HNMR之苯环篇

发布时间：2020-03-30 05:07:06 来源：文档文库

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1H-NMR

在天然产物和有机合成的化合物中大部分都含有苯环基团，例如，木脂素类，黄酮类，生物碱类和杂帖类化合物，有机合成的药物中如阿司匹林，扑热息痛和硝苯地平都含有苯环结构，所以苯环的解析是非常重要的，下面详细说明苯环的氢核磁共振(1H-NMR)解析。

对苯环芳氢影响的取代基团分为3类，根据它们对其邻位，间位，对位氢的化学位移影响不同分为，第一类基团是使邻，间，对位氢的δ值位移均不大的基团，属于该类取代基的有：CH3，CH2，CH，CH=CHR，C≡CR，Cl，Br等。

第二类基团是使邻，对位氢的δ值明显向高场位移，使δ值明显减少的基团，但是，对间位的影响不大，这类基团一般是含有饱和杂原子基团，属于该类取代基的有：OH，OR，NH2，NHR，NRR’等。

第三类基团是使邻，对位氢的δ值明显向低场位移，使δ值明显增加的基团，但是，对间位的影响不大，这类基团一般是含有不饱和杂原子基团，属于该类取代基的有：CHO，COR，COOR，COOH，

苯环上芳氢(非DMSO溶剂中)计算公式是δ= 7.26 + ∑s，DMSO溶剂中计算公式是δ= 7.41 + ∑s，∑s为所有取代基对芳氢化学位移值的影响的总和。

表一、取代基对苯环芳氢的影响（δ= 7.26 + ∑s）

规律总结：

1、记忆方法

解释：-OH、-OCH3等供电基团与-COR等吸电基团对苯环的供电/吸电绝对效应相同（分别为-1.0/+1.0），但-COR等吸电基团取代后，苯环上邻位较对位电子云降低得更加明显，即吸电基团对邻位强烈吸电，造成邻位向低场位移的幅度约对位的1倍。而-OH、-OCH3等供电基团对邻对位的供电能力差异不大，邻位稍微比对位供的多一些，两者相差约0.1 ppm（在DMSO中，-OH、-OCH3对邻对位供电基本一致）。而烷基取代基（-R）供电作用较弱的缘故，造成供电总效应约前两者的一半（-0.5）。另外，不管供电取代或吸电取代，间位位移变化幅度绝对值都是0.1，只是供电的为-0.1，吸电的为+0.1。

图1 对羟基苯甲酸(红色为实际δ值，黑色为计算值)

举例，如上图1，化合物对羟基苯甲酸，2位的芳氢,受到1位-COOH的邻位影响和4位-OH的间位影响，根据表1，计算2位的芳氢其理论δ= 7.26 + 0.64-0.14 = 7.76, 其实际δ值是7.77，3位的芳氢受到4位-OH的邻位影响和1位-COOH的间位影响，根据表1，3位的芳氢其理论δ= 7.26 - 0.50 +0.04 = 6.80, 其实际δ值是6.80，理论计算值与实际值基本吻合。

图2 香草酸(红色为实际δ值，黑色为计算值)

如图2，香草酸的2位的芳氢, 受到1位-COOH的邻位影响，3位-OCH3的邻位和4位-OH的间位影响，根据表1，计算2位的芳氢其理论δ= 7.26 + 0.64 - 0.43 - 0.14 = 7.33, 其实际δ值是7.43，同样，5位的计算δ值6.71，实际δ值是6.84，6位的计算δ值7.39，实际δ值是7.45，计算值与实际值基本吻合。