核磁共振碳谱
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核磁共振碳谱
4、共轭效应和超共轭效应
在羰基碳的邻位引入双键或含孤对电子的杂原子
（如 O、N、F、Cl等），由于形成共轭体系或超 共轭体系，羰基碳上电子密度相对增加，屏蔽作 用增大而使化学位移偏向高场。因此，不饱和羰 基碳以及酸、酯、酰胺、酰卤的碳的化学位移比 饱和羰基碳更偏向高场一些。如下列三个化合物 中羰基碳的化学位移为： OH
(1) 提高仪器灵敏度；
(2) 提高仪器外加磁场强度和射频场功率； (3) 增大样品浓度； (4) 采用双共振技术，利用NOE效应增强信号强 度； (5) 多次扫描累加，这是最常用的方法。
二
核磁共振碳谱的特点
信号强度低。由于13C 天然丰度只有 1.1% ，13C 的旋磁比（C）较1H 的旋磁比（ H）低约 4倍，所以13C 的 NMR 信号比1H 的要低得多，大 约是1H 信号的六千分之一。故在13C NMR 的测定中常常要进行长时间 的累加才能得到一张信噪比较好的图谱。 化学位移范围宽。1H 谱的谱线化学位移值 的范围在 0-15 ppm，少数 谱线可再超出约5ppm，一般不超过20ppm，而一般13C 谱的谱线在0300 ppm之间。由于化学位移范围较宽，故对化学环境有微小差异的核 也能区别，每一种碳原子均能得到自己的谱线，这对鉴定分子结构更 为有利。 耦合常数大。由于13C 天然丰度只有 1.1% ，与它直接相连的碳原子也 是13C的几率很小，故在碳谱中一般不考虑天然丰度化合物中的13C-13C 耦合，而碳原子常与氢原子连接，它们可以互相耦合，这种13C-1H 键 耦合常数的数值很大，一般在 125-250 Hz。因为13C 天然丰度很低，这 种耦合并不影响1H 谱，但在碳谱中是主要的。
在碳谱中:
质子噪音去偶或称全去偶谱 (proton noise deeoupling 或
核磁共振碳谱
δ sp2 :
δ C≡C 位于δ C=C的高场
电子效应
碳的电子云密度
H3C C - Li CH3 10.7 CH3 CH3 H3 C C H CH3 24 CH3 H3C C + CH3 330 CH3 H C + CH3 320
+
CH3 HO C + CH3 250 CH3 CH3
HO C
共轭引起的电子云分布不均匀
δ C-C < δ C ≡ C < δ C = C < δ C = O
δ s p3
δ s p3 : δ sp
<
δ sp
<
δ sp2
0 ~ 60ppm 70 ~ 90ppm 100 ~ 160ppm 160 ~ 220ppm
-CH3 , -CH2 , >CH-,
: ―C ≡ C― >C = C< (烯烃,芳烃) >C = O
氢键的影响:
分子内氢键的存在, 导致C-13化学位移低场位移.
H C O C CH3 O 197 H C O H C CH3 O O 204 H
C=O:
192
O
C=O:
197
分子间的氢键, C-13化学位移值与浓度有关. 浓度增 大, 低场位移.
三、各类碳核的化学位移范围
C O
sp
11.4 H3C 4) H C C
28 21.4 12.5 CH2 CH2 CH3 6) H
16.5 H3 C C H C
H 34 22 12.5 CH2 CH2 CH3
其它因素的影响
溶剂的影响
溶剂不同, 可引起化学位移值1~10ppm的改变.
