第五章 碳谱 13C
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第五章核磁共振波谱法-碳谱
OH
O
O
O
206.8ppm
195.8ppm
179.4ppm
14
5、缺电子效应
• 如果碳带正电荷，即缺少电子，屏蔽作用大大减弱，化学 位移处于低场。
•例如：叔丁基正碳离子(CH3)3C+的达到 327.8ppm。这 个效应也可用来解释羰基的13C 化学位移为什么处于较低 场，因为存在下述共振：
O
O
11.4
H
124.2
125.4
HH
H
16.8
18
9、介质效应（测定条件）
• 不同的溶剂、介质，不同的浓度以及不同的 pH 值 都会引起碳谱的化学位移值的改变。变化范围一般 为几到十左右。由不同溶剂引起的化学位移值的变 化，也称为溶剂位移效应。这通常是样品中的 H 与极性溶剂通过氢键缔合产生去屏蔽效应的结果。
• 峰高不能定量地反映碳原子数量。
6
四 13C NMR化学位移
• 一般来说，碳谱中化学位移（C）是最重要的参数。它直接反映了所观 察核周围的基团、电子分布的情况，即核所受屏蔽作用的大小。碳谱的 化学位移对核所受的化学环境是很敏感的，它的范围比氢谱宽得多，一 般在 0-250ppm。对于分子量在 300-500 的化合物，碳谱几乎可以分辨 每一个不同化学环境的碳原子，而氢谱有时却严重重迭。
第五章 核磁共振碳谱
主要内容
一 13C NMR概述 二 核磁共振碳谱的特点 三 13C NMR谱图 四 13C NMR化学位移 五 影响13C化学位移的因素
六 核磁共振碳谱中几种去偶技术
七 各类化合物的13C化学位移
八 碳谱的解析步骤
2
一 13C NMR概述
• 有机化合物中的碳原子构成了有机物的骨架。因此观察和研究碳原子的 信号对研究有机物有着非常重要的意义。
碳谱图 C13
46
HMBC
H-15
1-OH H-14a
H-9β
H-6
H-9α
H-2α
C-14 C-10
14
OH
C-1
O
10 1
O OH
C-5
5
47
NOESY
1-OH
H-14a
H-12
O OH
H-11 H-9α
O OH
H-4
H
H
14
O OH H H
c8的平面结构
H
1
O
9
OH H
H-14b
4 11
48
No.
Carbon signals -106.7 41.2
2J
, 3JCH CH
28
1H-1H
COSY Spectrum
图谱横轴和纵轴均为1H-NMR一维谱，对角峰 为相关峰。
包括偶合类型：偕偶、邻位氢偶合信号以及在
一维谱上能够观察到的远程偶合，如W型偶合、 烯丙偶合、高烯丙偶合，以及芳香环上的间位 偶合、对位偶合。
29
二维图谱的由来：见下面三维图谱
30
49
参考书 1、有机化合物波谱分析（姚新生主编）
2、高分辨氢谱的解析与应用（梁晓天著）
3、核磁共振碳谱（赵天增著）
50
8
13C-NMR谱的类型
• 1、质子非去偶谱
9
2、全氢去偶谱(COM)或噪音去偶谱(PND)或质子宽带去偶 谱(BBD) 特点: 图谱简化, 所有信号均呈单峰. 纵向弛豫时间T1：C CH3 CH CH2
10
3、 偏共振去偶谱(OFR) 特点: 只保留直接相连氢对碳的偶合影响,可识别 伯、仲、叔、季碳。 CH3, q， CH2, t， CH, d， C, s。
HMBC
H-15
1-OH H-14a
H-9β
H-6
H-9α
H-2α
C-14 C-10
14
OH
C-1
O
10 1
O OH
C-5
5
47
NOESY
1-OH
H-14a
H-12
O OH
H-11 H-9α
O OH
H-4
H
H
14
O OH H H
c8的平面结构
H
1
O
9
OH H
H-14b
4 11
48
No.
