核磁共振氢谱(1)

之前《核磁共振入门》已经从理论层面证明了核磁共振氢谱的可行性,接下来我们将从应用角度理解核磁共振氢谱并掌握其应用。下图是一个典型的核磁共振氢谱,它包括的要素有:化学位移值——对应氢原子的环境,峰型(下图蓝色线)——对应耦合裂分的种类,积分面积(下图红色线)——对应氢原子个数。

1 化学位移值

对于待测量的氢原子,要想测量其共振频率v,就相当于测量其实际磁场强度B,公式如下:

为了简化描述,我们使用“化学位移值”来等价表述该质子的共振频率。常用的标准试剂是四甲基硅(TMS),定义其化学位移为0.00,其余质子的化学位移值通过以下公式计算:

由于核磁共振谱仪的频率单位是MHz,因而常用的δ的单位都是ppm。氢谱的化学位移分布在-10~+40的范围内,而大多数有机化合物常见的化学位移都在0~10之间。

影响化学位移值的一个重要因素就是相连的官能团,一般而言,官能团越缺电子,引起相邻的质子化学位移越大,即偏向低场。下图给出了甲基质子化学位移随着杂原子改变的变化:

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