NMR中如何识别活泼氢？

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   核磁共振氢谱测定的是氕元素的信号，氘不会出峰。水分子氢元素被氘取代就是重水D2O。识别活泼氢最简单的方法是重水D2O交换，如下式所示，利用活泼氢的快速交换机制，将氕与重水的氘交换，谱图上消失的峰就是活泼氢峰，同时δ 4.8左右会出现重水的残存质子信号。图7是某未知物重水交换前后的核磁共振氢谱对比。


某未知物重水交换前后的氢谱


绝大多数情况下，重水交换的速度是很快的。但为了保障交换完全，最好振摇半分钟以上，尤其是对交换速度较慢的酰胺以及硫醇等的活泼氢，需要振摇的时间更长一些。由于活泼氢的交换作用，在氢谱测定时，一定要注意样品和溶剂的干燥。如果溶液里水太多会造成样品活泼氢与水峰合并而无法识别。
另外，利用活泼氢化学位移与浓度的关系，可以配制低浓度和高浓度溶液进行测试比较，或者用惰性溶剂稀释。低浓度下活泼氢化学位移会向高场移动，而碳上氢受浓度影响很小，据此可以分辨出活泼氢；利用活泼氢化学位移随温度升高向高场移动的性质，通过变温实验将常温测定的图谱与升温测定的图谱比较也可以识别活泼氢。当然，如果需要测定二维核磁共振谱的话，利用C―H和H―H之间的耦合关系可以很容易地对所有氢谱峰进行归属，就没有必要刻意通过一维谱来找寻活泼氢了。


来源：大学化学, 2019, 34(1): 82-88


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