Carbon signals -106.7 41.2
2J
, 3JCH CH
28
1H-1H
COSY Spectrum
图谱横轴和纵轴均为1H-NMR一维谱，对角峰 为相关峰。
包括偶合类型：偕偶、邻位氢偶合信号以及在
一维谱上能够观察到的远程偶合，如W型偶合、 烯丙偶合、高烯丙偶合，以及芳香环上的间位 偶合、对位偶合。
29
二维图谱的由来：见下面三维图谱
30
49
参考书 1、有机化合物波谱分析（姚新生主编）
2、高分辨氢谱的解析与应用（梁晓天著）
3、核磁共振碳谱（赵天增著）
50
8
13C-NMR谱的类型
• 1、质子非去偶谱
9
2、全氢去偶谱(COM)或噪音去偶谱(PND)或质子宽带去偶 谱(BBD) 特点: 图谱简化, 所有信号均呈单峰. 纵向弛豫时间T1：C CH3 CH CH2
10
3、 偏共振去偶谱(OFR) 特点: 只保留直接相连氢对碳的偶合影响,可识别 伯、仲、叔、季碳。 CH3, q， CH2, t， CH, d， C, s。
第五章 碳谱简介
（ppm） 5.7
（2）烯烃的顺反效应。 顺反异构体------順式小，反式大。
11.4 28.2 21.4 12.5 34.1 22.1 12.5
CH3
122.8
CH2 CH2 CH3 C C
129.7
H
123.9
CH2 CH2 CH3 C C
130.6
H
H
CH3
16.5
H
36.1
H C O N
H2C CH2 123.3 H3C 132.8 H C C H 152.1 CHO 191.4
CH3CHO 201
共轭羰基化合物的移向高场，当共轭作用破坏时，移向低场。
O
195.7
O
199.0
O
205.5
共轭双键化合物，中间碳原子因共轭作用移向高场。
140.2 112.8 137.2 116.6 138.7
例5：某化合物分子式为C16H22O4，根据氢谱和碳谱推导其结构。
溶剂峰
=（2×16+2-22）/ 2=6
碳谱有8组峰，共16碳， 对称结构 邻二取代苯 酯羰基-COO6H -O-CH2-CH2CH2CH2CH3 4H 4H
O COCH2CH2CH2CH3 COCH2CH2CH2CH3 O
4H
例2：某未知化合物分子式为C7H12O3，根据氢谱和碳谱推倒 其结构。
-CH2-
=（2×7+2-12）/ 2=2
酮C=O 酯-COO无对称结构
-CH3
-OCH3
-CH2CH3
O
O
CH3CH2CCH2CH2COCH3
-CH2CH2-
Hale Waihona Puke -OCH3例3：某未知化合物分子式为C10H10O，根据氢谱和碳谱推导 其结构。
5-7 核磁共振碳谱(13CNMR)
【复习回顾】1HNMR内容：学习目标：13C 核磁共振谱使用13C NMR 谱中的峰数及其化学位移来确定化合物中碳原子的类型和官能团化学位移δc13CNMR 的解析113C核磁共振谱1) 13C核磁共振谱的特点1HNMR谱13CNMR谱❶灵敏度低: 为1H的1/6000灵敏度高❷δ为0~300 ppm 0~12 ppm♦单峰，不存在13C-13C自旋偶合和裂分存在1H-1H自旋偶合和裂分，一般出现多峰❹不能用积分高度来计算碳的数目积分高度可计算氢的数目⍓给出碳骨架结构的信息氢的个数和部分碳骨架信息傅里叶变换(FT)技术(1933 –？)