核磁共振碳谱
C=65-90
C CH H3C C C CH3 73.6 84.7 67.0 H3C CH2 CH2 CH2 CH C 67.4 82.8 12.9 21.2 29.9 17.4 HC C OCH 2CH3 H3C C C OCH 3 28.0 88.4 23.9 89.4 H3C CH2
化学位移规律：烯烃
e
四、13C NMR谱图
1.C7H14O CH3CH 2CH 2 CO CH 2CH 2CHq 3
1
H
4H
4H
13
t t
6H
C
S
2.3
1.5
0.9
210
43
18 12
13C
NMR谱图2
C6 H5 CO CH 2CH 3
d dd t q S
2.C9H10O
1
13
H
S
C
7.2
3.6 2.1
1-溴丁烷（BrCH2CH2CH2CH3）的碳谱示意图
碳谱与氢谱的对比 谱图去偶作用对比
谱图去偶作用对比
谱图去偶作用对比
三、碳谱的化学位移 c / ppm
仲碳 烯烃 芳烃、杂芳环 羰基 炔烃 叔碳
伯碳
季碳
TMS
220
200 180
羰基碳
160 140
12 0
100
80
60
40
20
0
sp2 杂化的碳
碳谱的难点：灵敏度低、信噪比差
13C
天然丰度：1.1%
在同等实验条件下碳谱的灵敏度是氢谱的 1/6000
多方面的技术进步，现在已经能够比较容易地得 到很好的碳谱
计算机技术、傅立叶变换技术、核磁共振 技术以及谱仪制造技术等
C CH H3C C C CH3 73.6 84.7 67.0 H3C CH2 CH2 CH2 CH C 67.4 82.8 12.9 21.2 29.9 17.4 HC C OCH 2CH3 H3C C C OCH 3 28.0 88.4 23.9 89.4 H3C CH2
化学位移规律：烯烃
e
四、13C NMR谱图
1.C7H14O CH3CH 2CH 2 CO CH 2CH 2CHq 3
1
H
4H
4H
13
t t
6H
C
S
2.3
1.5
0.9
210
43
18 12
13C
NMR谱图2
C6 H5 CO CH 2CH 3
d dd t q S
2.C9H10O
1
13
H
S
C
7.2
3.6 2.1
1-溴丁烷（BrCH2CH2CH2CH3）的碳谱示意图
碳谱与氢谱的对比 谱图去偶作用对比
谱图去偶作用对比
谱图去偶作用对比
三、碳谱的化学位移 c / ppm
仲碳 烯烃 芳烃、杂芳环 羰基 炔烃 叔碳
伯碳
季碳
TMS
220
200 180
羰基碳
160 140
12 0
100
80
60
40
20
0
sp2 杂化的碳
碳谱的难点：灵敏度低、信噪比差
13C
天然丰度：1.1%
在同等实验条件下碳谱的灵敏度是氢谱的 1/6000
多方面的技术进步，现在已经能够比较容易地得 到很好的碳谱
计算机技术、傅立叶变换技术、核磁共振 技术以及谱仪制造技术等
核磁共振碳谱的基本特点
核磁共振碳谱的基本特点
核磁共振碳谱（C-NMR）是一种用于结构确定和鉴定化合物的重要实验技术，在核磁共振技术的基础上对氢原子和碳原子进行研究，它
可以直接获取到特定碳的位置、环的类型以及碳的价态，同时提供了
测定无机化合物中碳原子的碳同位素比例的能力。
下面是核磁共振碳
谱的一些基本特点：
1. 元素具有定性：核磁共振碳谱仅在氢原子和碳原子之间进行研究，
它可以直接获取到特定碳的位置、环的类型以及碳的价态。
2. 分辨能力强：核磁共振碳谱能准确识别不同的碳原子，可以辨别出
晶体中的结构，甚至可以分辨出碳原子之间的位置变动。
3. 分析能力强：使用核磁共振碳谱可以更详细地分析各种实验波谱，
由此得出精确的结果，从而得出准确的化学结构式。
4. 解析度高：核磁共振碳谱拥有很高的解析度，它可以分析出极小样
品量的化合物，并且能得出相对准确的结果。
5. 快速有效：核磁共振碳谱是一种很快捷的技术，它可以在很短的时
间内进行分析，能够满足日益增长的检测要求。
6. 无污染：与X射线衍射技术或其他一些实验技术不同，核磁共振碳
谱不会产生放射性污染，是一种更加环保的实验技术。
