有機化學B

周永波

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實驗室：老化工樓301室課程介紹有機化學是研究有機化合物的來源、結構、性質、制備和應用，以及有關理論和方法的科學。現代有機化學是建立在有機結構理論基礎上的一門科學。它的分支學科有：立體化學、物理有機化學、有機合成化學、有機分析化學、天然產物化學、生物有機化學、元素和金屬有機化學等。大學基礎有機化學課程的主要教學內容包括：（1）有機化合物的分類和命名：（2）有機化合物的結構及分子中原子間的相互影響；（3）有機化合物的物理性質及典型變化規律；（4）有機化合物的重要化學反應及其規律。有機化學課程是化學、應化、化工、材料、生物、環境等各專業的一門重要專業基礎課。21世紀是生命科學、材料科學、信息科學的時代，有機化學對上述三大科學的發展具有特殊的支撐作用和基礎地位。有機化學內容十分豐富，擬采用課堂講授和自學相結合的方法。材料科學與工程、環境科學與工程、給排水專業等為48-56學時。一般自學時間應為講授時間的3~4倍。實驗課的時間不少于理論課時間。通過本門課程學習，使學生掌握有機化學結構、反應基本理論、有機合成方法和基本實驗技能，為進一步獲得更深的有機化學知識及后續多門專業基礎課、專業課奠定堅實的基礎；以有機化學的理論為指導，培養學生的概括能力、邏輯推理能力、自學能力、獨立思考能力和創新能力，使學生能夠綜合運用有機化學的原理和方法分析和解決實際問題。課堂教學內容：前9章，后4章自學。成績評定：30%平時作業、課堂討論、測試等。期末考試：70%學習方法:預習、聽講、復習、做作業、課堂討論、答疑教學內容與考核1.1有機化合物和有機化學1緒論1.1有機化合物和有機化學1.1有機化合物和有機化學1.1.1

有機化合物和有機化學(OrganicCompoundandOrganicChemistry)葛梅林(GmelinL.)和凱庫勒(KekuleA.)：有機化合物——含碳化合物。有機化學是研究烴及其衍生物的化學。1緒論元素周期表中有一百多種元素，為什么把含碳化合物同其它一百多種元素的化合物分開來討論？數目龐大；結構、物理性質及其化學性質區別魏勒(W?hlerF.1828)Organic：有機的、有生命的。OrganicCompound的最初含義是指有生機之物。

1.1有機化合物和有機化學1.1.2有機化合物的特點結構上:共價鍵;范德華力;分子結構復雜.性質上:易燃燒;易分解;熔點低;在水中的溶解度小;化學反應速度較慢;反應產物復雜.同系列：具有一個分子結構通式,結構相似,化學性質也相似,物理性質隨著碳原子數的增加而有規律地變化的化合物系列,叫同系列.同系列中的化合物互稱為同系物.系列差：在同系列化合物中,相鄰兩個同系物之間的結構式相差一個結構單元,而不相鄰的同系物中,結構相差該結構單元的整數倍(例如在烷烴中,結構單元是CH2),這個結構單元叫系列差.同分異構現象：分子式相同而結構相異，因而其性質也各異的不同化合物,稱為同分異構體.這種現象叫同分異構現象.

1.1.3同系列與同分異構現象1緒論1.1有機化合物和有機化學研究內容天然產物的研究有機化合物的結構測定有機合成反應機理的研究1.1.4有機化學的研究內容和任務有機化學的任務在人們認識自然，改造自然的過程中發揮有機化學的作用1緒論1.2有機化合物結構和分類1緒論1.2.1有機化合物中的共價鍵1.2.1.1成鍵方式

兩個碳原子之間可以形成C-C;C＝C;C≡C三種化學鍵碳原子軌道雜化過程1.2有機化合物結構和分類1緒論1.2.1有機化合物中的共價鍵1.2.1.1成鍵方式

兩個碳原子之間可以形成C-C;C＝C;C≡C三種化學鍵碳原子三種雜化態特性雜化軌道類型s成分電負性體積大小構型sp1/2大小直線sp21/3中中平面三角形sp31/4小大正四面體1.2有機化合物的結構和分類1緒論1.2.1有機化合物中的共價鍵1.2.1.2共價鍵性質4偶極距(鍵的偶極距;分子的偶極距)衡量化學鍵和分子極性的物理量.

