核磁共振(NMR)解析中常用基团的碳化学位移移值表
核磁共振谱图解析
1H
氢谱是最常见的谱图。 核磁共振氢谱能提供重要的结构信息： 化学位移 耦合常数及峰的裂分情况 峰面积——峰面积与氢的数目成正比，所以 能定量的反应氢核的信息
化学位移
•
7.28 ppm
H
H 1.8 ppm
H2C H2 5.28 ppm H 2.7~3.4 ppm;
H
O 2.1~3.3 ppm
R
活泼氢
与O、S、N相连的氢是活泼氢. 切记想看活泼氢 一定选择氘代氯仿或DMSO做溶剂. 在DMSO中活泼 氢的出峰位置要比CDCl3中偏低场些.活泼氢由于受氢 键、浓度、温度等因素的影响，化学位移值会在一个 范围内变化.有时分子内氢键的作用会使峰型变得尖锐. 后面附注一些常见活泼氢的核磁谱图。
A ROH; RNH2; R2NH ArOH; ArSH; ArNH2 RSO3H; RCOOH;
1N
J(1-2)=2-3
2
3
1
J(1-2)=7-10
2 N
J(1-3)=0-3
5S 2
4N
J(4-5)=3-4 J(2-5)=1-2 J(2-4)=0
H 2N
5
3 4
J(2-3)=2-3 J(3-4)=3-4 J(2-4)=1-2 J(2-5)=1.5-2.5
J(2-3)=4.7-5.5
2
S 5
J(3-4)=3.3-4.1
119h和f的耦合常数610衍生物4803j邻25关于手性化合物和前手性化合物中ch上两个2氢的化学位移与某碳原子相连的四个基团不等同时该碳原子则是手性碳原子若有一对相同基团时该碳原子则是前手性碳原子
核磁共振(NMR)谱 图解析
常用的核磁共振（NMR）实验
1H 13C 13C－DEPT135o ( CH CH3 , CH2 ) 13C－DEPT90o ( CH ) 1H －1H COSY (化学键上相邻氢原子的识别) 1H －1H TOCSY (结构片断的识别) 1H －1H NOESY (空间上相近的氢原子的识别) 1H － 13C (HSQC, HMQC) (碳氢一键相关） 1H － 13C HMBC (碳氢远程相关——碳氢原子二、三键偶合）
HNMR（核磁氢谱）化学位移0-14代表性官能团汇总，常见氘代试剂的裂分峰型和出峰
I: 自旋量子数，IH=1/2; ID=1
除了氢，13C，19F，31P的自旋量子数也是1/2
0-2代表性官能团：
2-4代表性官能团：
4-6代表性官能团：
6-8代表性官能团：
8-10代表性官能团：
10-14代表性官能团：
参考：/areas/reich/nmr/h-data/hdata.htm
/areas/reich/nmr/c13-da01/residual-deuterated-solvent-peak-in-1h-and-deuterated-peak-in-13c-nmr-spectra/氘代试剂在HNMR中是不出峰的，在氢谱中氘代试剂出的峰是氘代试剂残留的H出的峰。自旋偶合裂分峰数公式：
M= 2NI + 1
cheminfographicwordpresscom20200601residualdeuteratedsolventpeakin1handdeuteratedpeakin13cnmrspectra氘代试剂在hnmr中是不出峰的在氢谱中氘代试剂出的峰是氘代试剂残留的h出的峰
HNMR（核磁氢谱）化学位移0-14代表性官能团汇总，常见氘代试剂的裂分峰型和出峰
核磁共振碳谱汇总.