总而言之，核磁共振碳谱具有定性能力强、分辨能力高、分析能力强、解析度高、快速有效以及无污染等几大基本特点，是研究各种有机化
合物结构的基础技术之一。
因此，核磁共振碳谱已成为当今有机化学研究的重要工具，在有机分子结构和聚合物制备方面得到广泛应用。
核磁共振碳谱
例如： CH4 （sp3 杂化 s%=25%） CH2=CH2 (sp2 杂化 s%=33%） s%=33%） s%=50%） C6H6 （sp2 杂化 HC CH （sp 杂化
1J=125Hz 1J=157Hz 1J=159Hz 1J=249Hz
几种去耦技术
13C-NMR谱的类型
1、质子非去偶谱
C=O: 150-220
12
必记基础数据
C=O: 160-220
酮： 195－220
醛： 190－205
羧酸及其衍生物： 155－185
羧酸： 170－180 酯及内酯： 165－180 酰胺及内酰胺: 160－175 酰氯: 160－175 酸酐: 165－175
13
1．饱和碳的化学位移值 饱和烷烃：饱和烷烃为sp3杂化，其化学位移值一 般在-2.5～55ppm之间。 甲烷： -2.5在最高场。
§4-4 核磁共振碳谱
4.4.1 引言
12C 13C
98.9%
磁矩=0,
没有NMR
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 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。
1J=125Hz 1J=157Hz 1J=159Hz 1J=249Hz
几种去耦技术
13C-NMR谱的类型
1、质子非去偶谱
C=O: 150-220
12
必记基础数据
C=O: 160-220
酮： 195－220
醛： 190－205
羧酸及其衍生物： 155－185
羧酸： 170－180 酯及内酯： 165－180 酰胺及内酰胺: 160－175 酰氯: 160－175 酸酐: 165－175
13
1．饱和碳的化学位移值 饱和烷烃：饱和烷烃为sp3杂化，其化学位移值一 般在-2.5～55ppm之间。 甲烷： -2.5在最高场。
§4-4 核磁共振碳谱
4.4.1 引言
12C 13C
98.9%
磁矩=0,
没有NMR
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 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。
核磁共振碳谱
Ｘ H CH3 SH NH2 Cl OH F
α 0 9 11 29 31 48 68
β 0 10 12 11 11 10 9
γ 0 -2 -6 -5 -4 -6 -4
α效应：主要为诱导效应，电负性增加， δC增加 β效应：受诱导效应和取代基的“分子内 场”的影响而产生 γ效应：是取代基与γ-位质子间范德华相
O 201.5 192.4 O
O 190.7
O 204.3
O 198.7 O 170.4 OH
O 195.7
O 180.1 OH
O 173.5
如由于立体相斥阻碍共轭，碳去屏蔽
195.7
O O
199.0
O
205.5
θ＝50°
θ＝0°
θ＝28°
θ角增加
δC移向低场
206.9
O O
211.7
O
215.5
NH2
147.7 116.1 129.8 119.0
132.8 119.2 C
N
112.5 132.0 129.2
共轭效应的影响
电子云密度增 加移向高场
140.2 112.8
137.2 116.6
电子云密度减 少移向低场 在共轭体系中由于多重键的离域而引起 键级的减少，导致中心碳原子的屏蔽
电子云密度增 加移向高场
可区分伯、仲、季碳。13C裂分成 n重峰，表明它与n-1个1H相连
OH
155 115 129 121
155
C不与1H直接相连， 偶合很弱，单峰
C各与1H直接相连，偶 合裂分成双峰
4.3.3 选择性质子去偶
选择性质子去偶是偏共振去偶的特 例。其结果是：⑴只有与该1H核相连13C 的去偶，其它13C峰被偏共振去偶。使用 此法依次对 1H核的化学位移位置照射， 可使相应13C信号得到归属。⑵该峰也可 能产生NOE。
