当前课程知识点:有机化学(下) > 第八章 有机波谱学基础 > 8.3.1.4 核磁共振氢谱的解析 > 氢核磁谱图的解析
同学们好
这次课我们对氢核磁共振图谱进行解析
一张谱图可以向我们提供
关于有机分子结构的信息
由吸收峰的组数
可以判断有几种不同类型的H核
由峰的强度
或峰面积或积分曲线高度
可以判断各类H的相对数目
由峰的裂分
可以判断相邻H核的数目
由峰的化学位移
可以判断各类H所属的化学结构
由裂分峰的外型或耦合常数
可以判断哪种类型的H是相邻的
图谱的解析就是合理地分析这些信息
正确地推导出
与图谱相对应的化合物的结构
通常采用如下步骤
检查整个核磁共振图谱的外形
标识杂质峰
最常见的杂质峰是溶剂峰
样品中未除尽的溶剂
及测定用的氘代溶剂中
夹杂的非氘代溶剂
都会产生溶剂峰
为了便于识别它们
列出了常用溶剂的化学位移
带星号数值随测定条件会有变化
我们以化合物C₄H₈O₂图谱为例
有四个峰信号
有的同学会说
我一看就知道是(2)
因为只有(2)有四个峰信号
(1)和(3)都只有三个峰信号
对每个峰的化学位移我们进行分析一下
化学位移在8附近有信号
可能是醛基
4附近有信号
可能有烷氧基
1附近饱和碳上的氢
1.8附近信号
应是不与氧直接相连的饱和碳上的氢
由于图谱中已直接标出质子数
所以不必根据积分曲线
计算各组峰的相应质子数
看峰的形状
数目及耦合裂分情况
以确定基团和基团之间的相互关系
4附近是三重峰
应该有OCH₂CH₂这样的结构
1附近的3个H的三重峰
应有-CH₂CH₃这样的结构
1.8附近的2个H的多重峰
应该有-OCH₂CH₂CH₃这样的结构
加上前面分析有醛基
把推出若干结构单元组合起来
结构式就应该是(2) 甲酸丙酯
我们来看例题1
已知化合物A和B为异构体
分子式为C₅H₁₀O
A能起碘仿反应
其红外光谱在1705cm⁻¹处有一强吸收峰
B不能起碘仿反应
其红外光谱在1690cm⁻¹处
有一强吸收峰
A和B的核磁共振谱
如图所示
我们来推A和B的结构
我们解析我们先看A
谱图有三个信号
一个多重峰 一个单峰和一个双峰
题意说明能发生碘仿反应
故单峰对应CH₃C=O这样的结构
双峰和多重峰对应异丙基的结构
我们在解析下B
谱中有两个信号
一个四重峰 一个三重峰
初步判断应有乙基这样的结构
根据前面分析A和B的结构
分别对应3-甲基-2-丁酮和3-戊酮
我们再来看例题2
某化合物C₁₀H₁₄
根据这个谱图
推断是什么样的结构呢
先看看氢核磁共振谱图
注意看四点
峰的数目 几种类型的质子
峰的位置 什么类型的质子
峰的强度 同类型质子的数目
和峰的裂分 相邻碳上的质子数
看这个谱图
峰的数目是4
有四种类型的质子
化学位移在7到8之间
有5个H的吸收峰
可以确定苯环一取代
6个H的双峰
应有-CH(CH₃)₂这样的结构
1个H的多重峰
与6个H的双峰对应上
2个H的双峰
表示有这样的结构-CH₂-CH(CH₃)₂
这是什么样的结构呢
我们列表解析这个过程
首先求算不饱和度为4
有苯环
6个H的双峰
应有这样的结构-CH(CH₃)₂
1个H的多重峰
也是对应上了这个- CH(CH₃)₂
2个H的双峰
就表示有这样的结构
化学位移7到8之间
有5个H的吸收峰
可以确定是苯环的一取代
分析得出
该化合物的正确结构式为 异丁基苯
我们再来看例题3
某化合物C₈H₁₀O
那么我们根据如下谱图
来推断其结构
并说明依据
分析可知
该化合物不饱和度为4
可能有苯环
化学位移在7附近
有5个H的吸收峰
可以确定是苯环的一取代
因不饱和度是4
所以没有羰基
化学位移在4附近有2个H的四重峰
应有OCH₂CH₃
