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

中國科學(xué)院廣州化學(xué)研究所分析測試中心

事業(yè)部-----卿工----13113316131

為1:3:3:1， 

CH2有兩個氫，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，裂分峰的形狀是對稱的，不對稱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，而是彼此對著，那么，很可能這兩組的質(zhì)子沒有偶合。 

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，兩個質(zhì)子間少于或等于三個單鍵（中間插入 雙鍵或叁鍵可以發(fā)生遠(yuǎn)程偶合）。相隔四個單鍵可視為零。 （3） 偶合作用通過成鍵電子傳遞，通過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，可看作無偶合。 

3、等性與不等性質(zhì)子 

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

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

從一級NMR譜圖上可直接得到δ值和J值。同類型的δ值相同，這些質(zhì)子稱化學(xué)等價(jià)質(zhì)子（化學(xué)環(huán)境相同）?；瘜W(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，且對其它任何核都具有相同的J的質(zhì)子稱磁等價(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)受阻時產(chǎn)生磁不等價(jià)質(zhì)子：如低溫下的環(huán)己烷。通過對稱軸的旋轉(zhuǎn)能夠互換的質(zhì)子稱為等位質(zhì)子。 

② 單鍵帶有雙鍵性質(zhì)時產(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。超過三個碳的偶合稱遠(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 

滿足（n+1）規(guī)律的稱為一級譜圖，一級譜圖滿足兩個條件：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 采用重水交換法識別活潑氫。 ⑥ 綜合各種分析，推斷化合物的結(jié)構(gòu)。 

   對于譜圖難以直接剖析，通常采用合理的方法簡化譜圖，常用的方法有：增大磁場強(qiáng)度；雙照射（去偶）法；NOE（Nuclear Overhauser Effect）效應(yīng)（對相鄰兩個核的其中之一進(jìn)行雙照射，則另一個核的信號加強(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，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)子類型 化學(xué)位移 質(zhì)子類型 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  

   磁體類別:超導(dǎo)     磁場強(qiáng)度:7 特斯拉  

   磁場穩(wěn)定性:液氦磁場飄移 <3Hz/h     2.檢測器  

   探 頭:5mm脈沖場,無需調(diào)諧,自動開關(guān)式 

   對象核: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:  

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

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

測試操作： 

1登 陸： 輸入用戶名和密碼，打開核磁程序。 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： 點(diǎn)擊Lock 

調(diào)Lockpower和Lockgain到大 

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

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

降低Lockpower和Lockgain（使鎖場信號平臺在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： 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。