核磁共振波谱法-碳谱
1
2
图谱简单。虽然碳原子与氢原子之间的偶合常数较大，但由于它们的共振频率相差很大，所以-CH-、-CH2-、-CH3等都构成简单的 AX、AX2、AX3体系。因此可用一级谱解析，比氢谱简单的多。
三 13C NMR谱图
典型碳谱图谱 最常见的碳谱是宽带全去偶谱，每一种碳原子只有一条谱线。在去偶的同时，由于核的NOE效应，信号更为增强。但不同碳原子的T1不同，这对峰高影响不一样；不同核的NOE也不同； 峰高不能定量地反映碳原子数量。
*
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。
1
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：
2
*
6、电场效应
在含氮化合物中，如含 -NH2的化合物，质子化作用后生成 – NH3+，此正离子的电场使化学键上电子移向 或碳，从而使它们的电子密度增加，屏蔽作用增大，与未质子化中性胺相比较，其 或碳原子的化学位移向高场偏移约 0.5-5ppm。这个效应对含氮化合物的碳谱指认很有用。
用于区分碳类型的一种技术。 INEPT称为低灵敏核的极化转移增强法。 DEPT称为不失真的极化转移增强法。 即去偶呈现单峰，又可以区分出碳的类型。 INEPT通过脉冲把灵敏度高的1H的自旋极化转移到13C核上去，13C信号强度增加4倍，进行测定，故灵敏度好。 DEPT谱法是INEPT法的一种改良方法。 DEPT的信号强度仅与脉冲的倾倒角有关。通过改变照射1H的的倾倒角()，使作45，90 ，135 变化并测定其13C NMR谱
*
磁各向异性的基团对核屏蔽的影响，可造成一定的差异。这种差异一般不大，而且很难与其它屏蔽的贡献分清(这一点与1H不同）。 但有时这种各向异性的影响是很明显的。如异丙基与手性碳原子相连时，异丙基上两个甲基由于受到较大的各向异性效应的影响，碳的化学位移差别较大,而当异丙基与非手性碳原子相连时，两个甲基碳受各向异性效应的影响较小，其化学位移的差别也较小。
核磁共振碳谱
⒉氢分布：说明各种类型氢的数目. ⒊核间关系:氢核间的偶合关系与氢核所处的化学
环境
指核间关系可提供化合物的二级结构信息,如连结方式、
位置、距离；结构异构与立体异构几何异构、光学 异构、构象等. 三方面的结构信息.
核磁共振碳谱在综合光谱解析中的作用
核磁共振碳谱13C—NMR碳谱与氢谱类似, 也可提供化合物中 1.碳核的类型、 2.碳分布 、 3.核间关系三方面结构信息. 主要提供化合物的碳骨架信息.
普通碳谱COM谱的峰高,常不与碳数成比例是 其缺点,而氢谱峰面积的积分高度与氢数成 比例,因此二者可互为补充.
第四节 13C NMR的解析及应用
一、解析步骤
与氢谱类似,要充分利用其提供的信息. 1、尽量设法获取有关信息；如已知分子式,计算
不饱和度； 2、确定谱线数目,推断碳原子数,注意分子对称性； 3、分析各碳原子的化学位移,推断碳原子所属官
1 提高仪器灵敏度； 2 提高仪器外加磁场强度和射频场功率； 3 增大样品浓度； 4 采用双共振技术,利用NOE效应增强信号
强度；
5 多次扫描累加,这是最常用的方法.
• 13C NMR的优点：
δ值范围很宽,一般为0~250,化学环境相差很小 的C,在碳谱上都能分开出峰.
• 13C NMR的问题：
69.5
H3C C CH2 C OH54.8O来自CH329.4
某含氮未知物,质谱显示分子离子峰为m/z 209,元素分析结果为C： 57.4%,H：5.3%,N：6.7%,13C NMR谱如图4-8所示.括弧内s表示单峰,d
表示双峰,t表示三重峰,q表示四重峰,推导其化学结构.
• 不饱和度为 6
• 分子中存在某种对称因素
碳与氢核的偶合作用很强,偶合常数较大,给图 谱的测定与解析造成很大的困难.因此,碳谱的 测定技术较为复杂,识谱时一定要注意谱图的制 作方法及条件.
环境
指核间关系可提供化合物的二级结构信息,如连结方式、
位置、距离；结构异构与立体异构几何异构、光学 异构、构象等. 三方面的结构信息.