化学位移在1到1.5之间有三重峰
再次印证有-CH₂CH₃的结构
那么该化合物是苯乙醚
我们再看例题4
根据IR和¹HNMR谱图确定结构
并说明依据
看谱图不陌生
这是上次课留的问题
因为没有给出分子式
不能求算不饱和度
如何根据红外和氢核磁共振谱
推断出结构式呢
先进行IR谱分析
先特征 后指纹
先最强 后次强
先否定 后肯定
抓住一组相关峰
看几个峰的波数
3347峰强而钝 有羟基
2968是饱和碳上C-H伸缩振动吸收峰
2500到2000处没有吸收
排除叁键和累积双键
2000到1500cm-¹处没有吸收峰
排除双键伸缩振动
1471是饱和碳氢弯曲振动
1389和1367有两个峰
应有同碳二甲基的存在
1042说明羟基连在伯碳上
由于不知道分子式
还是不能准确写出其结构
接下来我们来分析¹HNMR谱
根据峰强度
知道有10个H
化学位移值小于1
有6个H的双峰
确定有-CH(CH₃)₂
化学位移值在1.5到2.2之间
有1个H的多重峰
和- CH(CH₃)₂对应上
化学位移值在3.4附近
有2个H的双峰
应有CH₂*CH
而且CH₂ 连接氧原子
化学位移大于4.0有单峰
应该是羟基中的氢
结合氢核磁共振谱
该化合物的结构为2-甲基丙醇
在鉴定复杂有机化合物结构方面
¹H-NMR和¹³C-NMR结合起来
更有助于结构的解析
下次课我们学习碳核磁共振谱
这次课就上到这里
-8.1.1 紫外光谱的基本原理
--紫外光谱的基本原理
-8.1.2 紫外光谱与分子结构
--紫外光谱与分子结构
-8.1.3 紫外吸收波长影响因素
--紫外吸收波长影响因素
-8.1.4 最大吸收波长计算(一)
--最大吸收波长的计算(一)
-8.1.5最大吸收波长计算(二)
--最大吸收波长计算(二)
-8.1.6 紫外光谱的应用
--紫外光谱的应用
--紫外光谱的应用
-8.2.1 红外光谱的简介
--红外光谱简介
--红外光谱简介简介
-8.2.2 分子结构与红外光谱特征的吸收频率
--分子结构和红外光谱的特征频率
-8.2.3常见有机化合物的红外光谱图(一)
--烃及卤代烃红外光谱
-8.2.4 常见有机化合物的红外光谱图(二)
--含氧氮有机物红外光谱
-8.2.5 红外光谱应用
--红外光谱的应用
--红外光谱的应用
-8.3.1.1 核磁共振谱的基本原理
--核磁共振谱基本原理
-8.3.1.2 化学位移
--化学位移
--化学位移
-8.3.1.3 自旋耦合和自旋裂分
--自旋耦合和自旋裂分
-8.3.1.4 核磁共振氢谱的解析
--氢核磁谱图的解析
--氢核磁共振谱解析
-8.3.2.1 碳核磁共振谱(上)
--碳核磁共振谱上
--碳核磁共振谱(上)
-8.3.2.2 碳核磁共振谱(下)
--碳核磁共振谱下
--碳核磁谱(下)
-8.3.3.1 二维核磁谱图(一)
--二维核磁谱图(一)
-8.3.3.2 二维核磁谱图(二)
--二维核磁谱图(二)
-8.4.1 质谱简介
--质谱简介
--质谱简介练习题
-8.4.2 有机质谱中的主要离子类型
--有机质谱中的主要离子类型练习题
-8.4.3 有机质谱中的裂解和重排
--有机质谱中的裂解和重排习题
-8.4.4 常见有机化合物的质谱特征(一)
--烃类的质谱特征练习题
-8.4.5 常见有机化合物的质谱特征(二)
--含氧化合物,醚和酮的质谱特征练习题
-8.4.6 常见有机化合物的质谱特征(三)
--醛,羧酸及杂原子有机物的质谱特征练习题
-8.4.7 质谱的解析
--质谱的解析
--质谱解析练习题
-8.5.1 单一谱图解析
--单一谱图解析
--单一谱图解析主观题