鍵的偶極距：兩個電負性不同的原子所組成的極性鍵的正電荷(負電荷)

中心的電荷q與兩電荷中心之間的距離d的乘積.=qxd(單位:D)1D=10-18e.s.u(電子靜電單位).分子的偶極距：分子中各個化學鍵偶極距(鍵距)的向量和.5誘導效應由原子的電負性不同所引起的極性效應,通過化學鍵傳遞到分子的其它部分,這種作用稱為誘導效應(inductiveeffect)。常用“I”表示。

1.2有機化合物的結構和分類1緒論1.2.1有機化合物中的共價鍵1.2.1.2共價鍵性質●誘導效應通過化學鍵傳遞時，隨著傳遞的化學鍵增多，誘導效應迅速減弱。●誘導效應是一種永久效應，它影響化合物的分子極性。●誘導效應的比較標準是氫原子。給電子效應：用“＋I”表示；吸電子基效應：用“－I”表示。1.2有機化合物的結構和分類1緒論1.2.1有機化合物中的共價鍵1.2.1.3共價鍵的斷裂1.2有機化合物的結構和分類1緒論1.2.2有機化合物分子結構與性能1.2.2.2分子結構與化學反應化學性能是指化合物進行化學反應的能力。有機化合物的化學反應性能與化合物分子結構有關。1.2.2.3影響化學反應活性的因素影響因素：底物(反應物)的結構和特性;進攻試劑的性質;反應環境條件(溫度,壓強,溶劑,反應時間)化合物分子中電荷相對集中化學鍵極性較大以及局部空間擁擠過度

1.2有機化合物的結構和分類1緒論1.2.3有機化學中的官能團和有機化合物的分類1.2.3.1有機化合物中的官能團官能團指有機化合物分子中容易起化學反應的一些原子或原子團。官能團決定化合物的主要性質;含相同官能團的化合物具有相似的物理和化學性質。1.2.3.2有機化合物的分類按碳鏈結合方式分類；按官能團分類。重要官能團及化合物分類

雜環化合物化合物類別官能團官能團名稱實例烷烴C—C碳-碳單鍵CH3CH3乙烷烯烴C＝C碳-碳雙鍵CH2＝CH2乙烯炔烴C≡C碳-碳叁鍵CH≡CH乙炔鹵代烴F，Cl，Br，I鹵素CH2Cl2二氯甲烷芳烴

苯環，萘環(芳環)

C6H6，C10H8苯，萘醇—OH羥基C2H5OH乙醇酚—OH，Ar—羥基，芳基C6H5OH苯酚醚C－O－C醚鍵C2H5OC2H5乙醚醛—CHO甲酰基(醛基)CH3CHO乙醛酮－CO－羰基(酮基)CH3COCH3丙酮羧酸—COOH羧基CH3COOH乙酸酯—COOR酯基CH3COOCH2CH3乙酸乙酯腈—C≡N氰基CH3CN乙腈硝基化合物—NO2硝基CH3NO2硝基甲烷胺—NH2

—NHR氨基胺基C6H5NH2苯胺(CH3)2NH二甲胺偶氮化合物—N＝N—偶氮基C6H5N＝NC6H5偶氮苯重氮化合物—N≡N+X-重氮基C6H5N≡N+cl-氯化重氮苯硫醇—SH巰基C2H5SH乙硫醇磺酸—SO3H磺酸基C6H5SO3H苯磺酸氨基酸—NH2—COOH氨基，羧基H2NCH2COOH甘氨酸糖—OH，—CO—羥基，羰基CH2OHCHOHCHO甘油醛

