氢谱解析核磁共振碳谱幻灯片资料

CH 3
非常好的对称性，分子中有9个碳
=10 50 ppm 只可能出现三个峰
CH 3
1r-3-反-5-反三甲基环己烷
分子中有9个碳 =10 50 ppm
出现6个共振峰
CH 3 CH 3
CH 3
CH 3 CH 3
CH 3
CH 3 CH 3
CH 3
官能团的信息: 不能从 1H 谱中得到， 只能从 13C 谱中得到有关的结构信息
13C 谱 化学位移范围大 300 ppm
1H 谱的 20~30 倍
分辨率高 谱线之间分得很开，容易识别
13C 自然丰度 1.1%， 不必考虑 13C 与 13C 之间的耦合， 只需考虑同 1H 的耦合。
4.4.2 13C NMR化学位移
（即有几种不同种类的碳原子）
2. 不完全去耦（偏共振去耦） off-resonance decoupled
进行1H去耦时，将去耦频率放在偏离1H共振中心 频率几百到几千赫兹处，这样谱中出现几十赫兹 的JC-H， 而长距离耦合则消失了， 从而避免谱峰 交叉现象，便于识谱。
利用不完全去耦技术可以在保留NOE使信号增强 的同时，仍然看到CH3四重峰，CH2三重峰和CH 二重峰，不与1H直接键合的季碳等单峰。
4
3
5
O
O 确定糠醛中3位碳和4位碳的归属 CH
分别照射3位及4位质子，则3位碳及 4位碳的二重峰将分别成为单峰， 于是就可确定信号归属。
13C NMR的应用
13C NMR
分子结构
了解分子中碳的种数 提供碳在分子中所处环境的信息
CH 3 Cl
CH 3
CH 2
KOH
C2H5OH
or
反应产物 质子去偶13C NMR谱图 判定它的消去方向
65~85 100~150 170~210
40~80 110~160 30~65
sp3:
=0~100 ppm
sp2:
=100~210 ppm
羰基碳: =170~210 ppm
13C NMR 谱
不一定解析每一个峰
峰的个数分子的对称性
特征共振峰的信息可能结构
开链烷烃
取代基对13C的值影响
i = 2.6+9.1n+9.4n2.5n
§4-4 核磁共振碳谱
4.4.1 引言
12C 98.9% 磁矩=0,
没有NMR
13C 1.1% 有磁矩(I=1/2)， 有NMR 灵敏度很低, 仅是 1H 的 1/6700
计算机的问世及谱仪的不断改进， 可得很好的碳谱
C H 有机化合物的骨架元素
在有机物中，有些官能团不含氢 例如：-C=O，-C=C=C-，-N=C=O等
通过比较宽带去耦和不完全去耦的碳谱 可以： 得出各组峰的峰形 从而可以判断分辨出各种CH基团
峰的分裂数与直接相连的氢有关 一般也遵守n+1规律
二氯乙酸
13C NMR图谱
质 子 去 耦
偏 共 振 去 耦
2-丁酮
13C NMR图谱
质 子 去 耦
偏 共 振 去 耦
选择性去耦
选择某特定的质子作为去耦对象，用去耦频率照射 该特定的质子，使被照射的质子对13C的耦合去掉， 13C成为单峰，以确定信号归属。
i为i碳原子的化学位移
n，n 和 n 分别为 i 碳原子， 和 位所连碳原子的个数
正戊烷
C1 和 C5，C2 和 C4 是对称的三个共振峰 CH3—CH2—CH2—CH2—CH3 1 2 34 5
1(C1和C5) = -2.6+9.1(1)+9.4(1)-2.5(1) =13.4ppm (实测13.7ppm)
2(C2和C4) = -2.6+9.1(2)+9.4(1)-2.5(1) =22.5ppm (实测22.6ppm)
3(C3) = -2.6+9.1(2)+9.4(2) =34.4ppm (实测34.5ppm)
4.4.3 13C 谱中的耦合问题
1. 全去耦方法（宽带去耦，质子去耦, BB去耦)
proton decoupled 每一种化学等价的碳原子只有一条谱线 由于有NOE作用使得谱线增强，信号更易得到 但由于NOE作用不同： 峰高不能定量反应碳原子的数量 只能反映碳原子种类的个数
1-甲基环己烯 5个sp3杂化的碳，=10~50ppm 应有五个峰； 2个sp2杂化的碳，=100~150ppm 应呈现两个峰
甲叉基环己烷 对称分子 5个sp3杂化碳，但因对称性，=10~50ppm 只出现3个峰
产物的质子去偶13C NMR谱图与1-甲基环己烯相符
全顺式1,3,5-三甲基环己烷
CH 3
化学位移 1) TMS为参考标准，c=0 ppm 2) 以各种溶剂的溶剂峰作为参数标准
碳的类型 化学位移（ppm）
C-I
C-Br
C-Cl
—CH3 —CH2 —CH—
0~40 25~65 35~80
8~30 15~55 20~60
碳的类型
化学位移 （ppm）
C—（炔） =C—（烯）
C=O
C-O C6H6（苯） C-N