7核磁共振波谱法习题答案

答：核磁共振基于磁性原子核（I>0）在外磁场中发生磁能及裂分（核自旋取向

不同），进而在射频场作用下使核自旋吸收射频能量在磁能及间跃迁而产生核

磁共振信号。实现核磁共振的条件是要满足射频场的能量（hν）与磁能间能量差

（ΔE）相等。即hν=ΔE=(γh/2π)H0,射频场频率满足ν=(γ/2π)H0 （其中，γ为原子

核的旋磁比，H0为外磁场强度）。

2.何谓化学位移？影响化学位移的因素有哪些？

答：化学位移是指由于原子核外电子环流产生的感生磁场对外磁场的屏蔽（对

抗）效应，导致原子核感受到的磁场强度发生变化从而共振条件发生变化。这种

由于核外“化学环境”的变化导致共振频率发生变化（位移）的现象被称为化

学位移。影响化学位移的因素主要有：电子效应（诱导、共轭），磁各向异性效

应、氢键及溶剂影响等。

3.何谓自旋偶合和自旋裂分？它有什么重要性？

答：核自旋受相邻核外电子环流产生的感生磁场的影响导致共振频率发生变化

称为自旋偶合。由于自旋偶合导致谱线进一步产生的精细裂分称为自旋裂分。对

于简单的自旋体系（一级谱）自旋裂分符合n+1规则，因此可以据此判断相邻

基团上H的数目或基团的类型，从而获得分子的结构特征。

4.什么是化学等同和磁等同？试举例说明？

答：在某一分子中化学为完全相同的一组核称为化学等价核（化学等同）。分子

中化学等价的一组核，它们中的每一个核对另外一组中每一个核的偶合常数也

相同，则称它们为磁等价核（磁等同）。例如，CH2F2分子中的两个H为化学等

同也是磁等同，同样两个F是化学等同也是磁等同；CH2C=CF2分子中两个H

为化学等同但非磁等同，同样两个F也是化学等同但非磁等同。

5.下图为某化合物的NMR波谱（见图9-），确定它是下列化合物中的哪一

个，为什么？

答：（4）

δ4.2的四重峰及δ1.2的三重峰说明结构中存在-CH2CH3单元，且连接于酯氧

端，即RCOO-CH2CH3，只有（4）吻合。而且验证（4）中其他基团的化学位移

及峰型也都与谱图吻合（δ2.2单峰为CH3CO-，δ3.6单峰为-CO-CH2-CO-）。

6.已知化合物的分子式为C4H8O2，其NMR波谱如图9-58所示，试推测其结构。

答：根据

分子组成式计算不饱和度F=1，结合分子式中含有两个O判断分子结构中可能

有C=O；从δ2.0及δ4.1的峰推断化合物可能为酯；另外由δ4.1四重峰及δ1.2

三重峰推断为-CH2CH3结构单元。综上推断该化合物结构为CH3COOCH2CH3。

7.已知某化合物的分子式为C14H14S，试根据图9-59的NMR波谱，推断该化

合物结构。

答：由分子组成式计算不饱和度F=8，结合谱图中δ7.2单峰判断结构式中含有

2个苯环，且苯环为烷基单取代结构（苯环取代后化学位移无明显变化）；刨

H2H2CSC去两个苯环只剩下两个CH2，结合谱图中只有两

组单峰判断分子为对称结构，且CH2与苯环直接相连。综上推断该化合物结构

为:

8.已知某化合物的分子式为C10H12O2，其NMR波谱如图9-60所示，试推测其

结构。

答：根据分子组成式计算不饱和度F=5，结合分子式中含有两个O判断分子结

构中可能含有一个苯环及一个C=O；从δ2.2及δ5.1的峰推断化合物可能为酯；

从谱图中δ7.2处的单峰（5H）进一步确认了苯环烷基单取代结构单元；

从谱图

H2OCOCCH2CH3中δ2.2（四重峰，2H）及δ1.6（三重峰，3

H）判断分子中还有－CH2CH3结构单元，且CH2另一端连接于酯基中的羰基端

（即－CO－CH2CH3）。综上推断该化合物结构为：

连接于酯氧端的CH2另一端连接于苯环，因其去屏蔽效应影响导致CH2化学位

移更移向低场（δ5.1），且没有相连基团H的偶合而显示单峰，进一步验证了

与谱图的吻合。

9.分子式为C4H8O2的化合物，在CDCl3中测得1H NMR谱为：δ1.35 (d, 3H)，2.

加入D2O后，3.75处的峰消失。此化合15 (s, 3H)，3.75 (s, 1H)，4.25 (q, 1H)。

物的IR在1720 cm-1处有强吸收峰。推导此化合物的结构，并标明各峰的归

属，说明为什么在加入D2O后3.75处的峰消失。

答：计算不饱和度F=1，结合分子式中含有两个O且IR谱图中1720

m-1处有强吸收峰，说明分子中含有一个酮羰基；δ3.75处的峰在加入

OHCH3CCCH3OHc

重水后消失说明其为活泼H（可交换H），结合分子式中含有O说明其为－OH

（醇羟基）；δ2.15（3H）孤立单峰，说明其为余CO（羰基）相连的CH3；δ1.

35（3H）的CH3为双峰，说明其与δ4.25（四重峰）直接相连；综上推断该化

合物结构式为：

10．已知某化合物分子式为C10H12O2，其1H-NMR谱图如下，谱中四组峰的积分高度比为a:b:c:d=5:2:2:3。试确定该化合物分子结构并写出推断过程。

答：（1）计算不饱和度F=5, 推测可能含有一个苯环及一个“C=C”或“C=O”；

（2）δ7.2为单峰且H个数为5，说明苯环为单取代结构；另外从苯环H化

学位移为7.2判断取代基类型既非吸电性又非供电性基团，应为烷基取代类型

说明苯环为烷基单取代结构

CH2 ；

（3）在δ4.2及δ3.0处均为三重峰，且H个数均为2，推测化合物中含有

“－CH2－CH2－”结构；且根据化学位移判断δ4.2端－CH2可能与氧（酯

氧）相连；

（4）在δ2.0处为单峰且H个数为3，推测结构中含有“CH3－CO－”单

元；

综上所述，推测该化合物结构为：

OOCH311.已知某化合物分子式为C8H10O，其1H-NMR谱图如下。试确定该化合物分子

结构并写出推断过程。

答：（1）计算不饱和度F=4，推测可能含有苯环；

（2）δ7.2为单峰且H个数为5，说明苯环为单取代结构；另外从苯环H化

学位移为7.2判断取代基类型既非吸电性又非供电性基团，应为烷基取代类型

说明苯环为烷基单取代结构；

（3）δ4.8（q，1H）即δ1.4（d，3H）表明为“－CH－CH3”结构单元； （4）结合分子式，还剩余一个O和一个H未归属，且谱图中δ2.8处单峰，

表明为－OH；

（5）考虑化学位移的大小（变化），判断“－CH－CH3”结构单元中

“CH”应同时连接于苯环和－OH；

综上所述，推测该化合物结构为：

OHCH3