含雜原子環狀物

吡咯呋喃噻吩雜環化合物化合物類別官能團官能團名稱實例烷烴C—C碳-碳單鍵CH3CH3乙烷烯烴C＝C碳-碳雙鍵CH2＝CH2乙烯炔烴C≡C碳-碳叁鍵CH≡CH乙炔鹵代烴F，Cl，Br，I鹵素CH2Cl2二氯甲烷芳烴

苯環，萘環(芳環)

C6H6，C10H8苯，萘醇—OH羥基C2H5OH乙醇酚—OH，Ar—羥基，芳基C6H5OH苯酚醚C－O－C醚鍵C2H5OC2H5乙醚醛—CHO甲酰基(醛基)CH3CHO乙醛酮－CO－羰基(酮基)CH3COCH3丙酮羧酸—COOH羧基CH3COOH乙酸酯—COOR酯基CH3COOCH2CH3乙酸乙酯腈—C≡N氰基CH3CN乙腈硝基化合物—NO2硝基CH3NO2硝基甲烷胺—NH2

—NHR氨基胺基C6H5NH2苯胺(CH3)2NH二甲胺偶氮化合物—N＝N—偶氮基C6H5N＝NC6H5偶氮苯重氮化合物—N≡N+X-重氮基C6H5N≡N+cl-氯化重氮苯硫醇—SH巰基C2H5SH乙硫醇磺酸—SO3H磺酸基C6H5SO3H苯磺酸氨基酸—NH2—COOH氨基，羧基H2NCH2COOH甘氨酸糖—OH，—CO—羥基，羰基CH2OHCHOHCHO甘油醛

含雜原子環狀物

吡咯呋喃噻吩雜環化合物化合物類別官能團官能團名稱實例烷烴C—C碳-碳單鍵CH3CH3乙烷烯烴C＝C碳-碳雙鍵CH2＝CH2乙烯炔烴C≡C碳-碳叁鍵CH≡CH乙炔鹵代烴F，Cl，Br，I鹵素CH2Cl2二氯甲烷芳烴

苯環，萘環(芳環)

C6H6，C10H8苯，萘醇—OH羥基C2H5OH乙醇酚—OH，Ar—羥基，芳基C6H5OH苯酚醚C－O－C醚鍵C2H5OC2H5乙醚醛—CHO甲酰基(醛基)CH3CHO乙醛酮－CO－羰基(酮基)CH3COCH3丙酮羧酸—COOH羧基CH3COOH乙酸酯—COOR酯基CH3COOCH2CH3乙酸乙酯腈—C≡N氰基CH3CN乙腈硝基化合物—NO2硝基CH3NO2硝基甲烷胺—NH2

—NHR氨基胺基C6H5NH2苯胺(CH3)2NH二甲胺偶氮化合物—N＝N—偶氮基C6H5N＝NC6H5偶氮苯重氮化合物—N≡N+X-重氮基C6H5N≡N+cl-氯化重氮苯硫醇—SH巰基C2H5SH乙硫醇磺酸—SO3H磺酸基C6H5SO3H苯磺酸氨基酸—NH2—COOH氨基，羧基H2NCH2COOH甘氨酸糖—OH，—CO—羥基，羰基CH2OHCHOHCHO甘油醛

