氢谱化学位移值表怎么算

在日常解析过程中，烷氢、烯氢、炔氢、氢以及醛基氢等常规氢在氢谱中的表现特征性较强且归属较为容易。相比之下，活泼氢的解析要复杂得多。

所谓活泼氢，是指具有一定的酸性，容易离去或发生交换的氢，通常在其周围有强吸电子基团。常见的活泼氢一种是直接与杂原子相连，如OH、NH、SH等基团上的氢原子；另一种是位于羰基或硝基等强吸电子基团旁的α-氢。

活泼氢与常规氢的一个显著区别是，受其交换作用和氢键形成的影响，活泼氢的峰与连接在碳原子上的氢的峰有很大不同。活泼氢在不同条件下的化学位移值很不固定，并在一个较大的范围内变动，峰形也可能像其他的氢一样比较尖锐，甚至裂分，但某些情况下可能比较钝，甚至不出峰。活泼氢的核磁共振氢谱解析对化合物结构推导具有重要意义。

下面我们将详细分析活泼氢的一些特性：

1. O-H、N-H和S-H键活泼氢化学位移

氢原子在有机化合物分子中，以单键形式与其他原子相连接。最常见的活泼氢是与O、N和S元素相连的。其元素电负性、键长及所在化合物类型和相关活泼氢化学位移有一定规律。O―H、N―H、S―H的化学位移基本覆盖了氢谱的全部范围。随着元素电负性的减小，共价键偶极矩减小，同时键长增大，活泼氢的化学位移呈现出宽范围的变化。除了成键电子云分布以及化学键各向异性因素影响外，活泼氢的测定结果还与选定溶剂、样品浓度、温度、水分等因素有关。

2. 影响活泼氢化学位移因素

从结构来看，活泼氢的化学位移与相连杂原子的电负性有关。杂原子对氢原子具有去作用，电负性增加，化学位移向低场移动，数值增大。相同情况下，与氧相连的活泼氢化学位移大于氮上的活泼氢，而与硫连接的活泼氢化学位移最小，出现在高场。

测试条件如溶液浓度、pH、温度、溶剂等都会对活泼氢化学位移造成影响。主要来自于氢键。氢键的形成减少了对活泼氢的作用，使活泼氢的共振吸收移向低场。而氢键的形成与溶液浓度、pH、温度、溶剂等都很有关系，不同的测试环境会造成氢键的缔合和解离情况不同，使其化学位移在较大的范围内变化。

3. 活泼氢的峰形

多数情况下，活泼氢吸收峰的峰形与碳上的质子信号相同，峰形尖锐，积分面积与质子数成比例。但有时活泼氢的峰会拉宽，甚至延展得几乎与谱图基线一致。如果配制的溶液中含有微量水，活泼氢与水之间也会发生交换；活泼氢与氘代试剂的作用也会影响谱峰积分面积，使其小于氢的数目。当活泼氢积分面积不足时，需要结合其化学位移以及其他信息进行综合判断，不要轻易将活泼氢的峰作为杂质峰处理。

4. 活泼氢的耦合裂分

分子中活泼氢是容易发生交换的氢，并不固定与某个原子相连接，存在着快速交换机制。常温下OH、NH和SH相较而言OH交换速度最快；氨基交换速度中等；巯基SH质子交换速度最慢，和碳上质子一样会与邻近质子有耦合作用。另外需注意如果样品间或溶剂间形成氢键会限制其交换进而产生耦合裂分常见于高浓度溶液或者酸性杂质或氘代二甲基亚砜做溶剂的情况。

氨在酸性溶液中会形成铵盐其氮原子带正电此时其上活泼氢的交换会很缓慢受氮原子影响的耦合裂分可以形成外观强度相等的三重宽峰同时氨基氢也会与邻接碳上质子耦合裂分较为复杂。

5. 活泼氢的识别

识别活泼氢最简单的方法是利用重水交换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即为活泼氢峰同时δ 4.8左右会出现重水的残存质子信号利用此原理进行识别是常用方法。此外通过对比样品高低浓度或变温实验下的图谱变化也可对活泼氢进行识别。当然如果进行二维核磁共振谱测定则更容易对所有氢谱峰进行归属无需刻意通过一维谱寻找活泼氢。

结语：