自旋偶合系统及磁等价质子简介

1.有关术语

（1）自旋偶合系统。所谓自旋偶合系统，即有机分子中存在着几组磁场，每组磁核之间有偶合而与系统以外的任何磁核都不偶合（但并非是系统内所有磁核之间都互相作用），把这样的一组磁核叫自旋偶合系统。例如，在乙基异丙基醚中：

乙基质子是一种自旋偶合系统，异丙基质子是另一种自旋偶合系统。

（2）化学等价质子。分子中化学位移值相等的质子称为化学等价质子。如CH3CH2X中，X为卤素原子或其他基团，则三个甲基质子是化学等价的质子。同样，亚甲基上两个质子也是化学等价的。

（3）磁等价质子。在一个自旋偶合系统中，若一组化学等价质子同时对系统内任一磁核的偶合都相同（即偶合常数相同）时，称为磁等价（或磁全同）质子。

例如CH3CH2X，其中甲基上三个质子不但化学等价，而且对亚甲基质子的偶合常数也相等；反过来两个亚甲基质子不但化学等价，对甲基质子的偶合常数也相等。所以，三个甲基质子是一组磁等价质子。

在对一氟硝基苯中，Ha和Hb化学等价，它们对于氟核虽有相同键距和键角，但对Hc和Hd都有不同的偶合常数（JHaHc≠JHbHd），故Ha和Hb是磁不等价的，同样Hc和Hd也是磁不等价的。

一般磁等价质子也是化学等价质子，但化学等价质子不一定是磁等价质子。

下列情况会产生不等价质子。

①单键不能自由旋转时，会产生不等价质子。

例如，CH3CH2Cl，构象是：

Ha处于Cl的对位，Hb处于Cl的邻位，所以两者是不等价质子。

②构象固定环上CH2质子是不等价的，例如，环己烷分子中的两种椅式构象中的六个平伏键质子和六个直立键质子，当温度为-70～-100℃时，由于翻转速度极小，而形成不等价质子，不再为单峰。

③双键同碳上的质子是不等价质子。(www.xing528.com)

④单键带有双键性质上的质子是不等价质子。

⑤与不对称碳原子相连的—CH2—为不等价质子。

⑥苯环上邻位和间位质子是不等价质子。

2.自旋系统的命名方法

为了表示自旋系统的组成情况（这种情况密切关系着分析图谱的方法和特点），现在已有一套为自旋系统命名的方法。

把英文字母分成三组：A、B、C…为一组，L、M、N…为一组，X、Y、Z…为另一组。化学位移相近的质子用同一组字母代表（上述三组的任何一组），化学位移相差较大的质子用不同组的字母代表，磁等价质子用同一个字母代表，它们的数目用阿拉伯数字注在字母的右下角，化学等价而磁不等价的质子用同一字母表示，但在字母右上角分别加撇和不加撇加以区别，如CH2═CF2，就是AA′XX′系统。

通过以下实例可以熟悉这套命名方法。

CH2═CCl2　A2

CH2F2　A2X2

CH3OH　A3B或A3X（取决于OH质子与甲基氢化学位移差值）

CH2═CHCl　ABX

CH3CH═CH2　A3MXY