含雜原子環狀物

吡咯呋喃噻吩化合物類別官能團官能團名稱實

例烷烴C-C單鍵CH3CH3

乙烷烯烴C＝C雙鍵CH2＝CH2

乙烯炔烴C≡C叁鍵CH≡CH乙炔鹵代烴F,Cl,Br,I鹵素CH2Cl2

二氯甲烷芳烴C6H5-,C10H7-苯環,萘環C6H6,C10H8

苯,萘醇-OH羥基C2H5OH乙醇酚-OH,Ar-羥基,芳基C6H5OH苯酚醚COC醚鍵C2H5OC2H5

乙醚醛-CHO甲酰基(醛基)CH3CHO乙醛酮CO羰基(酮基)CH3COCH3

丙酮羧酸-COOH羧基CH3COOH乙酸酯-COOR酯基CH3COOCH2CH3

乙酸乙酯硝基化合物-NO2硝基CH3NO2

硝基甲烷胺-NH2-NHR氨基

胺基C6H5NH2苯胺(CH3)2NH二甲胺偶氮化合物-NN-偶氮基C6H5NNC6H5

偶氮苯重氮化合物-NN-重氮基C6H5NNCl氯化重氮苯硫醇-SH巰基C2H5SH乙硫醇磺酸-SO3H磺酸基C6H5SO3H苯磺酸氨基酸-NH2-COOH胺基,羧基H2NCHCOOH甘氨酸糖-OH,-CO-羥基,羰基CH2OHCHOHCHO甘油醛雜環化合物含雜原子環狀物

呋喃,吡咯,吡啶1.3有機化合物的命名原則1緒論1.3.1有機化合物的系統命名法1.3.1.1命名步驟3主鏈碳原子上其它支鏈全部作為取代基1根據化合物中所含官能團的情況,確定母體.2選取含母體官能團的最長碳鏈作為主鏈4用文字表達命名1.3有機化合物的命名原則1緒論1.3.1有機化合物的系統命名法母體選擇順序(排在前面的優先)為：-+NR3(銨)-COOH(羧酸)-SO3H(磺酸)-COOR(酯)-COX(酰鹵)-CONH2(酰胺)-CN(腈)-CHO(醛)-COR(酮)-OH(醇，酚)-NH2(胺)-R(烷基)-OR(烷氧基)

按上述順序排在前面的官能團為母體，排在后面的為取代基。

編號原則：從離母體官能團最近的一端開始，對主鏈碳原子進行編號并用阿拉伯數字標示。當具有相同長度的碳鏈可作為主鏈時，應選擇具有支鏈最多的碳鏈作為主鏈。當主鏈長度和支鏈數目相同時，應遵循最低系列原則：

逐個比較兩種編號法中表示取代基位置的數字，最先遇到取代基位置較小者，定為最低系列。取代基有官能團基,烴基,芳基等.烴基和芳基分別是相應的烷(烯,炔)烴和芳烴去掉一個氫原子后所剩余的部分,分別稱為某基.常見有機基團

雜環化合物化合物類別官能團官能團名稱實例烷烴C—C碳-碳單鍵CH3CH3乙烷烯烴C＝C碳-碳雙鍵CH2＝CH2乙烯炔烴C≡C碳-碳叁鍵CH≡CH乙炔鹵代烴F，Cl，Br，I鹵素CH2Cl2二氯甲烷芳烴

苯環，萘環(芳環)

C6H6，C10H8苯，萘醇—OH羥基C2H5OH乙醇酚—OH，Ar—羥基，芳基C6H5OH苯酚醚C－O－C醚鍵C2H5OC2H5乙醚醛—CHO甲酰基(醛基)CH3CHO乙醛酮－CO－羰基(酮基)CH3COCH3丙酮羧酸—COOH羧基CH3COOH乙酸酯—COOR酯基CH3COOCH2CH3乙酸乙酯腈—C≡N氰基CH3CN乙腈硝基化合物—NO2硝基CH3NO2硝基甲烷胺—NH2

—NHR氨基胺基C6H5NH2苯胺(CH3)2NH二甲胺偶氮化合物—N＝N—偶氮基C6H5N＝NC6H5偶氮苯重氮化合物—N≡N+X-重氮基C6H5N≡N+cl-氯化重氮苯硫醇—SH巰基C2H5SH乙硫醇磺酸—SO3H磺酸基C6H5SO3H苯磺酸氨基酸—NH2—COOH氨基，羧基H2NCH2COOH甘氨酸糖—OH，—CO—羥基，羰基CH2OHCHOHCHO甘油醛