瑞士化学家/物理学家2) 质子宽带去偶法(Proton Broad Band Decoupling, PBBD)C H3C H2Br C H3C H2Br未去偶13CNMR 谱质子宽带去偶13CNMR谱3) DEPT谱(无畸变极化转移增强技术)正常13C谱DEPT13C谱(135°)DEPT－90°谱，只出现CH的正峰DEPT－135°谱，CH3和CH为正峰，而CH2的峰为负213C化学位移(The Chemical Shift)δc1)常见13C化学位移区域V 区域I区域II区域III区域IV2) 影响13C 化学位移的因素200150100500ppm核外电子的电子云密度小大核外电子的屏蔽作用去屏蔽屏蔽外加磁场低场高场化学位移大小❶诱导效应化合物C H 3X CH 3F CH 3Cl CH 2Cl 2CHCl 3CHBr电负性(X)4.0(F)3.1(Cl)3.1(Cl)3.1(Cl)2.8(Br)δC (ppm)8024.9527720❑δC 值随邻近原子电负性增加而增加，随电负性原子个数增加而增加伯碳<仲碳<叔碳<季碳❑ C的影响还随离离电负性的取代基的距离增大而减小碳杂化形式电负性：Csp> Csp2> Csp3推测化学位移δ: -C C H -C=O -CH=C H2C H3-实测化学位移δ: 50~100 150~220100~150 0~50共轭效应206.8 ppm 195.8 ppm 179.4 ppmδC (ppm)❑δC 值随邻近原子给电子共轭效应的增加而减小，随吸电子共轭效应的增加而增加-NO 2-CN -CF 3-H -Br -CH 3-OCH 3-NH 2取代基对亲电芳香取代中的速率和取向的影响与对芳环碳的化学位移的影响相似136δC (ppm)134132130128126124122120118取代基对邻位及对位的影响较大，对间位的影响较小δ128.5 δa 147.7 δb 116.1δa 112.5 δb 132.0δc 129.8 δd 119.0δc 129.0 δd 132.8❹氢键❑形成氢键后，使C=O中碳核电子云密度降低，其化学位移值增大313CNMR的解析1) 13CNMR和1HNMR相互补充❶1HNMR不能测定不含氢的官能团，如：羰基、氰基等；此外，烷基氢较多，化学环境类似，氢谱无法区别，这是氢谱的弱点❷13CNMR可以弥补1HNMR的不足，不仅能给出各种含碳官能团的信息，且光谱简单易辨认，对于含碳较多的有机物也能通过DEPT谱获得烷基碳的确认。
第五章：核磁共振碳谱
5.1 核磁共振碳谱的特点
灵敏度低：为1H 的1/6700，13C的天然丰度只占1.108%，所以含碳 化合物的13C NMR信号很弱，需借助PFT-NMR。缺点：PFT-NMR扭 曲了信号强度，不能用积分高度来计算碳的数目。 注：PFT-NMR：脉冲傅里叶变换核磁共振仪
采用恒定磁场，用一定频率宽度的射频强脉冲辐照试样，激发全 部欲观测的核，得到全部共振信号。当脉冲发射时,试样中每种核都对 脉冲中单个频率产生吸收，接收器得到自由感应衰减信号(FID),这种信 号是复杂的干涉波，产生于核激发态的弛豫过程。FID信号是时间的函 数，经滤波、转换数字化后被计算机采集，再由计算机进行傅里叶变 换转变成频率的函数，最后经过数／模转换器变成模拟量，显示到屏 幕上或记录在记录纸上，得到通常的NMR谱图。
碳杂化轨道 诱导效应 空间效应 超共轭效应 重原子效应 氢键 测定条件：溶解样品的溶剂、溶液的浓度、测定时的温度等
(1)碳杂化轨道
杂化状态是影响 C的重要因素，一般说 C与该碳上的 H 次序基本
上平行
sp3 CH3 < CH2 < CH < 季C 在较高场 0 ~ 50 ppm
sp2 -CH=CH2
第五章：核磁共振碳谱
主要内容
5.1 碳核磁共振谱简介 5.2 13C的化学位移 5.3 偶合谱 5.4 碳核磁共振谱中的实验技术 5.5 碳核磁共振谱的解析及其应用
在有机物中，有些官能团不含氢, 例如C=O， C=C=C和N=C=O, 官能团的信息不能从1H NMR谱 中得到，只能从13C NMR谱中得到