由于具有长的T1值以及NOE效应的存在，在常规13C谱中，峰的 强度不能反映碳原子的数量。
13C核的天然丰度和灵敏度比1H核低得多，所以需要大量的样品 和较长的采样时间。 在同一种氘代溶剂中，13C和1H溶剂峰的多重性不同。
13C
NMR 较之1H NMR的一些主要区别
Granrt-Paul Corrective terms Skl (Branched chain alkanes)
Skl(ppm) 1。(3。) 1。(4。) Al(ppm) 9.1± 0.10 9.4± 0.10 -2.5± 0.10 0.3± 0.10 0.1± 0.10 2。(3。) 2。(4。) -1.10±0.20
c (k ) 2.3 Al nkl Skl
19F
- 13C偶合常数
1J F
C
2J
CF
31P
- 13C偶合常数
1J
CP
2J
CP
3J
CP
2H
- 13C偶合常数
1J
CD
13C
NMR 较之1H NMR的一些主要区别
在常用的CPD（连续序列组合脉冲）或宽带去偶的13C谱中，峰 型呈单峰，除非分子中含有其他磁性核，如2H，31P，19F。
13C化学位移的分布范围比1H大。
由于具有长的T1值以及NOE效应的存在，在常规13C谱中，峰的 强度不能反映碳原子的数量。
13C核的天然丰度和灵敏度比1H核低得多，所以需要大量的样品 和较长的采样时间。 在同一种氘代溶剂中，13C和1H溶剂峰的多重性不同。
1H
Chemical Shifts of Common Structures
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。
13C-NMR
2、偏共振去偶
采用一个频率范围很小、比质子宽带去偶功率弱很多的射 频场(B2) ，其频率略高于待测样品所有氢核的共振吸收位置 的频率，使1H与13C之间在一定程度上去偶，不仅消除了2J～ 4J的弱偶合，而且使1J（J )减小为J （表观偶合常数，J <<1J CH R R
（JCH)
JR － 表观偶合常数 △ v － 照射场频率与质子共振频率的偏差; JCH － 原偶合常数； γH . B2 / 2π － 照射场射频B2的强度；
核磁共振碳谱（13C NMR)
• 13C NMR核磁共振的特点
• 13C NMR的去偶技术 • 13C NMR的化学位移及影响因素
• 13C-NMR谱图解析
一、13C NMR核磁共振的特点
• 化学位移范围宽，分辨能力高。
1H-NMR常用δ值范围为0-15ppm。 13C-NMR常用δ值范围为0-250ppm(正碳离子 达300ppm)，其分辨能力远高于1H-NMR。 • 13C-NMR给出各种类型碳（伯、仲、叔、季）的 共振吸收峰。 • 不能用积分曲线获取碳的数目信息。
C-I
C-Br
0-40
25-65
RCHO
RCOR
190-200
205-220
C-Cl
C-N C-O
35-80
40-60 50-80 sp ≡C 65-85
2、屏蔽原理： 原子核的屏蔽是指原子核外围电子（包括核本身的 电子和周围其它原子的电子）环流对该核所产生的 屏蔽作用的总和。
σ：核的屏蔽常数 σdia：抗磁屏蔽常数 σpara：顺磁屏蔽常数 σN：邻近基团的各向异性屏蔽常数 Σmed：介质的屏蔽常数
(a)和质子宽带去偶谱（b）如图所示，求其结构。
图谱解析 核磁共振图谱-碳谱
SKLF
最大增强效果
NOE max 1 γirr = ( ) 2 γobs 1 267 .5 = ( ) = 1.998 2 67.28
total predicted int ensity (max) = 1 + NOE max NOE max
在C-13 和H-1的相互作用中,这种效应是积极的；激发 H可以增强C原子的信号强度. 对于去耦的13C谱图来说，NOE的确是很有利的。 NOE 实质上增强了13C的灵敏度 (S/N ratio，信噪比)
15
SKLF
图4-2.7 1-丙醇的离共振去耦的13C 谱图.
16
SKLF
4-2.9 一些谱图等价碳原子的例子
图4-2.8 2,2-二甲基丁烷 质子去耦合13C NMR 谱图
17
SKLF
图4-2.9 环己醇的质子去耦合13C NMR 谱图
18
SKLF
图4-2.10 环己烯的质子去耦合13C NMR 谱图
间二苯 苯环上C的基本的化学位移值为 128.5 ppm. ipso 临 间 对 CH3 8.9 0.7 -0.1 -2.9
CH3
1 6 5 4 3 2
CH3
C1 = 基本值+本位+间 =128.5+8.9+(-0.1) =137.3 ppm C2 = 基本值+临+临 =128.5+0.7+0.7 =129.9 ppm C3=C1 C4 = 基本值+临+对 =128.5+0.7+(-2.9) =126.3 ppm C5 = 基本值+间+间 =128.5+(-0.1)+(-0.1) =128.3 ppm C6=C4 C1, C2, C4, 和 C5 的测量值分别是137.6, 130.0, 126.2 和 128.2 ppm.