含雜原子環狀物

吡咯呋喃噻吩雜環化合物化合物類別官能團官能團名稱實例烷烴C—C碳-碳單鍵CH3CH3乙烷烯烴C＝C碳-碳雙鍵CH2＝CH2乙烯炔烴C≡C碳-碳叁鍵CH≡CH乙炔鹵代烴F，Cl，Br，I鹵素CH2Cl2二氯甲烷芳烴

苯環，萘環(芳環)

C6H6，C10H8苯，萘醇—OH羥基C2H5OH乙醇酚—OH，Ar—羥基，芳基C6H5OH苯酚醚C－O－C醚鍵C2H5OC2H5乙醚醛—CHO甲酰基(醛基)CH3CHO乙醛酮－CO－羰基(酮基)CH3COCH3丙酮羧酸—COOH羧基CH3COOH乙酸酯—COOR酯基CH3COOCH2CH3乙酸乙酯腈—C≡N氰基CH3CN乙腈硝基化合物—NO2硝基CH3NO2硝基甲烷胺—NH2

—NHR氨基胺基C6H5NH2苯胺(CH3)2NH二甲胺偶氮化合物—N＝N—偶氮基C6H5N＝NC6H5偶氮苯重氮化合物—N≡N+X-重氮基C6H5N≡N+cl-氯化重氮苯硫醇—SH巰基C2H5SH乙硫醇磺酸—SO3H磺酸基C6H5SO3H苯磺酸氨基酸—NH2—COOH氨基，羧基H2NCH2COOH甘氨酸糖—OH，—CO—羥基，羰基CH2OHCHOHCHO甘油醛

含雜原子環狀物

吡咯呋喃噻吩雜環化合物化合物類別官能團官能團名稱實例烷烴C—C碳-碳單鍵CH3CH3乙烷烯烴C＝C碳-碳雙鍵CH2＝CH2乙烯炔烴C≡C碳-碳叁鍵CH≡CH乙炔鹵代烴F，Cl，Br，I鹵素CH2Cl2二氯甲烷芳烴

苯環，萘環(芳環)

C6H6，C10H8苯，萘醇—OH羥基C2H5OH乙醇酚—OH，Ar—羥基，芳基C6H5OH苯酚醚C－O－C醚鍵C2H5OC2H5乙醚醛—CHO甲酰基(醛基)CH3CHO乙醛酮－CO－羰基(酮基)CH3COCH3丙酮羧酸—COOH羧基CH3COOH乙酸酯—COOR酯基CH3COOCH2CH3乙酸乙酯腈—C≡N氰基CH3CN乙腈硝基化合物—NO2硝基CH3NO2硝基甲烷胺—NH2

—NHR氨基胺基C6H5NH2苯胺(CH3)2NH二甲胺偶氮化合物—N＝N—偶氮基C6H5N＝NC6H5偶氮苯重氮化合物—N≡N+X-重氮基C6H5N≡N+cl-氯化重氮苯硫醇—SH巰基C2H5SH乙硫醇磺酸—SO3H磺酸基C6H5SO3H苯磺酸氨基酸—NH2—COOH氨基，羧基H2NCH2COOH甘氨酸糖—OH，—CO—羥基，羰基CH2OHCHOHCHO甘油醛

含雜原子環狀物

吡咯呋喃噻吩中文名稱化學式英文中文名稱化學式英文甲基CH3—Methyl乙基CH3CH2—Ethyl丙基CH3CH2CH2—n-Propyl異丙基(CH3)2CH—i-Propyl丁基CH3CH2CH2CH2—n-Butyl異丁基(CH3)2CHCH2—i-Butyl叔丁基(CH3)3C—t-Butyl仲丁基CH3CH2(CH3)CH—s-Butyl戊基CH3CH2CH2CH2CH2—pentyl乙烯基CH2=CH—vinyl烯丙基H2C=CHCH2—allyl丙烯基CH3CH=CH—propenal苯基C6H5—Phenyl芳基