核磁共振碳谱在综合光谱解析中的作用
核磁共振碳谱13C—NMR碳谱与氢谱类似, 也可提供化合物中 1.碳核的类型、 2.碳分布 、 3.核间关系三方面结构信息. 主要提供化合物的碳骨架信息.
普通碳谱COM谱的峰高,常不与碳数成比例是 其缺点,而氢谱峰面积的积分高度与氢数成 比例,因此二者可互为补充.
第四节 13C NMR的解析及应用
一、解析步骤
与氢谱类似,要充分利用其提供的信息. 1、尽量设法获取有关信息；如已知分子式,计算
不饱和度； 2、确定谱线数目,推断碳原子数,注意分子对称性； 3、分析各碳原子的化学位移,推断碳原子所属官
1 提高仪器灵敏度； 2 提高仪器外加磁场强度和射频场功率； 3 增大样品浓度； 4 采用双共振技术,利用NOE效应增强信号
强度；
5 多次扫描累加,这是最常用的方法.
• 13C NMR的优点：
δ值范围很宽,一般为0~250,化学环境相差很小 的C,在碳谱上都能分开出峰.
• 13C NMR的问题：
69.5
H3C C CH2 C OH54.8O来自CH329.4
某含氮未知物,质谱显示分子离子峰为m/z 209,元素分析结果为C： 57.4%,H：5.3%,N：6.7%,13C NMR谱如图4-8所示.括弧内s表示单峰,d
表示双峰,t表示三重峰,q表示四重峰,推导其化学结构.
• 不饱和度为 6
• 分子中存在某种对称因素
碳与氢核的偶合作用很强,偶合常数较大,给图 谱的测定与解析造成很大的困难.因此,碳谱的 测定技术较为复杂,识谱时一定要注意谱图的制 作方法及条件.
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二,13C NMR测定方法 测定方法
1,质子宽带去偶 , 又称质子噪音去偶 制作方法:在扫描时, 制作方法:在扫描时,同时用一强的去偶射频 对可使全部质子共振的射频区进行照射, 对可使全部质子共振的射频区进行照射,使全 部质子饱和,从而消除碳核和氢核间的偶合, 部质子饱和,从而消除碳核和氢核间的偶合, 得到简化的谱图. 得到简化的谱图.
OH
2 3
1 4
NO2
五,羰基碳 羰基碳的化学位移在170~210间,受取代 羰基碳的化学位移在 间 基影响较大. 基影响较大.
1 2 3 4
CH3CH2CH2CHO
O CH3CCH2CH3
4 2 3 1
CH3CH2CH2COOH
1
2
3
4
CH3COOCH2CH3
2
4
3
1
CH3CH2COCl
DEPT谱图:
不同类型的13C信号均呈单峰(CH3,CH2,CH及季 碳).通过改变照射1H核第三脉冲宽度(θ)的不同, 若θ=135°(C谱),可使CH及CH3为向上的共振吸 收峰,CH2为向下的共振吸收峰,季碳信号消失. 若θ=90°(B谱),CH为向上的信号,其它信号消 失. 若θ=45°(A谱),则CH3,CH2及CH皆为向上的共 振峰,只有季碳信号消失. 以取代偏共振去偶谱中同一朝向的多重谱线.
第四节
13C
NMR的解析及应用
一,解析步骤
与氢谱类似,要充分利用其提供的信息. 与氢谱类似,要充分利用其提供的信息. 1, 尽量设法获取有关信息 ; 如已知分子式 , 计 , 尽量设法获取有关信息; 如已知分子式, 算不饱和度; 算不饱和度; 2, 确定谱线数目, 推断碳原子数, 注意分子对 , 确定谱线数目 , 推断碳原子数 , 称性; 称性; 3, 分析各碳原子的化学位移 , 推断碳原子所属 , 分析各碳原子的化学位移, 官能团; 官能团; 4,推断合理结构式. ,推断合理结构式.