数，帮助指认碳原子；
总结碳谱的特点：
化学位移范围：0 ～ 220 ppm，氢谱0 ～16ppm 提供各种类型碳（伯、仲、叔、季碳）的信息。 不能用积分曲线获取碳的数目信息 邻近有吸电子基团，信号移向低场（左移）
第五章-核磁共振碳谱
❖由于自然界中13C核的丰度太低，另外13C的旋磁比只 有1H核的1/4, 13C NMR的灵敏度比1H NMR要低得多；
❖13C NMR由于邻近质子的偶合作用使谱峰变得非常复 杂，必须采用标识技术(去偶技术)，实际上13C NMR谱 图若不去偶就不能解析。
5.2 13CNMR 的测定方法
在13CNMR谱中, 因碳与其相连的质子偶合常数很大, 1JCH大约在100~200Hz, 而且2JCCH和3JCCCH等也 有一定程度的偶合, 以致偶合谱的谱线交迭, 使图谱复杂 化。故常采用一些特殊的测定技术, 如质子宽带去偶、 偏共振去偶、门控去偶、反门控去偶等核磁双共振方法 和DEPT技术。
5.3.2 影响化学位移dC的因素
（2）碳核周围的电子云密度 碳核外电子云密度越大, 屏蔽效应越强, dC移向高场； 碳负离子出现在高场, 碳正离子出现在低场。
CH3C(C2H5)2
(CH3)2CC2H5 (CH3)3 333.8
dC 330.0 dC 319.6
24.9 20.0
CH4 dC -2.6
CH3I -20.7
取代基
碳
取代基
的电负性
X CH CH CH
2.1
H0 0 0
2.5
CH3 +9 +10 -2
2.5
SH +11 +12 -6
3.0
NH2 +29 +11 -5
3.0
Cl +31 +11 -4
4.0
F +68 +9 -4
5.3.2 影响化学位移dC的因素
（6）分子内氢键
邻羟基苯甲醛及邻羟基苯乙酮分子内可形 成氢键, 使羰基碳上的电子云密度降低, 从而 增大去屏蔽效应, 化学位移移向低场。
❖13C NMR由于邻近质子的偶合作用使谱峰变得非常复 杂，必须采用标识技术(去偶技术)，实际上13C NMR谱 图若不去偶就不能解析。
5.2 13CNMR 的测定方法
在13CNMR谱中, 因碳与其相连的质子偶合常数很大, 1JCH大约在100~200Hz, 而且2JCCH和3JCCCH等也 有一定程度的偶合, 以致偶合谱的谱线交迭, 使图谱复杂 化。故常采用一些特殊的测定技术, 如质子宽带去偶、 偏共振去偶、门控去偶、反门控去偶等核磁双共振方法 和DEPT技术。
5.3.2 影响化学位移dC的因素
（2）碳核周围的电子云密度 碳核外电子云密度越大, 屏蔽效应越强, dC移向高场； 碳负离子出现在高场, 碳正离子出现在低场。
CH3C(C2H5)2
(CH3)2CC2H5 (CH3)3 333.8
dC 330.0 dC 319.6
24.9 20.0
CH4 dC -2.6
CH3I -20.7
取代基
碳
取代基
的电负性
X CH CH CH
2.1
H0 0 0
2.5
CH3 +9 +10 -2
2.5
SH +11 +12 -6
3.0
NH2 +29 +11 -5
3.0
Cl +31 +11 -4
4.0
F +68 +9 -4
5.3.2 影响化学位移dC的因素
（6）分子内氢键
邻羟基苯甲醛及邻羟基苯乙酮分子内可形 成氢键, 使羰基碳上的电子云密度降低, 从而 增大去屏蔽效应, 化学位移移向低场。
第五章 13C核磁共振波谱
5.313C NMR的标识技术
天然丰度：13C
1.1%
13C-13C偶合几率几乎为零
13C-1H偶合常数大，（ 1H-1H偶合常数0-20Hz）
1J
C-H=500S