Aryl羥基HO－hydroxy甲酰基formyl中文名稱化學式英文中文名稱化學式英文甲基CH3—Methyl乙基CH3CH2—Ethyl丙基CH3CH2CH2—n-Propyl異丙基(CH3)2CH—i-Propyl丁基CH3CH2CH2CH2—n-Butyl異丁基(CH3)2CHCH2—i-Butyl叔丁基(CH3)3C—t-Butyl仲丁基CH3CH2(CH3)CH—s-Butyl戊基CH3CH2CH2CH2CH2—pentyl乙烯基CH2=CH—vinyl烯丙基H2C=CHCH2—allyl丙烯基CH3CH=CH—propenal苯基C6H5—Phenyl芳基

Aryl羥基HO－hydroxy甲酰基formyl中文名稱化學式英文代號中文名稱化學式英文代號甲基CH3-Methyl乙基CH3CH2-Ethyl丙基CH3CH2CH2-n-Propyl異丙基(CH3)2CH-i-Propyl丁基CH3CH2CH2CH2-n-Butyl異丁基(CH3)2CHCH2-i-Butyl叔丁基(CH3)3C-t-Butyl仲丁基CH3CH2(CH3)C-s-Butyl戊基CH3CH2CH2CH2CH2n-amyl乙烯基CH2=CH-vinyl烯丙基CH2=CHCH2-allyl丙烯基CH3CH=CH-propenal苯基C6H5-Phenyl芳基

Ar-1.3有機化合物的命名原則1緒論1.3.1有機化合物的系統命名法1.3.1.2化合物書寫取代基優先順序確定的原則：與主鏈相連的原子質量(原子序數)越大，排的順序越優先；如果與主鏈相連的第一個原子質量相同，則逐個向下比較；如果取代基為不飽和基團，應把雙鍵或叁鍵原子看作是它以單鍵和多個原子相連接。取代基優先順序如下:-H,-D,-CH3,-CH2CH3,-CH2CH2CH3,-CH2(CH2)2CH3,-CH2(CH2)3CH3,-CH2(CH2)4CH3,-CH2CH2CH(CH3)2,-CH2C(CH3)3,-CH2C6H5,-CH(CH3)2,-CH=CH2,-C(CH3)3,-CCH,-C6H5,-CH2OH,-CHROH,-CR2OH,-CHO,-COR,-COOR,-COCl,-CCl3,-NH2,-NHR,-NHCOR,-NR2,-NO2,-OH,-OR,-OOCR,-F,-SH,-SR,-SO2R,-Cl,-Br,-I．1.3有機化合物的命名原則1緒論1.2.5有機化合物的其它命名法1.2.5.1習慣命名法

1.2.5.2衍生命名法

1.2.5.3音譯法

1.4現代物理分析方法1緒論1.4.1紫外光譜max

最大吸收波長max摩爾消光系數λmax(苯)：238（ε，11800）；345（115）；416（153780）nm。

發色團：在近紫外光譜及可見光譜(200-800nm)范圍內出現吸收帶的結構系統。常見的發色團有：助色團：在200-400nm沒有吸收帶，但當與發色團相連時，使發色團的最大吸收峰向長波方向移動(能量降低)，并使吸收程度增加，這種官能團叫助色團。通常有—OH，—OR,—NH2，—SH,—SR,—X等。