核磁常见杂质化学位移表
核磁常见杂质化学位移表proton mult CDC13 (CD 3)2CO (CD 3)2SO C 6D 6 CD 3CN CD 3OD D 2Osolvent residual peak 7.26 2.05 2.50 7.16 1.94 3.31 4.79 H 2O s 1.56 2.84 3.33 0.40 2.13 4.87 acetic acid CH 3s 2.10 1.96 1.91 1.55 1.96 1.99 2.08 acetone CH 3s 2.17 2.09 2.09 1.55 2.08 2.15 2.22 acetonitrile CH 3s 2.10 2.05 2.07 1.55 1.96 2.03 2.06 benzene CHs 7.36 7.36 7.37 7.15 7.37 7.33 tert -butyl alcohol CH 3 s 1.28 1.18 1.11 1.05 1.16 1.40 1.24OH s 4.19 1.55 2.18 chloroform CH s 7.26 8.02 8.32 6.15 7.58 7.90 cyclohexane CH 2 s 1.43 1.43 1.40 1.40 1.44 1.45 1,2-dichlorbethane CH 2 s 3.73 3.87 3.90 2.90 3.81 3.78 dichloromethane CH 2 s 5.30 5.63 5.76 4.27 5.44 5.49 diethyl ether CH 3 t, 7 1.21 1.11 1.09 1.11 1.12 1.18 1.17 CH 2 q, 7 3.48 3.41 3.38 3.26 3.42 3.49 3.56 1,2-dimethoxyethane CH 3 s 3.40 3.28 3.24 3.12 3.28 3.35 3.37 CH 2 s 3.55 3.46 3.43 3.33 3.45 3.52 3.60 dimethylformamide CH s 8.02 7.96 7.95 7.63 7.92 7.97 7.92 CH 3 d 2.96 2.94 2.89 2.36 2.89 2.99 3.01 CH 3 s 2.88 2.78 2.731.862.77 2.86 2.85 dimethyl sulfoxide CH 3 s 2.62 2.52 2.54 1.682.50 2.65 2.71 dioxane CH 2 s3.71 3.59 3.57 3.35 3.60 3.66 3.75 ethanol CH 3 t, 7 1.25 1.12 1.06 0.96 1.12 1.19 1.17 CH 2 q, 7 3.72 3.57 3.44 3.34 3.54 3.60 3.65 OH s 1.32 3.394.63 2.47 ethyl acetate CH 3CO s 2.05 1.97 1.99 1.65 1.97 2.01 2.07 CH 2CH 3 q, 7 4.12 4.05 4.03 3.89 4.06 4.09 4.14 CH 2CH 3 t, 7 1.26 1.20 1.17 0.92 1.20 1.24 1.24 ethylene glycol CH s 3.76 3.28 3.34 3.41 3.51 3.59 3.65“grease” CH 3 m 0.86 0.87 0.92 0.86 0.88 CH 2 br, s 1.26 1.29 1.36 1.27 1.29 n -hexane CH 3 t 0.88 0.88 0.86 0.89 0.89 0.90CH 2 m 1.26 1.28 1.25 1.24 1.28 1.29 HMPA CH 3 d, 9.5 2.65 2.592.53 2.40 2.57 2.64 2.61 methanol CH 3 s3.49 3.31 3.16 3.07 3.283.34 3.34 OH s 1.09 3.124.01 2.16 nitromethane CH 3 s 4.33 4.434.42 2.94 4.31 4.34 4.40 n -pentane CH 3 t, 7 0.88 0.88 0.86 0.87 0.89 0.90 CH 2 m 1.27 1.27 1.27 1.23 1.29 1.29 2-propanol CH 3 d, 6 1.22 1.10 1.04 0.95 1.09 1.50 1.17 CH sep, 6 4.04 3.90 3.78 3.67 3.87 3.92 4.02 pyridine CH(2) m 8.62 8.58 8.58 8.53 8.57 8.53 8.52 CH(3) m 7.29 7.35 7.39 6.66 7.33 7.44 7.45 CH(4) m 7.68 7.76 7.79 6.98 7.73 7.85 7.87 silicone grease CH 3 s 0.07 0.13 0.29 0.08 