S—成键轨道S特征
1J 1J C-H=125Hz C-H=160Hz C-H=250Hz
SP3杂化 SP2杂化 SP杂化
DEPT谱图R、Q及P谱：
5.6 13C NMR的应用
1.C7H14O
1
q 4H
13
H
4H
t t
6H
C
S
2.3
1.5
0.9
210
43
18 12
2.C9H10O
1
13
d
dd t q
H
S
C
S
7.2
3.6 2.1
206 140 120
53 30
例3.化合物C12H26，根据13C NMR谱图推断其结构。 q t s q
CDCl3
9 3
H2 C CH 6 5 2 COOCH 2CH 3
1 3 4 COOCH 2CH 3
4
6
150
100
50
0
② Off-resonance Decoupling（OFR）
H1
H2
H2—比1H核共振频率小100-1000Hz
ⅰ消除了远程偶合，保留了与13C相连1H核的偶合
ⅱ1JC-H变小，裂分峰相互靠近——峰簇
DEPT谱图A、B、C谱：
DEPT谱图R、Q及P谱：
还可以通过A、B及C谱的加减处理，而得 DEPT的R、Q及P谱，分别只呈现CH3 、CH2 及CH的信号，而且都呈现向上的单一谱线。 由于DEPT谱的定量性很强，因此不仅可鉴别 碳原子的类型，而且可判断碳原子的数目，对 于 光 谱 解 析 十 分 有 利 。 DEPT 已 成 为 13C— NMR测定中的常规内容
天然丰度：13C
1.1%
13C-13C偶合几率几乎为零
13C-1H偶合常数大，（ 1H-1H偶合常数0-20Hz）
1J
C-H=500S
S—成键轨道S特征
1J 1J C-H=125Hz C-H=160Hz C-H=250Hz
SP3杂化 SP2杂化 SP杂化
DEPT谱图R、Q及P谱：
5.6 13C NMR的应用
1.C7H14O
1
q 4H
13
H
4H
t t
6H
C
S
2.3
1.5
0.9
210
43
18 12
2.C9H10O
1
13
d
dd t q
H
S
C
S
7.2
3.6 2.1
206 140 120
53 30
例3.化合物C12H26，根据13C NMR谱图推断其结构。 q t s q
CDCl3
9 3
H2 C CH 6 5 2 COOCH 2CH 3
1 3 4 COOCH 2CH 3
4
6
150
100
50
0
② Off-resonance Decoupling（OFR）
H1
H2
H2—比1H核共振频率小100-1000Hz
ⅰ消除了远程偶合，保留了与13C相连1H核的偶合
ⅱ1JC-H变小，裂分峰相互靠近——峰簇
DEPT谱图A、B、C谱：
DEPT谱图R、Q及P谱：
还可以通过A、B及C谱的加减处理，而得 DEPT的R、Q及P谱，分别只呈现CH3 、CH2 及CH的信号，而且都呈现向上的单一谱线。 由于DEPT谱的定量性很强，因此不仅可鉴别 碳原子的类型，而且可判断碳原子的数目，对 于 光 谱 解 析 十 分 有 利 。 DEPT 已 成 为 13C— NMR测定中的常规内容
05 有机波谱-13C NMR
一、碳谱的特点
1、化学位移范围宽 ( 0~220 ppm )，分辨率高 2、提供所有碳原子的信息，包括碳上所连氢原子的数目 3、碳谱的灵敏度低、偶合复杂，导致信噪比差 S/N 3, C3/H3 1/64 在同等实验条件下碳谱的灵敏度约为氢谱的 1 / 6000
提高信噪比的方法： 13C 的富集 加大样品浓度 去偶技术
六、反转门控去偶 (Inverse-Gated Proton Decoupling) 谱
