Br79/Br81NMR

天然溴的两种同位素 79Br(50.69%)、81Br(49.31%)均具有核自旋(I = 3/2),理论上都可产生 NMR 信号;但两种同位素的核四极矩显著,这使得BrNMR谱图均有明显的谱线增宽(可达数kHz),这是BrNMR实验的主要挑战。

上图为我公司400MHz核磁仪器所做79Br和81Br的BrNMR实验。在高对称环境下,天然丰度的81Br比79Br更强一些,强度尚可。

下表列出了Br不同离子状态下的化学位移规律,以供参考:

分类化学位移(ppm)典型示例主要影响因素谱线特征备注
无机溴化物
自由Br⁻离子-10 ~ +10NaBr水溶液溶剂、抗衡离子窄峰(Δν₁/₂<100 Hz)常用外标(0 ppm)
三溴离子(Br₃⁻)+250 ~ +280Br₂ + Br⁻混合物对称性、溶剂中等宽峰氧化还原平衡物种
溴酸根(BrO₃⁻)+750 ~ +850KBrO₃溶液高氧化态(+V)窄峰极端低场
金属配合物+20 ~ +200[MBr₆]ⁿ⁻, [MBr₄]²⁻氧化态、配位几何宽峰(对称性依赖)八面体较高场,四面体较低场
主族溴化物+80 ~ +250PBr₃, AlBr₃元素电负性、共价性窄到中等宽Lewis酸性↑,δ向低场
有机溴化物
烷基溴(sp³)+55 ~ +95CH₃Br(δ~65)碳取代级、电子效应窄峰伯<仲<叔(δ递增)
苄基/烯丙基溴+100 ~ +130C₆H₅CH₂Br共振稳定窄峰比相应烷基溴低场
乙烯基溴(sp²)+120 ~ +140CH₂=CHBr碳杂化、共轭窄峰通常比芳基溴高场
芳基溴(Ar-Br)+130 ~ +160C₆H₅Br(δ~145)取代基电子效应窄峰对位取代基影响显著
炔基溴(sp)+70 ~ +90HC≡CBr高s成分窄峰相对高场