核磁共振碳谱在综合光谱解析中的作用
目前在碳谱实际测定工作中,主要是测定 COM及DEPT谱: COM谱识别碳的类型和季碳 谱识别碳的类型和季碳. 由COM谱识别碳的类型和季碳 DEPT谱确认 谱确认CH CH; 由DEPT谱确认CH3,CH2及CH; 具有复杂化学结构的未知物,还需测定 氢相关谱或称碳-氢化学位移 碳—氢相关谱 氢相关谱 碳 氢化学位移相关谱, 它是二维核磁共振谱(2D-NMR )的一种,提 供化合物氢核与碳核之间的相关关系,测定 细微结构.
(4) 110.8 131.5 (2) (6) 189.5 (3) 124.8
(1) 39.6
(5) 154.0
(CH3)2N
1
3 2 4
5
CHO 的质子宽带去偶谱
6
2,质子选择去偶 ,
该方法类似于氢谱的自旋去偶法.且有 该方法类似于氢谱的自旋去偶法.且有NOE效 效 应存在. 应存在.
CH3
1 2 3 4
碳谱与氢谱可互相补充
氢谱不能测定不含氢的官能团 不能测定不含氢的官能团,如羰基,氰基等; 不能测定不含氢的官能团 对于含碳较多的有机物,如甾体化合物,萜类化 对于含碳较多 合物等,常因烷氢的化学环境类似 烷氢的化学环境类似,而无法区别 无法区别, 烷氢的化学环境类似 无法区别 是氢谱的弱点. 碳谱弥补了氢谱的不足,碳谱不但可给出各种含 不但可给出各种含 碳官能团的信息, 且光谱简单易辨认,对于含碳 碳官能团的信息 , 且光谱简单易辨认 较多的有机物,有很高的分辨率.当有机物的分 子量小于500时,几乎可分辨每一个碳核 几乎可分辨每一个碳核,能给出 几乎可分辨每一个碳核 丰富的碳骨架信息. 普通碳谱(COM谱)的峰高, 常不与碳数成比例是 峰高, 峰高 其缺点,而氢谱峰面积的积分高度与氢数成比例 氢谱峰面积的积分高度与氢数成比例, 其缺点 氢谱峰面积的积分高度与氢数成比例 因此二者可互为补充.
C2
C3 C4
芳烃质子被去偶
C1
甲苯的质子选择去偶(低场部分 甲苯的质子选择去偶 低场部分) 低场部分
3,偏共振去偶 , 制作方法:与质子宽带去偶相似, 只是 制作方法 : 与质子宽带去偶相似, 此时使用的干扰射频使各种质子的共振 频率偏离, 频率偏离 , 使碳上质子在一定程度上去 偶合常数变小(剩余偶合常数 剩余偶合常数). 偶,偶合常数变小 剩余偶合常数 .峰的 分裂数目不变, 但裂距变小, 分裂数目不变 , 但裂距变小 , 谱图得到 简化,但又保留了碳氢偶合信息. 简化,但又保留了碳氢偶合信息.
核磁共振碳谱(13C—NMR)碳谱与氢谱类似,也 可提供化合物中 1.碳核的类型, 2.碳分布 , 3.核间关系三方面结构信息. 主要提供化合物的碳"骨架"信息. 主要提供化合物的碳"骨架"信息 碳谱的各条谱线一般都有它的惟一性,能够迅 速,正确地否定所拟定的错误结构式.碳谱对 立体异构体比较灵敏,能给出细微结构信息.
2
CH3 CH3CHCH2CH3
2 3 4 1
2 1 3
CH3
4
CH3CH2CCl CH3
2 1 3
CH3
4
CH3CH2COH CH3
2 1 3
CH3
4
CH3CH2CNH2 CH3
二,烯烃 烯烃sp 杂化的碳的化学位移为100~165, 烯烃 2杂化的碳的化学位移为 , 随取代基的不同而不同. 随取代基的不同而不同.
