一文了解氢谱中的活泼氢

化学酷 2023-10-08 21:02

氢是构成有机化合物的重要元素，核磁共振氢谱通过相关氢的化学位移、耦合裂分以及积分等为有机化合物的结构解析提供了大量有价值的信息。烷氢、烯氢、炔氢、芳香氢以及醛基氢等常规氢在氢谱里的表现特征性很强归属较容易。相对这类氢原子，活泼氢的解析就要复杂得多。所谓活泼氢是指有一定的酸性，容易离去或容易发生交换的氢，一般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，涉及的化合物类型有醇、酚、羧酸、胺、酰胺、硫醇等；或者是羰基或硝基等基团的α-氢。由于它们受活泼氢的交换作用及氢键形成的影响，活泼氢的峰和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化学位移值很不固定，并在一个较大的范围变动，而峰形也有可能像其他的氢一样比较尖锐，甚至有裂分但是某些情况又比较钝，甚至不出峰。因此，活泼氢的核磁共振氢谱解析对化合物结构推导有重要意义。

 

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，氢原子的化学位移、峰形会受到相连原子成键影响，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见表1。O-H、N-H、S-H的化学位移基本覆盖了氢谱的全部范围。

• phenol pKa:
• 9.95 (in water),
• 18.0 (in DMSO),
• 29.1 (in acetonitrile)
• thiophenol pKa:
• 6.62 (H₂O)
• 10.28 (DMSO)^[
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