一文了解氫譜中的活潑氫

化學酷 2023-10-08 21:02

氫是構成有機化合物的重要元素，核磁共振氫譜通過相關氫的化學位移、耦合裂分以及積分等為有機化合物的結構解析提供了大量有價值的信息。烷氫、烯氫、炔氫、芳香氫以及醛基氫等常規氫在氫譜裏的表現特征性很強歸屬較容易。相對這類氫原子，活潑氫的解析就要複雜得多。所謂活潑氫是指有一定的酸性，容易離去或容易發生交換的氫，一般在其周圍有強吸電子基團。常見的活潑氫一種是直接與雜原子相連，如OH、NH、SH等基團上的氫原子，涉及的化合物類型有醇、酚、羧酸、胺、酰胺、硫醇等；或者是羰基或硝基等基團的α-氫。由於它們受活潑氫的交換作用及氫鍵形成的影響，活潑氫的峰和連接在碳原子上的氫的峰有很大不同，活潑氫在不同條件下化學位移值很不固定，並在一個較大的範圍變動，而峰形也有可能像其他的氫一樣比較尖銳，甚至有裂分但是某些情況又比較鈍，甚至不出峰。因此，活潑氫的核磁共振氫譜解析對化合物結構推導有重要意義。

 

O-H,N-H和S-H鍵活潑氫化學位移

氫原子在有機化合物分子中以單鍵形式與其他原子相連接，氫原子的化學位移、峰形會受到相連原子成鍵影響，最常見的活潑氫是與O、N和S元素相連的，其元素電負性、鍵長及所在化合物類型和相關活潑氫化學位移見表1。O-H、N-H、S-H的化學位移基本覆蓋了氫譜的全部範圍。

• 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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