1、 磁场中自旋核的核外电子产生感应磁场,方向与外加磁磁场中自旋核的核外电子产生感应磁场,方向与外加磁场相反或相同,使原子核的实际受到磁场降低或升高,即屏场相反或相同,使原子核的实际受到磁场降低或升高,即屏蔽效应,屏蔽效应的大小以屏蔽常数蔽效应,屏蔽效应的大小以屏蔽常数表示。核实际感受到表示。核实际感受到的磁场强度:的磁场强度:B核=B0(1-) 其中其中B核核表示氢核实际所受的磁场,表示氢核实际所受的磁场,为屏蔽常数,一般为屏蔽常数,一般远小于远小于1。分类:顺磁屏蔽(去屏蔽),抗磁屏蔽分类:顺磁屏蔽(去屏蔽),抗磁屏蔽感生磁场电子环流B0原子核 =BB =BBB106标准:四甲基硅(标准:四甲
2、基硅(TMS),),=0;DSS等等最常用的标准物质是最常用的标准物质是Si(CH3)4(tetramethylsilane)简称为简称为TMS。TMS的的NMR谱很简单,它的屏蔽常数谱很简单,它的屏蔽常数比绝大比绝大多数分子的大,用它作标准物定义的化学位移大部分多数分子的大,用它作标准物定义的化学位移大部分是正值。是正值。 “左正右负左正右负” = =106固定交变磁场频率,改变外加磁场频率固定交变磁场频率,改变外加磁场频率固定外加磁场频率,改变交变磁场频率固定外加磁场频率,改变交变磁场频率9低场向左磁场强度向右高场B0左正右负左正右负高频高频 交变磁场强度交变磁场强度 低频低频103.2
3、影响化学位移的因素影响化学位移的因素 一、一、 诱导效应诱导效应 二、二、 共轭效应共轭效应 三、三、各向异性效应各向异性效应 四、四、Van der Waals效应效应 五、五、氢键效应和溶剂效应氢键效应和溶剂效应 拉电子取代基团:去屏蔽效应,氢核外电子云拉电子取代基团:去屏蔽效应,氢核外电子云密度降低,化学位移左移,即增大,向低场位移。密度降低,化学位移左移,即增大,向低场位移。 推电子取代基团:屏蔽效应,氢核外电子云密推电子取代基团:屏蔽效应,氢核外电子云密度增大,化学位移右移,即减小,向高场位移。度增大,化学位移右移,即减小,向高场位移。CH3F CH3OH CH3Cl CH3Br C
4、H3I CH3-H 4.26 3.40 3.05 2.68 2.16 0.23 /ppmCH3CH2CH2Brc b a Ha 3.30 Hb 1.69 Hc 1.25 /ppm 试比较下面化合物分子中试比较下面化合物分子中 Ha Hb Hc 值的大小。值的大小。 CH3-O-CH2-C-CH3CH3Cla b c b a c 电负性较大的取代基团,可减小电负性较大的取代基团,可减小H原子受到的屏蔽作用,引起原子受到的屏蔽作用,引起H原子向低场移动。向低场移动的程度正比于原子的电负原子向低场移动。向低场移动的程度正比于原子的电负 性和该原性和该原子与子与H之间的距离。之间的距离。取代基电负性增
5、大,氢的核外电子云取代基电负性增大,氢的核外电子云密度减小,化学位移变大密度减小,化学位移变大取代基距离增大,氢化学位移变化程度减小取代基距离增大,氢化学位移变化程度减小HH1.8 ppmRCOH HCCH 9-10 1.8CH3CH3 CH2=CH20.96 5.25A =1.27, B =1.23, C =1.17, =0.85, =0.72 =1.01HbHcOHHaHbHcHaHO(ppm) () ()Ha 4.68 3.92Hb 2.40 3.55Hc 1.10 0.88 乙醇的羟基随浓度增加,分子间氢键增强,化乙醇的羟基随浓度增加,分子间氢键增强,化学位移增大学位移增大 。OHOR
6、RRCOCH2CORRCCHOHCOR1116 ppm 分子内氢键,其化学位移变化与溶液浓度无关,分子内氢键,其化学位移变化与溶液浓度无关,取决于分子取决于分子 本身结构。本身结构。 对称操作对称操作对称轴旋转对称轴旋转其他对称操作其他对称操作 (如对称面)(如对称面)等位核等位核(质子质子)化学等价质子化学等价质子对映体核对映体核(质子质子)非手性环境为化学等价非手性环境为化学等价手性环境为化学不等价手性环境为化学不等价37CCHaHbClClCHaHbClClOH3CCH3H3CClHbClCH3HaCHaHbBrClOHbBrHaBrHaCH3CH3HbH3CClHbBrCH3HaCCHaHbClHcH3C CCH3CH3OCH3ababNO2HaHbHcHbHaCHCClH3CCH3HaHbABCDEFGHIJKL化学等价质子与化学不等价质子的判断化学等价质子与化学不等价质子的判断