1.4現代物理分析方法1緒論1.4.1紫外光譜共軛效應：增加max和max例1：將下列紫外光譜數據與化合物結構配對化合物

ABCmax(nm)281281228max208001300011600ABCabc1.4現代物理分析方法1緒論1.4.2紅外光譜紅外光譜是一種振動光譜。偶極矩的大小和方向發生改變的振動,即分子的對稱性發生改變的振動才吸收紅外光而發生振動能級的改變。

折合質量化學鍵鍵合常數K范圍：單鍵，4-7；雙鍵，8-13；叁鍵，12-18。

C—C，C=C和C≡C例:請比較下例鍵的紅外光譜振動頻率大小？解答虎克定律查表知，鍵的力常數為：C-C4.5C=C9.77C≡C12.2

1.4現代物理分析方法1緒論1.4.2紅外光譜

請比較C—C，C=C和C≡C的紅外光譜振動頻率大小。例：紅外光譜吸收頻率的定量關系式是虎克定律：解：查表知，鍵的力常數為：C-C4.5C=C9.77C≡C12.21.4現代物理分析方法1緒論1.4.2紅外光譜

官能團區：3800～1350cm-1。吸收不受或很少受分子中其它部位影響。反映官能團的結構特征。指紋區：1350cm-1以下。吸收受整個分子結構影響較大,它反映整個分子結構特征。vmax(KBr,cm-1)：3082(m),2963(s),2931(s),2865(s),1644(m),1464(m),995(m),911(s)。

1.4現代物理分析方法1緒論1.4.2紅外光譜

紅外光譜影響因素：化學鍵鍵力常數K;參與振動的原子或原子團質量M1和M2。影響分子鍵力常數的主要結構因素有：共軛效應、誘導效應、立體效應和氫鍵。例如，羰基化合物中存在下面的共振結構平衡：鍵力常數：(1)>(2)>(3)有利于穩定結構式(3)的因素，將使共振結構式(3)的含量增加，羰基振動頻率vC=O降低。有利于穩定結構式(1)的因素，將使共振結構式(1)的含量增加，羰基振動頻率vC=O增加。分析：1.4現代物理分析方法1緒論1.4.3核磁共振譜(1HNMR)1、信號的數目：質子類型2、信號的位置：質子的電子環境3、信號的強度：質子的個數4、信號分裂情況：相鄰質子類型及個數1.4現代物理分析方法1緒論1.4.3核磁共振譜(1HNMR)

1.4.3.1核磁共振現象

氫原子核（質子）的自旋有兩種取向：+1/2和-1/2。在外加磁場H0中,兩個能級之差為ΔE(與外磁場相同的取向能量較低)。ΔE與外磁場強度H0成正比：

r為核常數,稱為磁旋比,h為普朗克常數。核磁共振：若質子受到一定頻率的電磁波輻射,當輻射所提供的能量恰好等于質子兩種取向的能級差ΔE時，質子就會吸收電磁輻射的能量,從低能級躍遷到高能級。原子序數為單數的原子核存在核磁共振現象，例13C、19F（都有成單的核電荷）。

有機分子的質子譜圖中為什么會出現不同的1HNMR信號？

1.4現代物理分析方法1緒論1.4.3核磁共振譜(NMR)

1.4.3.2化學位移δ

質子周圍的電子云形成電子環流。在外加磁場中，電子環流形成感應磁場，要抵消一部分外加磁場的強度。質子所感受到的磁場強度會低于外加磁場的強度。一般小于百萬分之幾,即ppm。這時,我們說質子受到了屏蔽效應。不同類型質子受到不同屏蔽效應。質子由于受到不同屏蔽效應而產生不同磁場強度的共振叫化學位移。化學位移的單位可以用Hz表示（頻率單位）化學位移δ的大小,直接反映了質子周圍的電子環境。1.4現代物理分析方法1緒論1.4.3核磁共振譜(NMR)

