绵阳市人民医院熊颖1什么是核磁共振氢谱
核磁共振氢谱是一种可来判断分子结构，经由分子中氢-1的核磁共振效应表现在核磁共振波谱法中的方式。当样品中含有包括尤其是同位素氢-1的氢时，分子的构造能被核磁共振氢谱确定。氕的别名为氢-1原子。
含有样本的溶液可制出简单的氢谱。为了不使溶剂中的质子对过程进行干扰，制造备用样本时一般运用氘代溶剂（氘=2H，通常用D表示），例如：氘代水D2O，氘代丙酮(CD3)2CO，氘代甲醇CD3OD，氘代二甲亚砜(CD3)2SO和氘代氯仿CDCl3。同时，一些不含氢的溶剂，例如四氯化碳CCl4和二硫化碳CS2，也可被用于制备测试样品。
历史上，氘代溶剂中常含有少量的（通常0.1%）四甲基硅烷（TMS）作为内标物来校准化学位移。TMS是正四面体分子，他们中全部的氢原子在化学中处于同等的地位，在谱图中显示为一个单峰，峰的位置被定义为化学位移等于0ppm。TMS易于挥发，这样有利于样品的还原。现代的核磁仪器可以以氘代溶剂中残余的氢-1（如：CDCl3中含有0.01%CHCl3）峰作为参照，因此现在的氘代试剂中通常已经不再添加TMS。
氘代溶剂的应用允许核磁共振仪磁场强度B0的自然漂移可以被氘频率-磁场锁定（也被描述为氘锁定或者磁场锁定）所抵消。为了实现氘锁定，核磁共振仪监视着溶液中氘信号的共振频率，通过对B0的调整来保持共振频率的恒定。另外，氘信号也可以被用来更加准确的定义0ppm，这是因为氘代溶剂的共振频率以及其与TMS的共振频率之差都是已知的。大部分有机化合物的核磁共振氢谱中的表征是通过介于+14pm到-4ppm范围间化学位移和自旋偶合来表达的。质子峰的积分曲线反映了它的丰度。简单的分子有着简单的谱图.氯乙烷的谱图中包含一个位于1.5ppm的三重峰和位于3.5ppm的四重峰，其积分面积比为3:2。苯的谱图中只有位于7.2ppm处的单峰，这一较大的化学位移是芳香环中的反磁性环电流的结果。
通过与碳-13核磁共振协同使用，核磁共振氢谱成为了表征分子结构的一个强有力的工具。
2核磁共振氢谱的分析
核磁共振氢谱的分析大体上可以分为以下三个步骤：
（1）观察峰的移动的距离（即化学位移）和峰的大小（即氢原子数目）：使用化学位移的学识，与谱峰的大小结合起来，能判断（或大致判断）化合物中包括氢官能团的样式多少。
（2）观察峰的样子（即不同峰的耦合分裂状况）运用n+1法则或二级偶合分裂的经验，能够判断（或大致判断）分子中基团和基团间的耦合关系，划分出自旋体系的样式。
(3)计算耦合常数：应用耦合常数的知识，能够认定分子的立体模型等。在对核磁共振氢谱完成了分析后，要大量查找有关文献，和相关数据进行对比，依据探讨出的成果，继续被发展的测试工程可以被进步一确认。
3分析图谱时，经常碰到的问题
要使用相对较为纯净的样品来做核磁共振实验，在普通情况下，想要得到高达95%之上的纯度。先要得出分别率比较好的图谱，通常状况，先用溶剂溶解样品。溶液灵敏度由浓度视仪器，混合物的分子量和测量的核磁共振图谱的种类所确定。2.最好不要自身含氢的溶剂来完成核磁共振图谱测试，包括氢的溶剂应该为重氢试剂。一般多用的溶剂有CCI4、CDCI3、D2O、DMSO-D6、CD3COCD3、CD3OD、C6D6、C5D5N、CD3CN等。3.