核磁共振氢谱
(1H Nuclear Magnetic Resonance Spectra,1H NMR)
化学位移 影响化学位移的因素 自旋耦合与裂分
化学位移
电子屏蔽效应 化学位移 核磁共振氢谱图示
电子屏蔽效应

=
2
·B0
原子核
电子环流 B0
感生磁场
决定于 = d+p+a+s
带正电原子核的核外电子在与外磁场 垂直的平面上绕核旋转的同时，会产生 与外磁场方向相反的感生磁场。
感生磁场的大小用
σ·B0表示。σ为屏蔽常
数，与核外电子云的密 度有关。
核实际感受到的磁场强度（有效磁场Beff）
Beff = B0 -σ·B0
Beff = B0(1-σ)
核的共振频率为：
=
2
DSS
CH3CH2OH:
δ(CH2) =148 Hz/60 MHz×106 =247 Hz/100 MHz×106 =2.47
δ(CH3) =73.2 Hz/60 MHz×106 =122 Hz/100 MHz×106 =1.22
核磁共振氢谱图示(基 峰的面积等于H个数之比）
S u n A p r 0 2 1 5 :2 7 :5 5 2 0 0 0 : (u n title d ) W 1 : 1 H A x is = p p m S c a le = 2 8 .6 6 H z / c m
化学键的各向异性
因化学键的键型不同，导致与其相 连的氢核的化学位移不同。
例如： δ
CH3CH3 CH2=CH2 HC≡CH
0.86
5.25
1.80
sp

R
C
_
_
C
H

电子环流 抗磁屏蔽
B0
sp2
C O (C)
B0

C O

C C

3.55
H
OH
3.75
HO
H
(1)
1.44 1.44
1.62
2.27
2.54
O O
CHO
1 0 .0 0 0
9 .6 0 0
9 .2 0 0
8 .8 0 0
8 .4 0 0
8 .0 0 0
7 .6 0 0
7 .2 0 0
6 .8 0 0
6 .4 0 0
6 .0 0 0
5 .6 0 0
影响化学位移的因素
诱导效应 化学键的各向异性
共轭效应 浓度、温度对δ值的影响 溶剂对δ值的影响
(2)
（1）的H处于双键的正上方，也就是在 双键的屏蔽区，§值较小。
（2）的H不是双键的正上方，也就是受 双键的影响小，§值较大。
9.0
H
O
CO R
H H 0.07
0.55
1.77 H3C
O H
(1)
O
H
2.31
CH3
(2)
1,4- 聚 亚 甲 基 苯 （ 1,4-polymetylenebenzenes ） 屏 蔽 区 的CH2的氢核的=0.30，而一般的CH2应为1.2左右。
H
H
H2.99H
H
HH H
H 9.28
H
H
H
HH
sp3


C
C

H


H

δ(–CH3) < δ(–CH2 –) < δ(–CH<) δ(CH3–O–) < δ(–CH2 –O–) < δ(>CH–O–)
Ha He
89 oC
Ha < He
H
N
S
O
0.22 1.96
1.51
= 148 – 73.2 = 74.7 Hz
B0 = 2.3 TG, △ = (CH2) – (CH3）
= 247 – 122 = 125 Hz
Hale Waihona Puke Δ ΔB0 δ δ= 106 标
δ= B 106 B标
样品 标准 0
TMS (CH3)4Si, Tetramethyl silicane DSS (CH3)3SiCH2CH2CH2SO3Na Sodium 4,4-dimethyl-4-silapentanesulfonate
诱导效应
( 电负性取代基的影响 )
CH3F CH3OH CH3Cl CH3Br CH3I
CH4 TMS
4.0 3.5 3.0 2.8 2.5 2.1 1.8 4.26 3.14 3.05 2.68 2.16 0.23 0
随着卤素的电负性的增加，拉电子能力 增强，因而C原子周围电子密度下降，由 于H原子与之相连，其电子密度也下降， 导致磁屏蔽减少，§值增加，反之亦然。
0.30 0.90 CH2
CH 2 1.30
H2C
2.70H2C
CH 2 0.30 CH2 0.90
CH2 1.30
CH2 2.70
CH 2 3.81
[18]轮烯（annulene）中，六个环内氢为 -2.99，
十二个环外氢 9.28（环内的H在环平面上下侧， 环外的H在环平面内）
HH H
2.68 1.65
1.04
0.90
电负性较大的元素的原子数目增多， 值增大
F CH2 F
Cl CH2 Cl Br CH2 Br I CH2 I
5.45
5.33
4.94
3.90
CH3 Cl
3.05
CH2Cl2 5.33
CHCl3 7.24
化学键的各向异性
各向异性
氢核与某官能团空间位置不同，导致 其化学位移不同。
·B0(1-σ)
核外电子云的密度高，σ值大，核的 共振吸收高场（或低频）位移。
核外电子云的密度低，σ值小，核的 共振吸收低场（或高频）位移。
例如 CH3-O CH3-Si (CH3)2C(OH)CH2COCH3
化学位移

=
2
·B0(1-σ)
CH3CH2OH
B0 = 1.4 TG, △ = (CH2) – (CH3）
CH4
CH3Cl CH2Cl2 CHCl3
δ
0.23
3.05
5.33
7.27
CH3—CH2—CH2—X

X
0.93 1.53 3.49 —OH
1.06 1.81 3.47 —Cl
H离官能团越远影响越小
与质子直接相连的碳上的元素诱导效应越强， 值越大；
反之，越小。
H HC F
H
：4.26
H H C Cl
H
H H C Br
H
3.05
2.68
H HC M
H
负值 （M：金属）
H HC I
H
2.16
H HC F
H
4.26
H H C OH
H
3.38
H H C NH2
H
2.2
H H C CH3
H
0.86
电负性较大的元素与质子的距离增大时， 值逐步减小
CH3Br CH3CH2Br CH3CH2CH2Br CH3CH2CH2CH2CH2CH2Br