偶合常數

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。

自旋裂分：氫核不是總表現為單峰，有時表現為多重峰。解析度較低時，一般為單峰；但在高解析度下，變為多重峰。

自旋偶合：這種分子中自旋核與自旋核之間相互作用稱自旋-自旋偶合。由自旋偶合產生的多重譜峰現象稱為自旋裂分。偶合是裂分的原因，裂分是偶合的結果。自旋一自旋偶合，可反映相鄰核的特徵，可提供化合物分子內相接和立體化學的信息。

對簡單偶合而言，峰裂距即偶合常數。對於髙級偶合（ ），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 偶合及 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 ，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。

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， ；對位氧的偶合， 。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。度時，J 最小；在度時，隨α的減小，J增大；在度時，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個峰，如,裂分峰數目等於個，通常稱為“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。

因偶合而產生的多重峰相對強度可用二項式展開的係數表示，n為磁等價核的個數；裂分峰組的中心位置是該組磁核的化學位移值。裂分峰之間的裂距反映偶合常數J的大小；磁等價的核相互之間有偶合作用，但沒有譜峰裂分的現象。

原子核間的自旋·自旋偶合作用是通過化學鍵的成鍵電子傳遞的，因此只發生在化學鍵相隔不遠的原子核之間。如：飽和碳氫化合物中H與H的J-Coupling只發生在三鍵（鄰位）以下的原子間，它提供了原子核間相互連接的結構信息。鄰位氫核之間自旋偶合作用的大小（J值，偶合常數）與兩個氫核構成的兩面角的角度有關，它提供了原子間在空間取向上的結構信息（空間結構）。這是NMR有別於其它分析方法的獨特之處。