【原】【合成經(jīng)驗】解HNMR時, 各個基團(tuán)出峰位置在哪里？如何快速記住

有機合成公眾號 2024-11-03 發(fā)布于上海

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解氫譜核磁譜圖時，必須對各種基團(tuán)上的H的化學(xué)位移非常了解才能快速的歸屬各個峰所對應(yīng)的基團(tuán)。只有歸屬好每個吸收峰所對應(yīng)的基團(tuán)才能說你解好了核磁，而不是單純的數(shù)一下H的個數(shù)。但是各種基團(tuán)這么多，而且連接的骨架千變?nèi)f化，完全記下來肯定不現(xiàn)實，小編曾發(fā)布過【常見官能團(tuán)的化學(xué)位移】，但是還是非常多，規(guī)律性很差，記下來也很難。著名教材《Organic chemistry》中介紹的方法非常好，小編在這里給大家普及一下。

首先介紹原則，化學(xué)位移大小取決于H原子的核外電子云密度，吸電子基團(tuán)降低了氫核周圍的電子云密度，屏蔽效應(yīng)也就隨之降低，所以質(zhì)子的化學(xué)位移就會向低場（高化學(xué)位移）移動。反之亦然。

1、SP3雜化的碳原子上的氫

以乙烷的化學(xué)位移0.9為基準(zhǔn)來推算，與相應(yīng)的SP3雜化碳相聯(lián)的基團(tuán)的吸電子能力與CH3基團(tuán)的C-H的H的吸電子能力進(jìn)行比較就能推算化學(xué)位移的移動方向。對于簡單的雜原子可以通過電負(fù)性來判斷，H的電負(fù)性為2.2, 因此大部分基團(tuán)吸電子能力都強于H, 因此化學(xué)位移都往低場（高化學(xué)位移方向）移動。

將 CH3 基中的每個氫原子換為碳原子，當(dāng)然C原子的電負(fù)性2.5，也可以看成一種雜原子，每一個C原子（SP3雜化）會引起向低場區(qū) 0.4 ppm 的位移。由在 0.9 ppm的甲基，可以推到 1.3 ppm 的亞甲基 (CH2)和在 1.7 ppm 的次甲基 (CH) 。其他官能團(tuán)都會導(dǎo)致 1 ppm 的低場化，氧、鹵素會導(dǎo)致 2 ppm。下表總結(jié)了此方法。

2、SP2和SP雜化的碳原子上的氫

由于各向異性效應(yīng)影響，具體概念自己查下教科書吧，總是就是由于SP2和SP雜化后出現(xiàn)了π電子，π電子在磁場下又產(chǎn)生了環(huán)電流，環(huán)電流又產(chǎn)生了感應(yīng)磁場（高中知識，磁生電，電生磁）。由于感應(yīng)磁場的出現(xiàn)會導(dǎo)致有的氫在屏蔽區(qū)，有的氫在去屏蔽區(qū)。烯烴和芳環(huán)上的H處在去屏蔽區(qū)，化學(xué)位移較烷烴大，炔烴的H處在屏蔽區(qū)，化學(xué)位移偏小。具體怎么記住，其實很簡單，不知道你是否還記得高中學(xué)的楞次定律，表述為：感應(yīng)電流的磁場總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。苯環(huán)就相當(dāng)于一個閉合導(dǎo)線，這個苯環(huán)線圈里產(chǎn)生感應(yīng)磁場是阻礙外加磁場的。由于磁感線是閉合的，因此圈外感應(yīng)磁場和外加磁場方向相同，因此苯環(huán)上相連的氫，化學(xué)位移處在更低場的位置。

感覺又說復(fù)雜了，還是直接記住吧！烯烴：4.5~6.5；一般芳環(huán)：6.3~8.5；雜芳環(huán)：6.0~9.0；炔烴：1.8~2.8，醛氫：9~10。最終判斷還是和電子云密度有關(guān)，有吸電子取代基往低場（高化學(xué)位移）移動，有給電子取代基往高場移動。