0.10 tetrahydrofuran CH 2 m 1.85 1.79 1.76 1.40 1.80 1.87 1.88 CH 2O m 3.76 3.63 3.60 3.57 3.64 3.71 3.74toluene CH 3 s 2.36 2.32 2.30 2.11 2.33 2.32 CH(o /p ) m 7.17 7.1-7.2 7.18 7.02 7.1-7.3 7.16 CH(m ) m 7.25 7.1-7.2 7.25 7.13 7.1-7.3 7.16 triethylamine CH 3 t,7 1.03 0.96 0.93 0.96 0.96 1.05 0.99 CH 2 q, 72.532.452.432.402.452.582.57i 乙腈乯丙酮乯乙酸,醋酸乯苯乯叔丁醇乯三氯甲烷乯环己烷乯二氯甲烷乯二乙醚乯1,2-乙二醇二甲醚乯二甲基甲酰胺乯二甲基亚砜乯二氧六环乯乙醇乯乙酸乙酯乯乙二醇乯油脂乯正己烷乯六甲基磷酰三胺乯甲醇乯硝基甲烷乯正戊烷乯异丙醇乯吡啶乯四氢呋喃乯甲苯乯三乙胺乯CDC13 (CD 3)2CO (CD 3)2SO C 6D 6 CD 3CN CD 3OD D 2O solvent signals 77.1629.8439.52 128.061.3249.00206.26118.26acetic acid CO 175.99 172.31 171.93 175.82 173.21 175.11 177.21 CH 3 20.81 20.51 20.95 20.37 20.73 20.56 21.03 acetone CO 207.07 205.87 206.31 204.43 207.43 209.67 215.94 CH 3 30.92 30.60 30.56 30.14 30.91 30.67 30.89 acetonitrile CN 116.43 117.60 117.91 116.02 118.26 118.06 119.68 CH 3 1.89 1.12 1.03 0.20 1.79 0.85 1.47 benzene CH 128.37 129.15 128.30 128.62 129.32 129.34 tert -butyl alcohol C 69.15 68.13 66.88 68.19 68.74 69.40 70.36 CH 331.25 30.72 30.38 30.47 30.68 30.91 30.29carbon tetrachlorideC 96.17 chloroform CH 77.36 79.19 79.16 77.79 79.17 79.44 cyclohexane CH 2 26.94 27.51 26.33 27.23 27.63 27.96 1,2-dichloroethane CH 2 43.50 45.25 45.02 43.59 45.54 45.11 dichloromethane CH 2 53.52 54.95 54.84 53.46 55.32 54.78 diethyl ether CH 3 15.20 15.78 15.12 15.46 15.63 15.46 14.77 CH 2 65.91 66.12 62.05 65.94 66.32 66.88 66.42 1,2-dimethoxyethane CH 3 59.08 58.45 58.01 58.68 58.89 59.06 58.67 CH 2 71.84 72.47 17.07 72.21 72.47 72.72 71.49 dimethylacetamide CH 3 21.53 21.51 21.29 21.16 21.76 21.32 21.09 dimethylformamide CH 162.62 162.79 162.29 162.13 163.31 164.73 165.53 CH 3 36.50 36.15 35.73 35.25 36.57 36.89 37.54 CH 3 31.45 31.03 30.73 30.72 31.32 31.61 32.03 dimethyl sulfoxide CH 3 40.76 41.23 40.45 40.03 41.31 40.45 39.39 dioxane CH 2 67.14 67.60 66.36 67.16 67.72 68.11 67.19 ethanol CH 3 18.41 18.89 18.51 18.72 18.80 18.40 17.47 CH 2 58.28 57.72 56.07 57.86 57.96 58.26 58.05 ethylacetate CH 3CO 21.04 20.83 20.68 20.56 21.16 20.88 21.15 CO 171.36 170.96 170.31 170.44 171.68 172.89 175.26 CH 2 60.49 60.56 59.74 60.21 60.98 61.50 62.32 CH 3 14.19 14.50 