化学等同磁等同
2,磁等同两核（或基团）磁等同条件
①化学等价 （化学位移相同）
②对组外任一个核具有相同的偶合常数 （数值和键数）
Ha,Hb化学等价,磁不等同 。
J Ha Fa≠J Hb Fa
Fa,Fb化学等价，磁不等同。
C C
H
a
H
b
F
a
F
b
Y
H
2
'
H
3
'
H
4
H
2
H
3
3
J
5
J
C
O
H
3
C N
H
H
X Y
H
2
'
H
3
'
H
2
H
3
磁不同等例子：
内容选择：
第一节 核磁共振基本原理
principle of nuclear magnetic resonance
第二节 核磁共振与化学位移
nuclear magnetic resonance and chemical shift
第三节 自旋偶合与自旋裂分
spin coupling and spin splitting
第四节 谱图解析与结构确定
analysis of spectrograph and structure determination
第五节 13C核磁共振波谱
13C nuclear magnetic resonance
结束
spin coupling and spin splitting
二、峰裂分数与峰面积
number of pear splitting and
pear areas
三、磁等同与磁不等同
magnetically equivalent and
nonequivalent第三节自旋偶合与自旋裂分
nuclear magnetic
resonance spectroscopy;
NMR
spin coupling and spin
splitting
一、自旋偶合与自旋裂分
spin coupling and spin splitting
每类氢核不总表现为单峰，有时多重峰。
原因：相邻两个氢核之间的自旋偶合
（自旋干扰）；
峰的裂分峰的裂分原因,自旋偶合相邻两个氢核之间的自旋偶合（自旋干扰）；
多重峰的峰间距：偶合常数（ J）,用来衡量偶合作用的大小。
二、峰裂分数与峰面积
number of pear splitting and pear areas
峰裂分数,n+1 规律；
相邻碳原子上的质子数；
系数符合二项式的展开式系数；
峰面积与同类质子数成正比，仅能确定各类质子之间的相对比例。
峰裂分数峰裂分数
C C H
3
H
C C
H H
H
1:11:3:3:1
1:11:2:1
峰裂分数
C C
H
H H
H
H
C C H 3
H
C H 3
1H核与 n个不等价 1H核相邻时，裂分峰数：
（ n+1)( n′+1)…… 个；CC C
C
H a H cH b
H d
(nb+1)(nc+1)(nd+1)=2× 2 ×
2=8Ha裂分为 8重峰
1:3:3:1 1:2:1
1:11:6:15:20:15:6:1
峰裂分数
CC C
H a H c
B rH b
H b
H cH b H a
Ha裂分为 多少 重峰？
01234
Jca
Jba
Jca? Jba
Ha裂分峰,(3+1)(2+1)=12
实际 Ha裂分峰,(5+1)=6
强度比近似为,1:5:10:10:5:1
三、磁等同与磁不等同
magnetically equivalent and nonequivalent
1,化学等价 （ 化学位移等价 ）
若分子中两个相同原子 （ 或两个相同基团 ） 处于相同的化学环境,其化学位移相同,它们是化学等价的 。
化学不等价例子,
⑴ 对映异构体
C H
O H
C H
H 3 C C H 3
O
HH 3 C
H 3 C C H ( C H 3 ) 2
在手性溶剂中,两个 CH3化学不等价在非手性溶剂中,两个 CH3化学等价
⑵ 固定在环上 CH2的两个氢化学不等价。
⑶ 单键不能快速旋转,连于同一原子上的两个相同基化学不等价 。
C
O
H 3 C N
C H 3
C H 3
C
O
H 3 C N
H
H
⑷ 与手性碳相连的 CH2的两个氢化学不等价。
R
H 2
C C
R 1
R 2
R 3
H 2
C C
C H 3
C H 3
C
R 1
R 3
R 2
分子中 相同种类的核 （ 或相同基团 ）,不仅 化学位移相同,而且还以 相同的偶合常数 与分子中其它的核相偶合,只表现一个偶合常数,这类核称为磁等同的核 。
磁等同例子：
C
H
H
H C
H
H
F
F C
H 2
C C
H
H
H
H
H
H
三个 H核化学等同磁等同二个 H核化学等同,磁等同二个 F核 化学等同,磁等同六个 H核化学等同磁等同
2,磁等同两核（或基团）磁等同条件
①化学等价 （化学位移相同）
②对组外任一个核具有相同的偶合常数 （数值和键数）
Ha,Hb化学等价,磁不等同 。
J Ha Fa≠J Hb Fa
Fa,Fb化学等价，磁不等同。
C C
H
a
H
b
F
a
F
b
Y
H
2
'
H
3
'
H
4
H
2
H
3
3
J
5
J
C
O
H
3
C N
H
H
X Y
H
2
'
H
3
'
H
2
H
3
磁不同等例子：
内容选择：
第一节 核磁共振基本原理
principle of nuclear magnetic resonance
第二节 核磁共振与化学位移
nuclear magnetic resonance and chemical shift
第三节 自旋偶合与自旋裂分
spin coupling and spin splitting
第四节 谱图解析与结构确定
analysis of spectrograph and structure determination
第五节 13C核磁共振波谱
13C nuclear magnetic resonance
结束
