有机波谱解析课件-核磁共振碳谱.ppt

1、核磁共振碳谱核磁共振碳谱 能产生共振的同位素核为能产生共振的同位素核为13C 丰度低丰度低(1.107%)，测定时样品用量大，时间长，测定时样品用量大，时间长 化学位移范围：化学位移范围：0200 ppm1.13C谱的基础知识谱的基础知识2.化学位移与结构化学位移与结构C O150220 ppm酮醛羧酸酯与酰胺188228 ppm185208 ppm165182 ppm155180 ppmC C100150 ppmCCCN80100 ppm120140 ppmCO5080 ppm13C NMR的d范围：0200 ppm烷烃类饱和碳原子070 ppmCOCCO150140130120110100

2、9080706050诱导效应对化学位移的影响诱导效应对化学位移的影响d(ppm)3.重氢溶剂的化学位移和峰型重氢溶剂的化学位移和峰型CDCl3C6D6CD3ODDMSO-d6Aceton-d6Pyridine-d5CD3CNCD2Cl2DMF-d713C NMR Chemical ShiftSolvent179.0(1),20.0(7)CD3COOD206.5(1),29.9(7)77.2(3)49.0(7)53.1(5)128.1(3)150.3(3),135.9(3),123.9(3)39.7(7)118.2(1),1.3(7)167.7(3),35.2(7),30.1(7)重氢的自旋量子

3、数：重氢的自旋量子数：I=1重氢偶合给出的分裂信号重氢偶合给出的分裂信号(13C)：2In+1=2n+1(n 重氢数重氢数)4.几种常见几种常见13C NMR的谱的谱(1)偏共振去偶偏共振去偶(off-resonance decoupling)消除了弱的C-H偶合，只保留直接与13C连接的1H核的偶合(一般：1JC-H=150200 Hz)特征特征CCHCHHCHHHsdtq一些化合物的偏共振去偶一些化合物的偏共振去偶13C NMR13C NMR of off-resonance decoupling140120100806040200CDCl3 160140120100806040200OH

4、13C NMR of off-resonance decouplingCDCl3 偏共振去偶偏共振去偶13C谱的优缺点谱的优缺点优点：可以获得较多的信息优点：可以获得较多的信息 例如：在不同碳核周围H的配置情况缺点：谱线重叠过多，给解析增加困难缺点：谱线重叠过多，给解析增加困难(2)宽带去偶宽带去偶(wide band decoupling)同时发射多个频率的射频，消除全部同时发射多个频率的射频，消除全部1H核对核对13C核的核的偶合，同时产生偶合，同时产生NOE，两者均增大了，两者均增大了13C信号强度信号强度 115.9130.2121.4130.2115.9158.5OH02040608

5、0100120140160PPMm-Cp-Co-CC-OH优点：减少谱线的重叠优点：减少谱线的重叠,谱图清晰、明了谱图清晰、明了缺点：失去许多分子结构信息缺点：失去许多分子结构信息 宽带去偶宽带去偶13C谱的优缺点谱的优缺点140120100806040200140120100806040200一些化合物的宽带去偶一些化合物的宽带去偶13C NMR 13C NMRHOOCDCl3 13C NMR of wide band decoupling(3)选择选择去偶去偶(selective decoupling)方法：选择某一方法：选择某一1H进行去偶进行去偶(照射照射)前提：通常在准确知道化合物的

6、前提：通常在准确知道化合物的1H谱图谱图(氢核的化学氢核的化学位移位移)情况下使用情况下使用例：确定化合物例：确定化合物A中中C3和和C4的归属的归属一般的测定方法很难对C3和C4进行归属OCHOA2345180160140120100-CHO13C NMR of off-resonance decoupling for compound A首先通过首先通过1H NMR确定确定H3和和H4(易识别易识别)，然后分别选择照射，然后分别选择照射H3和和H4，13C NMR中相应的中相应的C3和和C4变为单峰变为单峰180160140120100-CHOOH3CHO2345照射C3OCHO2345照

7、射180160140120100-CHOH4C4(4)DEPT测定测定DEPT:Distortionless Enhancement by Polarization Transfer目的：通过目的：通过13C NMR和和DEPT联合测定，归属不同类型的联合测定，归属不同类型的13C核核(i)135 DEPT:一级碳(1C)和三级碳(3C)的信号朝上，二级碳(2C)信号向下，四级碳(4C)信号消失(ii)90 DEPT:只显示三级碳(3C)的共振信号两种常用的测定方法和结果两种常用的测定方法和结果135 DEPT的谱图特征的谱图特征2 C1 C3 C3 C脂肪区脂肪区芳香区芳香区OCDCl3 结

8、构同定结构同定1H NMRIR impurity*X结构同定结构同定(i)MS:206(M+);127(M+-Br)(ii)1H NMRBr例例1：某化合物分子组成为：某化合物分子组成为C4H6O2，其，其13C NMR如下：如下：(a)偏共振去偶；偏共振去偶；(b)宽带去偶宽带去偶 试推测该化合物的结构试推测该化合物的结构1801601401201008060402018016014012010080604020(a)(b)COCH2CH O COCH3例例2：某化合物分子组成为：某化合物分子组成为C8H5NO2，其宽带去偶，其宽带去偶13C NMR如下所如下所示另外，信号示另外，信号1，2

9、，5，6的偏共振去偶为单峰，的偏共振去偶为单峰，3，4为双峰为双峰试推测该化合物的结构试推测该化合物的结构020406080100120140160180PPM123 45 6DMSO-d6COHOCN2001801601401201008060402020018016014012010080604020(a)(b)CH3CH2CHO例例3：某化合物分子组成为：某化合物分子组成为C9H10NO，其，其13C NMR如下：如下：(a)偏共振去偶；偏共振去偶；(b)宽带去偶宽带去偶 试推测该化合物的结构试推测该化合物的结构CDCl3CDCl3CH3CH2CHOCH2CH3CHOCH3CH2CHO分

10、析分析 1H NMR13C NMR例例4.某化合物的分子组成为某化合物的分子组成为C4H7O2Br在在CDCl3溶剂中它的溶剂中它的1H NMR和和13C NMR(宽带去偶宽带去偶)如图所示推测其结构如图所示推测其结构BrOO例例5.某化合物的分子组成为某化合物的分子组成为C6H12O在在CDCl3溶剂中它的溶剂中它的1H NMR和和13C NMR如图所示推测其结构如图所示推测其结构 1H NMR13C NMRO例例6.某化合物的分子组成为某化合物的分子组成为C8H12O2在在CDCl3溶剂中它的溶剂中它的1H NMR和和13C NMR如图所示推测其结构如图所示推测其结构 1H NMR13C NMROO 1H NMR13C NMR例例7.某化合物的分子组成为某化合物的分子组成为C11H12O2 在在CDCl3溶剂中它的溶剂中它的1H NMR和和13C NMR如图所示推测其结构如图所示推测其结构OO