偶合常數

定義

當自旋體系存在自旋-自旋偶合時，核磁共振譜線發生分裂。由分裂所產生的裂距反映了相互偶合作用的強弱，稱為偶合常數，單位為Hz。

對簡單偶合而言，峰裂距即偶合常數。對於髙級偶合（

），n+1律不再適用，其偶合常數需通過計算才能求出。偶合常數的符號為

，n表示偶合核間隔鍵數，s 表示結構關係，c 表示互相偶合核。按偶合核間隔鍵數，可分為偕偶、鄰偶及遠程偶合。按核的種類可分為H-H 偶合及

-H偶合等，相應的偶合常數用

及

等表示。偶合常數=化學位移差 x 儀器的赫茲數。

偶合常數的影響因素可主要從三個方面考慮：偶合核間隔距離、角度及電子云密度等。峰裂距只決定於偶合核的局部磁場強度，因此，偶合常數與外磁場強度

無關。

（1）間隔的鍵數：相互偶合核間隔鍵數增多，偶合常數的絕對值減小。

偕偶（geminal coupling）：是同碳兩個氫的偶合，也稱同碳偶合。偶合常數用

表示。

—般為負值，但變化範圍較大，與結構有密切關係。一般來說，大多數

雜化基團上的氫的

為-10~-15HZ。在飽和溶液中，同碳偶合引起的分裂經常在NMR譜上看不到，如甲基上的三個氫因甲基的自由旋轉，化學位移相同，因此甲基峰為單峰。烯氫的

=0~5Hz，在 NMR上可以看到同碳偶合引起的分裂。

鄰偶（vicinal coupling）：是相鄰碳原子上的氫核間的偶合，即相隔三個鍵的氫核間的偶合，用

表示。在 NMR中遇到最多是鄰偶，一般

=6~8Hz。

遠程偶合（long range coupling）：是相隔四個或四個以上鍵的氫核偶合。例如，苯環的間位氫的偶合，

=1~4Hz；對位氧的偶合，

=0~2Hz 。除了具有大π鍵或π鍵的系統外，遠程偶合常數一般都很小。

（2 ）角度：角度對偶合常數的影響很敏感。以飽和烴的鄰偶為例，偶合常數與雙面夾角α有關。α = 90度時，J 最小；在α < 90度時，隨α的減小，J增大；在α> 90度時，隨α的增大，α增大。這是因為偶合核的核磁矩在相互垂直時，干擾最小。

（3）電負性：因為偶合作用是靠價電子傳遞的，因而取代基X的電負性越大，

的

越小。偶合常數是核磁共振譜的重要參數之一，可用它研究核間關係、構型、構象及取代位置等。一些有代表性的偶合常數列於下圖中。

一組磁等價的核如果與另外n個磁等價的核相鄰時，這一組核的譜峰將被裂分為2nI+1個峰，如I=1/2,裂分峰數目等於n+1個，通常稱為“n+1規律”。如某組核既與一組n個磁等價的核耦合，又與另一組m個磁等價的核偶合，且兩種偶合常數不同，則裂分峰數目為（n+1）（m+1）。