利用门控技术，将去偶时间 控制为最短，NOE 刚产生即终 止，得到消除 NOE 的宽带去偶 谱。谱峰面积正比于产生此峰的 碳原子数目，可作定量实验。故 又称定量碳谱。
Inverse-gated proton decoupling pulse sequence
多次累加 高频仪器 PFT–NMR 技术
二、碳谱中的偶合现象
同核偶合：13C 对 13C 的偶合 由于13C 天然丰度低，观察不到 13C 与 13C 之间的偶合 异核偶合 1H 对 13C 的偶合
2H 对 13C 的偶合
1、1H 对 13C 的偶合 偶合裂分峰数目： n + 1 规律（n 为 1H 的数目） 偶合常数： H—C 1J1H–13C H—C—C H—C—C—C
主要内容：
核磁共振碳谱的基本原理 质子去偶技术与碳谱的类型 13C化学位移及其影响因素 13C NMR 谱图解析
§5.1 核磁共振碳谱的基本原理
碳（C）是有机化合物的骨架元素 12C 98.9% I=0 没有 NMR 现象 13C 1.1% I = 1/2 有 NMR 现象 13C NMR 与 1H NMR 的原理基本相同
二、偏共振去偶（Off-resonance decoupling）谱
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160
140
120 PPM
100
80
60
40
20
0
P240 9. B
O
127.9
O 200.4 136.5 43.2 16.9 13.6
220
200
180
160
140
120
PPM
100
80
60
40
20
0
P241. 10
O199.8 29.3
133.8 128.7 128.7
129.0
129.0 142.8 24.3
例如：2-丁醇的质子宽带去耦谱
1 2 3 4
CH3CHCH2CH3 OH
2、偏共振去耦谱(OFR) – 在13C的FID信号读取期间，用偏离所有1H核 的共振宽频一定距离的辐射照射1H核，部分 消除1H对13C核的耦合（即保留1JC-H 的耦 合，消除2J 3J 4J 的耦合）.
– 可以区分C的类型：峰存在裂分（保留了同 碳质子的耦合信息）： CH3 (q)
例：选择氢去耦谱
p168
例如：用各种方法测定的对二甲胺基苯甲醛的13C NMR （CDCl3）
(b) 偏共振去偶
(c) 反门控去偶
(d) 门控去偶
四、 13C-NMR的化学位移
• 变化规律与1H有一定对应性，但并不完全相同
糖区 C=C =C=O
sp3杂化
220 0
200
180
160
140
120
180
160
140
120
100
PPM
80
60
40
20
0
P240 9. A
142.1 18.7 132.3
O
7.9 200.4 34.0
√
220
200
180
160
140
120
PPM
100
80
60
40
20
0
126.7
49.0 202.9
31.0
P240 9. A
18.9
128.8
O
220
200
180
– 用弱的能量选择性照射某个(组)质子，以消除它们对与之相关C 的耦合影响。
4、门控去耦谱：交替脉冲去耦谱、预脉冲去耦谱
– NOE作用完全保留，峰强高 – J值准确
5、反转-门去耦谱，抑制NOE门控去耦
– 全去耦 – 能显示C数的正常比例，用于定量
6、J 调制法（ATP）
– 确定碳级的方法之一
7、不失真极化转移增强(DEPT)
35.7
32.7 22.7 35.6
30.6
20.1 30.2 30.6
25
OH
20(- 5)
OH
即：在构象确定的六元化合物中，取代基为直立
键比为平伏键时的γ-C的δ值在高场，位移相差 2~6 ppm.