内在标准的抉择标准：（1）一定要有足够的惰性化学度（2）一定要求磁各向同性的，或者和磁各向同性的差距不大（3）要求提供单独的，轻易得到的，尖锐的，易识别的共振信号（4）要求拥有和大多的溶剂容易溶和的性质（5）要求尽量为容易挥发的物质，对回收品类有便利性。4一般的标准品种为：TMS(四甲基硅)，DSS：(CH3)3SiCH2CH2CH2S03Na。5.在核磁共振氢谱中，一般会遇见杂质峰。杂质峰通常能通过他的峰大小完成鉴别：要是某峰的积分面积和其余峰对比不成比例，那么就能判断他是杂质峰。核磁共振氢谱中的溶剂峰包含样品自身剩余的溶剂及进行测量时运用溶剂的溶剂峰。样品自身剩余的溶剂的谱峰要求依据样品的具体状况进行具体研究。进行1HNMR测试时运用溶剂的溶剂峰识别相对比较容易。
4帮助分析图谱时的一些辅助手段
重氢交换：活性高的氢于溶液里可以完成连续的交换。要是样品中包括活性高的氢，在得出图谱后，给样品管中加入几滴重水，摇晃，之后再次作图，那么对应的的谱峰因为他活性高的氢已被氘交换造成消失。因此能够百分百的断定活性高的氢的存在。2.重氢氧化钠交换：重氢氧化钠交换能够使羰基的a-氢被交换掉。此方式在测量化学结构充当至关重要的角色。3.溶剂效应：苯、吡啶等拥有强的磁各向异性，于样品溶液里放进很少的这种溶剂，其能把样品分子的不同部位处于不同的屏蔽效果。因此能够对样品的1HNMR谱造成较大的改变，有时，能够让交叠的峰组分离。
5由乙苯的核磁共振氢谱为例
髙中化学课本中乙苯的核磁共振氢谱图（见图1）仅有三个峰,但乙苯分子中有差异的化学环境的氢原子理论上却有五种，怎么解释？难道是课本出现了偏差？要是课本没有错误，怎么解释三种氢原子峰大小之比是5:3:2?是乙苯苯环上的五个氢原子它们的化学环境氢完全一样吗？如何判定4有机物中有多少有差异的化学环境中的氢原子呢？是否是观察周边的基团呢？
图1
原子核周围化学键及电子云的散布情况叫做这个原子核的化学环境。化学环境表示为氢原子的所处的位置。所以说，判定氢原子的化学环境能运用相似于断定一氯代物品种的方式，要是两个氢原子各自被氯代替后产生的东西有差异，即这两种氢原子的化学环境有一定差异。核磁共振氢谱为无线电波和位于磁场中的分子里自己的旋核互相干扰,造成核自旋能量级的跃变而发生的。一个核磁已经供给3种首要的构造信息：化学移动距离、自旋分裂和耦合常数、峰的大小。峰的大小和质子数有一个正比的关系，阶梯式积分曲线可以算出这种关系。实践证明，以相同样频率照射,化学环境有差异的质子位于有差异的磁场强度处有吸收峰。但质子核外部键电子的电子云密集度对质子有一定的屏蔽作用；分子中另外原子或原子团的核外电子在被探讨质子前也造成屏蔽效应。前面的叫部分屏蔽作用，后面的叫远程屏蔽作用。
有差异化学环境的氢核，屏蔽作用会对其产生有差异性程度的屏蔽作用，造成有差异性的化学位置移动。所以能够使用鉴定或测量有机化合物的构造。理想状态下，乙苯分子中包含五类有差异化学环境的氢，但由于乙基的给电子作用，让苯环上的电子云密集度有所上升，又苯环的大π键有和共轭作用让电子云密度散布比较匀称，最后在核磁共振氢谱里苯环上的五个氢位置移动大约一样,位置移动S值在7-8中，于图谱里的位置也比较稳定。所以,能直接依据此峰的位置和强度推演出苯环上的氢的多少。
图2
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