1 h NMR:多少信号?

有多少独特的1 h NMR信号分子?

有多少信号将出现在质子核磁共振谱(1 h)分子?如果答案是一样简单的计数质子的数量,然后我们不会去问这个问题,现在,我们会吗?

这篇文章的目的是帮助你找出这些类型的问题的答案。这个计划是最荒谬的简单的例子开始,然后慢慢地我们到更复杂的工作。我们将看到,质子将相当于1 h NMR信号(化学位移等效)如果他们可以通过三个相互叠加

• 通过镜子反射平面分子
• 分子本身的旋转(反演中心)
• 快速键旋转(一起“模糊”信号的影响,平均出来)

表的内容

1. Bromoacetylene和乙炔
2. 化学位移等价
3. 乙烯
4. 甲烷
5. 苯
6. 确定飞机的对称性
7. 双取代的苯
8. 氯乙烯
9. 化学位移等效通过债券旋转
10. 更多的例子
11. 笔记

---

1。Bromoacetylene和乙炔

Bromoacetylene大概是最简单的例子,一个分子一个质子,因此准确一个峰1 h NMR谱(亚兰(化学位移为2.33裁判])。

乙炔本身(C₂H₂)有两个质子。这是否意味着它有两个信号?

不。尽管质子的数量翻倍,正确答案仍然是一个信号。

这是为什么呢?

2。化学位移等价

回想一下,一个质子核磁共振信号的“化学变化”代表一个氢核的周围电子的屏蔽。

乙炔的两个质子在相同的电子环境。注意,我们可以乙炔翻转180度,或者在它的轴旋转,两个质子是完全无法区分。这意味着两个质子将有相同的化学位移。(注意——它将整合两个)。

我们称之为化学位移等价。

当两个或两个以上的质子化学当量,它们将有助于生产单一信号在一个特定的化学位移1 h NMR谱。例如,如果三个氢分子在化学上是等价的,而不是产生三种不同的信号频谱,只会产生一个信号来表示所有三个。

这个化学位移等价是氢原子的原子核的结果是可互换的对称对称(飞机)或通过业务快速分子内过程(债券旋转或互变异构化)。

氢与此等价可以是同伦(相同的)或对映异构(等效于非手性溶剂)。

(峰值的数量我们观察在一个核磁共振光谱将对应的质子数不同的环境。]

3所示。乙烯

让我们进一步扩大这个最简单的烯烃,乙烯(或称“乙”)。乙烯包含四个氢原子。有多少我们观察信号?

答案仍然是“一”。四个质子,但只有一个在1 h NMR谱峰。

看看乙烯,我们可以看到两个明显的对称平面,垂直和水平分子切半。沿着这些轴执行对称操作确认4个氢是可互换的。四核驻留在相同的分子内环境,使它们化学等价的。因此,1 h NMR实验的性能将产生只有一个信号的频谱来代表所有四个氢原子在一个单一的化学位移。(这里NMR谱)。

4所示。甲烷

到目前为止,我们已经看了炔和烯烃。现在,让我们看看甲烷等烷烃。

甲烷是一种高度对称的分子包含了许多飞机symmetry-13是恰当的。通过执行几个对称操作,如对上面所示的四个转动轴旋转,我们可以看到,所有四个甲烷的氢是可以互换的。四个等价的质子将产生一个信号在一个单一的化学位移频谱。

5。苯

苯怎么样?6个质子。有多少信号?

一个!

苯是另一种化合物,其中包含许多飞机的对称性。通过镜子飞机和多个旋转操作,所有六氢苯的发现是等位的。这些,只会产生一个信号在1 h NMR谱。

我们应用,扩大一点。基于所学到目前为止,有多少信号每个分子产生以下吗?

6。确定飞机的对称性

寻找飞机的对称性。

他们每生产1 !这可以证实通过查看基本镜子飞机在每个分子的代表。进一步证实可以通过执行多个对称操作转动轴。

一些更复杂的例子呢?

7所示。双取代的苯

有三种同分异构体二氯苯。Ortho-dichlorobenzene、元二氯苯和对位二氯苯。有多少山峰在每个?

(Para失踪)

这些分子,事实上,包含镜面和转动轴。然而,包含一个对称面并不会自动认为所有氢等价。氢可能仍然是独一无二的,尽管包含对称取决于他们邻近的原子。

一些替换模式导致飞机的对称性,有些没有。

8。氯乙烯

现在,氯乙烯怎么样?

氯乙烯是不对称的分子。它缺乏一个对称面,使其氢可互换。每个质子是在独特的环境中,会产生自己的信号在1 h NMR谱。并不是所有的烯烃氢永远是相同的。

让我们看看一些烷烃。

9。化学位移等效通过债券旋转

我们发现甲烷产生一个信号,因为它旋转对称。乙烷怎么样?

我们可以通过乙烷的镜子可以看到飞机,其氢是等价的,但这仅仅是一个函数的方式我画在这里。,但是回想一下,有旋转的碳碳键的分子。乙烷的构象影响信号的数量产生的1 h NMR谱?

答案是否定的!虽然乙烷的甲基发生旋转,旋转的速度足够快的速度相对于氢的核磁共振“快门速度”成为等效和模糊像车轮的旋转和叶片的风扇。产生的信号由氢在不同的矫形器的平均值。乙烷的案例的矫形器可以忽略1 h NMR的目的。只会产生一个信号的频谱。

这个等价通过快速键旋转也适用于其他烷烃,。

在上面的表中,我们可以看出含有飞机的烷烃链基本对称,平分直接中间分子。这种对称和快速键旋转导致的等价烷基氢。这些信号分子的产生数量1 h NMR谱仅仅通过计算可以确定不同的氢的数量在一个平面的对称。

10。更多的例子

应用我们所学到的信息,让我们尝试几个例子。

我们可以看到,尽管这些分子有大量的质子,其对称性大大降低信号的数量会产生1 h NMR实验。使用对称操作发现质子等价可以极大地简化!

---

笔记