4 5 3 2 1
CH2=CHCH2CH2CH3
1
CH3 C=C CH2Cl H H
3
4
2
三,炔烃 炔烃sp杂化碳的化学位移在 杂化碳的化学位移在67~92之间. 之间. 炔烃 杂化碳的化学位移在 之间
4 5 3 2 1
CH CCH2CH2CH3
4
5
HC
C
H C
2 3
1
CH2CH3
OH
四,芳烃
1
2
3
CH3CH2CONH2
1
2
3
DEPT谱 (distortionless enhancement by polarization transfer,无畸变增强极化 转移技术) , 大大提高对13C核的观测灵敏度 提高对 核的观测灵敏度; 可利用异核间的偶合对13C信号进行调 利用异核间 信号进行调 利用异核间的偶合对 信号进行 的方法,来确定碳原子的类型 确定碳原子的类型. 制的方法 确定碳原子的类型
指核间关系可提供化合物的二级结构信息 二级结构信息,如连结方式, 二级结构信息 连结方式, 连结方式 位置,距离;结构异构与立体异构(几何异构,光学异构, 位置,距离;结构异构与立体异构(几何异构,光学异构, 构象) 构象)等).
三方面的结构信息. 三方面的结构信息
核磁共振碳谱在综合光谱解析中的作用
碳谱与氢谱之间关系---互相补充 不能测定不
氢谱不足
含氢的官能 团
对于含碳较多的 有机物,烷氢的 化学环境类似, 而无法区别
碳谱补充
给出各种含碳官能团 的信息,几乎可分辨 每一个碳核, 光谱简单易辨认
碳谱与氢谱可互相补充
碳谱不足 氢谱补充
氢谱峰面积的积分 高度与氢数成比例 COM谱的峰高, 峰高, 峰高 常不与碳数成 比例
核磁共振碳谱在综合光谱解析中的作用
在碳谱中: 质 子 噪 音 去 偶 或 称 全 去 偶 谱 (proton noise deeoupling或proton complete deeoupling,缩写 COM,其作用是完全除去氢核干扰) 可提供各
类碳核的准确化学位移
偏共振谱(off resonance de-coupling,OFR,部 分除去氢干扰)可提供碳的类型.因为C与相连 的H偶合也服从n+1律,由峰分裂数,可以确定 是甲基, 亚甲基,次甲基或季碳.例如在偏共 振碳谱中CH3 ,CH2 ,CH与季碳分别为四重峰 (q),三重峰(t),二重峰(d)及单峰(s).
一,饱和碳
(1) δc在 -2.1~43ppm 之间; 之间; 在 (2) 每有一个 每有一个α-H 或β-H 被甲基取代,碳的化学位 被甲基取代, 移增加大约 9,称α或β效应; , 或 效应; 效应 (3) 每一个 每一个γ-H 被取代,碳化学位移减小约 2.5; 被取代, ; (4) 电负性较大的基团,通常使碳的化学位移加大. 电负性较大的基团,通常使碳的化学位移加大.
(1) 提高仪器灵敏度; 提高仪器灵敏度; (2) 提高仪器外加磁场强度和射频场功率; 提高仪器外加磁场强度和射频场功率; (3) 增大样品浓度; 增大样品浓度; (4) 采用双共振技术,利用 采用双共振技术,利用NOE效应增强信 效应增强信 号强度; 号强度; (5) 多次扫描累加,这是最常用的方法. 多次扫描累加,这是最常用的方法.
(1) 芳 烃 芳 环 sp2 杂 化 的 碳 的 化 学 位 移 为 123~142(苯:128.5); 苯 ; (2) 取代芳烃 2杂化碳的化学位移为 ) 取代芳烃sp 杂化碳的化学位移为110~170; ; 取代基的影响类似于氢谱. 取代基的影响类似于氢谱.
4 2
3 5 1
CH3
3 2
1 4
(CH3)2N
1
3 2 4
5
ห้องสมุดไป่ตู้CHO
6
的偏共振去偶谱
随着干扰射频频率与氢核共振频率的接 近,偏共振去偶谱即变成宽带质子去偶 谱:
-CH3在碳谱中干扰照射频率的变化与谱图的关系
原子的化学位移 第三节 C原子的化学位移 原子
碳谱中各类碳的化学位移相差较大,其值主要 碳谱中各类碳的化学位移相差较大, 受杂化状态和化学环境的影响, 受杂化状态和化学环境的影响,且和其连接的 质子的化学位移有很好的一致性. 质子的化学位移有很好的一致性.
13C
NMR的标准物质: 的标准物质: 的标准物质