1、第四章第四章 核磁共振碳谱核磁共振碳谱任任 强强分析化学与药物分析教研室分析化学与药物分析教研室Contents 第一节 碳谱的特点 第二节 碳谱的主要参数 第三节各类碳的化学位移第一节第一节 碳谱的特点碳谱的特点一、一、13C NMR核磁共振的特点核磁共振的特点 碳化学位移范围宽碳化学位移范围宽 1H NMR常用值范围为0-10ppm。 13C NMR常用值范围为0-220ppm。 碳谱峰型简单碳谱峰型简单 碳谱给出各种类型碳（伯、仲、叔、季）的碳谱给出各种类型碳（伯、仲、叔、季）的 共振吸收峰。共振吸收峰。一、一、13C NMR核磁共振的特点核磁共振的特点 碳碳-氢偶合常数大氢偶合常数大
2、13C-1H 直接偶合的偶合常数很大，一般在110-320Hz。 碳弛豫时间长碳弛豫时间长 13C的弛豫时间比1H 长，不同类型碳原子弛豫时间不同，通过测定弛豫时间得到更多结构信息。 碳谱测试技术多碳谱测试技术多 全去偶谱，偏共振去偶谱，反转门控去偶谱。一、一、13C NMR核磁共振的特点核磁共振的特点 碳灵敏度低 13C峰度仅1.11，比1H信号弱得多，约1/6400。 为提高信号强度：（1）增加样品浓度，以增大样品中13C核的数目。（2）采用共振技术，利用NOE效应增强信号强度。（3）多次扫描累加，是最常用的有效方法。（4）改变仪器测量条件。 第二节第二节 碳谱的主要参数碳谱的主要参数一、
3、化学位移 chemical shift 化学位移范围：0220ppm，核对周围化学环境敏感，重叠少。 测定碳谱时，尽量选择溶剂峰不影响待测样品化学位移值得氘代溶剂。碳谱化学位移规律：(1) 高场低场 碳谱：饱和烃碳、炔烃碳、烯烃碳、羧基碳 氢谱：饱和烃氢、炔氢、烯氢、醛基氢；(2) 与电负性基团相连，化学位移向低场移动。1. 碳的杂化方式 sp3 sp 4 端甲基端甲基 C=13-14 C CH CH2 CH3 邻碳上取代基增多邻碳上取代基增多 C 越大越大例：例：H3CCH2CH2CH2CH3 13.9 22.8 34.7CH2BrCDCl3 (solvent)CH3CH3CH2CH2BrC
4、H2 C=110-150（成对出现）（成对出现）端端碳碳 =CH2 110；邻碳上取代基增多；邻碳上取代基增多 C越大越大.烯碳化学位移值：烯碳化学位移值： （季碳）（季碳） （叔碳）（叔碳） （仲碳）（仲碳）C C化学位移规律：烯烃CCH2CH3CH3CH3CCH2CH330.4 52.2 143.7 114.4NMR (Carbon13) Cyclohexene Diamagnetic Anisotropy - Carbon atom attached to the double bond (c) is deshielded by the effects of the non-unifor
5、m magnetic field produced by the presence of the electrons. Carbon atoms located farther from the double bond resonate at higher field (less chemical shift).CyclohexeneChemical Shift(c) (b) (a)sp杂化，C=60-90， 端基碳化学位移值小于中间炔碳。化学位移规律：炔烃化学位移规律：芳环化合物苯上碳原子，在苯上碳原子，在 C=128.5，取代基效应可，取代基效应可使与其相连的碳原子位移达使与其相连的碳原子
6、位移达 =35。一般，一般，未取代芳碳未取代芳碳 在在110-135，取代芳取代芳碳碳 在在123-167。化学位移规律：芳环化合物化学位移规律：醇烷烃中氢被烷烃中氢被OH取代后，取代后，碳向低场位移碳向低场位移+ C在在35-52，碳向低场位移碳向低场位移+ C在在5-12 ，碳向高场位移碳向高场位移- C在在0-6 。化学位移规律：羰基羰基的化学位移值羰基的化学位移值 C 在在160-220。化学位移值大小顺序：化学位移值大小顺序：酮、醛酸酯酮、醛酸酯酰氯酰氯酰胺酸酐酰胺酸酐酮羰基酮羰基 C 在在2105，羧基碳在，羧基碳在160-185。CH3CDCl3 (solvent)CH3CCH3
7、OCOCOCH2CH2CH3CH3CCH2CH3OCH3CDCl3 (solvent)OCH3CDCl3 (solvent)CH3CH3COCH3OCOCH2CH3CH3CDCl3 (solvent)CH3CH3CH2COCH2CH3OCOOCH2COCH3CDCl3 (solvent)CH3COHHHHHCCCCCCHHHHHCCCCandexpanded belowC-13 chemical shifts碳谱化学位移口诀 碳谱化学位移范围宽0220（ppm分四区，区区不同碳。一区（220160）羰基二区（16090）双键三区(9060)饱和连氧碳，一碳连二氧移至99三区重合是炔碳四区（600）饱和碳