14.40 14.19 14.54 14.49 13.92 ethylene glycol CH 2 63.79 64.26 62.76 64.34 64.22 64.30 63.17“grease” CH 2 29.76 30.73 29.20 30.21 30.86 31.29 n -hexane CH 3 14.14 14.34 13.88 14.32 14.43 14.45 CH 2(2) 22.70 23.28 22.05 23.04 23.40 23.68 CH 2(3)31.64 32.30 30.95 31.96 32.36 32.73 HMPACH 3 36.87 37.04 36.42 36.88 37.10 37.00 36.46 methanol CH 3 50.41 49.77 48.59 49.97 49.90 49.86 49.50 nitromethane CH 3 62.50 63.21 63.28 61.16 63.66 63.08 63.22n -pentane CH 3 14.08 14.29 13.28 14.25 14.37 14.39 CH 2(2) 22.38 22.98 21.70 22.72 23.08 23.38 CH 2(3) 34.16 34.83 33.48 34.45 34.89 35.30 2-propanol CH 3 25.14 25.67 25.43 25.18 25.55 25.27 24.38 CH 64.50 63.85 64.92 64.23 64.30 64.71 64.88 pyridine CH(2) 149.90 150.67 149.58 150.27 150.76 150.07 149.18 CH(3) 123.75 124.57 123.84 123.58 127.76 125.53 125.12 CH(4) 135.96 136.56 136.05135.28 136.89138.35 138.27 silicone grease CH 3 1.04 1.40 1.38 2.10 tetrahydrofuran CH 2 25.62 26.15 25.14 25.72 26.27 26.48 25.67 CH 2O 67.97 68.07 67.03 67.80 68.33 68.83 68.68toluene CH 3 21.46 21.46 20.99 21.10 21.50 21.50 C(i ) 137.89 138.48 137.35 137.91 138.90 138.85 CH(o) 129.07 129.76 128.88 129.33 129.94 129.91 CH(m ) 128.26 129.03 128.18 128.56 129.23 129.20 CH(p ) 125.33 126.12 125.29 125.68 126.28 126.29 triethylamine CH 3 11.61 12.49 11.74 12.35 12.38 11.09 9.07 CH 246.2547.0745.7446.7747.1046.9647.19乙酸,醋酸乯丙酮乯乙腈乯苯乯叔丁醇乯四氯化碳氯仿乯环己烷乯二乙醚乯1,2-乙二醇二甲醚乯二甲基甲酰胺乯二氧六环乯乙醇乯乙酸乙酯乯乙二醇乯正己烷乯六甲基磷酰三胺乯甲醇乯硝基甲烷乯正戊烷乯异丙醇乯吡啶乯四氢呋喃乯甲苯乯三乙胺乯。
核磁共振碳谱
6
13C核的信号裂分
•
13C与1H核均为磁性核，故在间隔一定键数
范围内均可通过相互自旋偶合干扰，使对
方信号产生裂分。如1H-NMR谱中，由13C引
起的偶合影响干扰极小，表现为微弱的
“卫星峰”形式，多埋在噪音之中，可以
忽略不计，故通常只须注意1H-1H之间的同
核偶合影响。
7
• 但13C-NMR谱则恰好相反。因自然丰度 比条件下两个13C相互并联的机率只有 0.11％，故13C-13C之间的同核偶合一般 可以不予考虑；而由13C-1H引起的异核 偶合影响却表现得极为突出。
35
目前在碳谱实际测定工作中，主 要是测定COM及DEPT谱: 由COM谱识别碳的类型和季碳； 由DEPT谱确认CH3、CH2及CH； 具有复杂化学结构的未知物，还 需测定二维核磁共振谱(2D-NMR ), 提供化合物氢核与碳核之间的相 关关系,测定细微结构。
36
碳谱与氢谱之间关系---互相补充
18
三者均系采用两种特殊的脉冲系列分 别作用于高灵敏度的1H核及低灵敏度的
13C核，将灵敏度高的1H核磁化转移至灵
敏度低的13C核上，从而大大提高13C核的 观测灵敏度。
19
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
•脉冲宽度 峰的特征
11
(2)噪音去偶谱简单明了，可以从各谱线的
化学位移、谱线的多少及强度等，得到很
多结构信息。但噪音去偶谱损失了碳氢偶
合信息，而且由于各谱线的NOE效应的程
度不一，不能进行碳谱的定量。
12
⑶与1H-NMR不同，13C-NMR(COM)谱上