--单一谱图解析
-8.5.2 综合谱图解析
--综合谱图解析
--综合谱图解析主观题
--综合谱图解析客观题
-9.1.1 醇的命名和结构
--醇的命名和结构
--醇的结构和命名
-9.1.2 醇的制备
--醇的制备
--醇的制备
-9.1.3 醇的性质(一)
--醇的性质(一)
--醇的性质(一)
-9.1.4 醇的性质(二)
--醇的性质(二)
--醇的性质(二)
-9.1.5 醚的命名和制备
--醚的命名和制备
--醚的命名和制备
-9.1.6 醚的性质
--醚的性质
--醚的性质
-9.2.1 酚的命名、结构
--酚的命名、结构
--酚的命名和结构
-9.2.2酚的制备和物理性质
--酚的制备和物理性质
-9.2.3 酚的化学性质(一)
--酚的化学性质(一)
-9.2.4 酚的化学性质(二)
--酚的化学性质(二)
-9.3.1 醛酮的命名和结构
--醛酮的结构和命名
--醛酮的命名和结构
-9.3.2 醛酮的制备
--醛酮的制备
--醛酮的制备
-9.3.3 醛酮的性质(一)
--醛酮的性质(一)
--醛酮的性质(一)
-9.3.4 醛酮的性质(二)
--醛酮的性质(二)
--醛酮的性质(二)
-9.3.5 醛酮的性质(三)
--醛酮的性质(三)
--醛酮的化学性质(三)
-9.4.1 羧酸及其衍生物的结构、命名
--羧酸及其衍生物的结构、命名
-9.4.2 羧酸的制备
--羧酸的制备
--羧酸的制备
-9.4.3 羧酸衍生物制备及物理性质
--羧酸衍生物制备及物理性质
-9.4.4 羧酸的性质(一)
--羧酸的性质(一)
--羧酸的性质(一)
-9.4.5 羧酸的性质(二)
--羧酸的性质(二)
--羧酸的性质(二)
-9.4.6 羟基羧酸的制备及性质
--羟基羧酸的制备及性质
-9.4.7 羧酸衍生物的性质(一)
--羧酸衍生物的性质(一)
-9.4.8 羧酸衍生物的性质(二)
--羧酸衍生物的性质(二)
-9.5.1 β-二羰基化合物
--β-二羰基化合物
--β-二羰基化合物
-9.5.2 克莱森酯缩合及其在有机合成中的应用
--克莱森酯缩合及其在有机合成中的应用
-9.5.3 乙酰乙酸乙酯在有机合成中的应用
--乙酰乙酸乙酯在有机合成中的应用
-9.5.4 麦克尔加成
--麦克尔加成
--麦克尔加成
-10.1 硝基化合物的结构和命名
--硝基化合物的结构和命名
-10.2 硝基化合物的化学性质
--硝基化合物的化学性质
-10.3 胺的结构和命名
--胺的结构和命名
--胺的结构和命名
-10.4 胺的制备
--胺的制备方法
--胺的制备
-10.5 胺的化学性质(一)
--胺的化学性质(一)
-10.6 胺的化学性质(二)
--胺的化学性质(二)
-10.7 季铵盐和季铵碱
--季铵盐和季铵碱
--季铵盐和季铵碱
-10.8 腈和异腈
--腈和异腈
--腈和异腈
-10.9 重氮盐的性质(一)
--重氮盐的性质(一)
-10.10 重氮盐的性质(二)
--重氮盐的性质(二)
-11.1 杂环化合物的分类和命名
--杂环化合物的分类和命名
-11.2 杂环化合物的结构
--杂环化合物的结构
--杂环化合物的结构
-11.3 五元杂环化合物的性质
--五元杂环化合物的性质
-11.4 六元杂环化合物的性质
--六元杂环化合物的性质
-11.5 稠杂环化合物
--稠杂环化合物
--稠杂环化合物
-12.1 有机合成的任务
--有机合成的任务
--有机合成的任务
-12.2 有机合成路线的设计
--有机合成路线的设计
-12.3 药物合成案例
--药物合成案例
--药物合成案例
-有机化学下