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核磁共振碳谱原理 13C NMR Spectrometry 01 02 03 13C NMR简介 13C NMR的研究方法 13C NMR的化学位移 CONTENT 01 13C NMR 简介 PART ONE 1.1、 13C NMR基本原理  与1H-NMR基本原理相同， 发生核磁共振时符合下列方程 ?0 = ? H0 / (2? ) ?0 = [? / (2? ) ]（1- ? ）H0 在C的同位素中，只有13C有自旋现象，存在核磁共振吸收，其自旋量子数I=1/2。 1.2 13C NMR的灵敏度 从天然丰度分析 从γ值分析 13C的天然丰度是1.108％ 1H的天然丰度是99.9985％ 1H-NMR的灵敏度几乎是13C-NMR的100倍。 NMR实验的灵敏度与 ? 3成正比 1H-NMR的灵敏度几乎是13C-NMR的64倍 1H-NMR的灵敏度几乎是13C-NMR的6400（实际是5800倍） 1.3 提高13C NMR的灵敏度的方法 1、NOE效应：空间相距近的自旋核有overhauser效应，能使临近核的积分面积增加提高灵敏度。 （受自旋核间距离的限制） 2、增加磁场强度可以提高灵敏度 （受经费的限制、仪器的限制） 3、增加样品量可以提高灵敏度 （受溶剂对样品溶解度的限制） 1.3 提高13C NMR的灵敏度的方法 4、利用计算机累加技术 （受时间限制、受仪器稳定性限制） 灵敏度与累加次数的平方根成正比 例如：累加16次 灵敏度增加4倍 累加100次 灵敏度增加10倍 如果提高灵敏度6000倍，需要累加3.6×107次 CW-NMR仪器一次扫描如果需要5分钟， 需要3.6×107×5＝1.8×108分钟 相当于300,000小时（12500天，34年） 1.4 13C NMR与1HNMR的比较 比较内容 13C-NMR 1H-NMR 天然丰度 1.108％ 99.985％ 自旋量子数I ? ? 磁矩 ? 0.7021 2.7927 磁旋比 ? 6278 26753 图谱横坐标 ? ppm ? Hz ? ppm ? Hz 内标物 TMS TMS 1.4 13C NMR与1HNMR的比较 比较内容 13C-NMR 1H-NMR 化学位移范围 0-250 ppm 0-10ppm J1H-1H 观察不到 0-40Hz J13C-13C 乙醇中，33.7Hz 观察不到 J13C-1H 0-300Hz 仅在卫星信号中见到 偶合裂分规律 2In+1规律 2In+1规律 积分面积与自旋核数 无规律 正比例关系 固体核磁碳谱积分面积与自旋核数成正比 02 PART TWO 13C NMR的研究方法 2. 13C NMR的研究方法 1J13C-1H 的 值很大，在100-300Hz 之间 且2JC-H 在1-60Hz之间 所以偶合的碳谱很乱，很难解析 必须把13C与1H的偶合裂分峰去掉才行 2.1 全去偶法 全去偶法（ complete decoupling 简写COM法 ） 也叫质子宽带去偶（ proton broad-band decoupling ) 或质子噪声去偶（ proton noise decoupling ) 2.1 全去偶法 在 做碳谱的正常扫描的同时，用覆盖所有1H的larmor频率的去偶场照射样品，去掉所有1H与13C的偶合，结果仅得到每种磁性碳核的单峰，图谱简单化。 例如： a b c d CH3 CH(OH) CH2 CH3 COM图： 13C NMR 全去偶实例 （ COM图） 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 2.2、13C NMR的偏共振去偶 （OFR proton off resonance decoupling) 仅保留碳与自身上所连氢核的偶合裂分的实验技术 1、C6H6 一组 d 2、CH3CH2OCH2CH3 两组，q t 3、CH3CH2CH2