1.4.3.2化學位移δ

化學位移δ的表示化學位移值,是有機化合物的重要物理常數。NMR測定中,采用與標準物質(CH3)4Si（TMS）比較的方法。在用Hz表示化學位移時,必須說明核磁共振儀所用的頻率。通常使用的核磁共振儀有60,90,100,220,450MHz。TMS的δ為0δ的大小在NMR譜圖中,由右至左逐漸增加,與掃場的順序相反（δ=0,對應于高場）1.4現代物理分析方法1緒論1.4.3核磁共振譜(NMR)

質子周圍的電子密度越大,化學位移δ值越小。

δ值變化規律如下:（1）δ值從R-CH3R2CH2R3C-H依次增加。（R連在飽和碳原子上,-I效應）（2）δ值隨鄰近原子電負性的增加而增加（3）δ值隨H原子與電負性基團距離的增大而減小（4）δ值從烷基、烯基、芳基依次增加:δ值:R—C—H<CC—H<C=C—H<Ar—H1.4現代物理分析方法1緒論1.4.3核磁共振譜(NMR)[18]輪烯：環外質子δ=8.2ppm；環內質子δ值為負值(δ=-1.99ppm)。1.4.3.2化學位移δ

1.4.3.2.2化學位移δ的表示C=C,CC，PhH中π電子產生感應磁場的方向:

δ：CC—H<=C—H〈Ar—H雙鍵和苯上的H原子,正落在感應磁場方向與外加磁場H0方向相同的區域,這樣使質子受到的屏蔽效應減小,δ值增加,這種作用叫去屏蔽作用。1.4現代物理分析方法1緒論1.4.3核磁共振譜(NMR)1.4.3.3NMR譜圖中峰的強度與數目1.4.3.3.1峰的數目代表化學不等價質子種類（氫原子種類）判斷兩個質子是否是化學等價的方法是將它們分別用相同的原子Z取代,如兩個質子被取代后得到同一結構,或者是對映異構體,這兩個質子就是化學等價質子,化學位移相同。CH3CH3：6個H是化學等價質子Ha和Hb是化學不等價質子1.4現代物理分析方法1緒論1.4.3核磁共振譜(NMR)1.4.3.3NMR譜圖中峰的強度與數目1.4.3.4峰的裂分與自旋偶合a質子對b質子的自旋偶合作用2個b質子對a質子的自旋偶合作用1.4現代物理分析方法1緒論1.4.3.4峰的裂分與自旋偶合裂分規律（1）當自旋偶合的n個鄰近H原子都相同時,裂分數目為n+1,峰的強度符合(a+b)n展開式系數關系。11121133114641（2）當自旋偶合的鄰近H原子不相同時,裂分的數目為(n+1)(n’+1)(n’’+1)…在(1+1)(1+1)的情況,峰為四重峰,例如,Cl2CHCH2CHBr2中CH2分裂成四重峰,峰的強度相等,對于其它情況,峰的分裂分辨不出來,統稱為多重峰。（3）相同的H原子之間不偶合,例如-CH3中的H原子不相互偶合,CH3-CH3中的H原子也不偶合。1.4現代物理分析方法1緒論1.4.3.4峰的裂分與自旋偶合偶合常數多重峰中兩個相鄰峰之間的距離叫偶合常數,用J表示。其單位為Hz,偶合常數反映兩個質子間相互干擾的強度,干擾越大,偶合常數也越大。1相互干擾的兩種質子,其偶合常數必然相等3偶合常數的大小決定于相偶合的質子間的結構關系。2相互偶合的兩組峰在圖形上都是從最外面的一個峰開始逐漸向上傾斜。1HNMR(CDCl3,300MHz)δ：12.49(s,1H),10.04(d,J=4.7Hz,2H)，9.50-9.55(m,2H)，8.99(d,J=5.1Hz,2H)，8.89(d,J=5.5Hz,2H)，8.18(d,J=7.0Hz,4H)，7.82-8.05(m,6H)，-2.33(s,1H)，-2.43(s,1H)。

1.4現代物理分析方法1緒論