在下列化合物中，也存在立体效应：
H3C C H 11.4 H3C (-4) C H CH3 12.1 -5.5 C H 28 21.4 12.5 CH2 CH2 CH3 (-6) H H3C C H 16.5 H3C C H C C CH3 17.6 H
• 邻近有吸电子基团，信号移向低场（左移）
• 碳周围电子密度增加，信号移向高场（右移） • 常规 13C NMR 谱为全氢去耦谱，因而所有的碳信号 均为单峰。
二、 13C核信号的裂分
• 在1H-NMR中，13C对1H的耦合可忽略不计
• 在13C-NMR中，13C对13C的耦合可忽略不计，但 1H对13C的耦合十分明显，Ｊ很大，120~130 Hz， 峰易交叉，包括1JCH, 2JCH, 3JCH, 使图谱变得复杂， 灵敏度↓
9. C9H10O
HC O
128.3 129.8 H 191.0 134.1 O 129.8
32.4 145.3 128.3 14.6
200
180
160
140
120
100 PPM
80
60
40
20
0
10. C10H12O3
129.4
114.4 157.5 68.6
O
O O
120.4
O
64.0
20.7 170.3
CHO
CH3
CHO
191.0
P241 10 . B
134.1
O 129.8 128.3 14.6
145.3 32.4
√
200
116 148 NH2 119 130 121.5 129.5 128.5 114
CH2
H3C H
C 152
159
C
H CHO 191.4
H3C CHO 201
133.3 130.9 CHO 130.1 128.4
OCH3
195.7 O
199.0 O
205.5 O
分子中空间位阻的存在，使π-π共轭程度↓， 使C=O的电子云 密度↓ →δC↑ 。
二、电子效应
1、碳的电子云密度
CH3 CH3 H3C C - Li H3C C H CH3 CH3 10.7 24 CH3 H3C C + CH3 330 CH3 H C + CH3 320 CH3 HO C + CH3 250 + CH3 HO C CH3
2、共轭引起的电子云分布不均匀
132.8 H2C 123
δ (ppm) 100-160 110-170 165-175 165-175 175-185 190-200 205-220
sp3
sp2
C=O 150-220
sp
≡C
60-90
R-C0-80
5.2
13C-NMR化学位移的影响因素
一、 C的轨道杂化类型
在13 C NMR谱中, 顺磁项的屏蔽为主.
σN para ∝ 1/ΔE.
X
CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH3
Δδ= δRX- δRH
22.6 13.7 34.6 22.6 13.7 32 22.6 13.7 31.6
22.6 13.7 32 22.8 32.6 62 OH
4 5
+9 +10
+10 +48
CH3 OH
(2) -效应, -效应为正值，-效应为负值， -效 应和 -效应一般较小(1-2 ppm)，可忽略不计．
第五章 核磁共振碳谱
(Carbon-13 Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy, 13C NMR)
5.1 概 述
一、 13C-NMR的特点
•
13C丰度仅1.11％，比1H信号弱得多，约为1H
NMR
1/5800 • 化学位移范围：0 ～ 220 ppm • 提供各种类型碳（伯、仲、叔、季碳）的信息。 • 不能用积分曲线获取碳的数目信息
160
140
120
PPM
100
80
60
40
20
0
P240 9. B
O
116.4 134.4 29.2 44.2
O
207.7
31.0
√
220
200
180
160
140
120 PPM
100
80
60
40
20
0
P240 9. B
117.2
47.0
37.2 206.5 O 8.0
O
134.8
220
200
180
quartet
CH2 (t)
triplet
CH (d)
doublet
C (s)
singlet）
– OFR中的裂分并非真正的J值.
2-丁醇的偏共振去耦谱
1 2 3 4
CH3CHCH2CH3 OH
1
2
3
4
1
3
CH3CHCH2CH3
2
OH
4
1
2
3
4
CH3CHCH2CH3 OH
3、选择氢去耦谱(SEL)、远程选择氢去耦谱
σ→σ*,π→π*, n →π* 的ΔE 依次降低, σN
para 依次增大.
δC-C < δ C ≡ C < δ C = C < δ C = O δsp3 < δsp < δsp2 δsp3 : -CH3 , -CH2 , - >CH -, 0 ~ 60 ppm δsp : ―C ≡ C― 60 ~ 90 ppm 100 ~ 170 ppm 150 ~ 220 ppm δsp2 : >C = C< (烯烃,芳烃) >C = O δ C ≡ C 位于δ C = C的高场
8. C8H14O3
O O O
O O
170.2 170.2 18.1 35.6 13.5 13.5 18.1
O
35.6
9. C9H10O
a.
129.2
54.1
30.5
O
128.9 134.1 127.2 129.2 128.9
O
205.0
9. C9H10O
b.
O
128.7
O
128.8 200.1 136.8 133.2 128.7 128.8 35.4 8.4
O
129.4 114.4
O
P 204
14.8
O
O
O 114.6
64.7 153.1 114.6
HN
O
68.9 22.9 O
O