H谱解析基础常识

01

什么是化学位移？

这是质子峰在核磁共振谱图上横轴的相对位置，是从核磁共振谱中提取结构信息的方法之一。质子周围的电子密度会导致原子核屏蔽/去屏蔽效应，因此不同类型的质子(脂肪族、芳香族或醛类)有不同的化学位移范围。

-CH上的电负性基团会降低其质子周围的电子密度，导致原子核去遮蔽，因此其化学位移数值变大。四甲基硅烷(TMS)是核磁共振实验中常用的一种化学位移内标试剂，其质子被高度屏蔽，导致其化学位移为0ppm。样品的质子的化学位移(或共振频率)通常表示为相对于TMS的δ值(而不是绝对Hz)。

02

什么是积分值？

质子信号峰下的面积与产生谱峰的等价氢原子的数量成正比。1个甲基(CH3)，1个亚甲基(CH2)，1个亚甲基(CH)的化合物1HNMR谱有3个峰，积分值比为3:2:1。 

03

氢谱裂峰能告诉你什么？

在核磁共振中，这被称为谱峰的多重性，它提供了一个特定的质子或一组质子相邻的质子数量的信息(通常指三个键内的原子)。质子的磁场会跟与之相邻的非等效质子的磁场相互作用，其共振信号或峰会发生分裂。

每个质子共振信号(或积分值)被分裂成N+1重峰,N是该质子与之相邻非等效质子的数量。如果没有相邻的氢原子，共振将是一个单峰(s)。

谱峰可以被分裂成任一程度，我们称之为谱峰的多重性，下面是一些例子:

• 如果只有一个相邻的氢原子，共振信号谱峰会被分裂为两个大小相等的峰(双峰，d)

• 如果有两个相邻的氢原子，谱峰将会被共振分裂为三个峰，面积比例为1:2:1(三重峰，t)

• 如果一个氢原子与两个非等价氢原子相邻，其谱峰分裂情况将是两个大小相等的双峰(双双峰，dd)

04

什么是屋脊效应？

当氢原子之间存在强耦合效应(磁场的强相互作用)时，且它们的化学位移接近时，谱峰就会发生扭曲。内部的峰积分值变大，外部峰积分值变小。信号互相倾斜，这被称为“屋脊效应”。这种效应有助于数据解析，协助识别光谱中的相邻质子峰。

05

什么我的谱图上有未归属的峰？

有两种原因可能造成你的谱图上有未归属的谱峰：

1. 样品中含有其它物质或杂质；这会造成多余的谱峰。另外一点，存在一些峰的积分与大多数峰的积分值不匹配。

2. 样品的化学结构跟你期望的不一样

由于样品问题(低浓度，未溶解的微粒等情况)，仪器参数设置不当，和/或谱图处理不当，在你们的光谱中可能存在假峰或错误的峰。这些在本文中没有涉及。

06

我的谱图中为什么有宽峰？

含有可交换质子或形成氢键的质子(如-OH和-NH)的分子在氢谱中通常会出现宽峰。这些峰会有不同的化学位移，取决于你使用的溶剂，而且它们还会影响谱图中的其它峰。可以在样品中加入一滴D2O消除这些信号，让你更容易地解析谱图。

1H-NMR谱与化学结构一致，必须满足以下条件:

原文作者：Sanji Bhal, Director, Marketing Communications，ACD/Labs

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