核磁共振碳谱.ppt

本章学习要求 1. 了解碳谱测定原理及相关实验技术； 2. 了解不同实验方法测得的碳谱的特点； 3. 掌握各类化合物碳的化学位移的大致范围； 4. 能解析简单化合物的碳谱。 第一节 基本原理 13C NMR的原理与1H NMR一样。 13C NMR spectrum with the protons coupled 13C NMR spectrum with the protons decoupled by the broadband decoupler 第二节 13C NMR测定方法 二、13C NMR测定方法 2. 质子选择去偶（ Proton Selective Decoupling ） 第三节 C原子的化学位移 Hydrogen and Carbon Chemical Shifts 常见溶剂的化学位移 CH3CCH2CH3 O 1 2 3 4 CH3CH2CH2COOH 4 1 2 3 CH3COOCH2CH3 1 2 4 3 CH3CH2COCl 1 2 3 CH3CH2CONH2 1 2 3 * 常见一些基团的化学位移?值: 脂肪C: ?50 连杂原子C: C-O,C-N ?40-100 C-OCH3 : ? 50-60 炔C：? 60-90 芳香碳,烯碳:? 120-140 连氧芳碳,烯碳:?140-160;其邻位芳碳,烯碳：?90-120 C=O: ?160-220 碳谱（13C-NMR）：必记基础数据 第四节 13C NMR的解析及应用 * C=O: ?160-220 酮：? 195－220 醛： ? 185－205 醌： ? 180-190 羧酸：? 160－180 酯及内酯：? 165－180 酰胺及内酰胺: ?160－170 必记基础数据 76.9 49.0 39.7 128.0 1.3, 18.2 20.0, 178.4 29.8, 206.5 30.1, 35.2, 167.7 -- -- 77.2 49.9 40.9 128.5 1.7, 18.2 20.9, 178.4 30.7, 206.7 30.9, 36.0, 167.9 96.0 192.8 氯仿 甲醇 DMSO 苯 乙腈 乙酸 丙酮 DMF CCl4 CS2 氘代溶剂 质子溶剂 溶剂种类 一、解析步骤 　氘代试剂中的碳原子均有相应的峰，这和氢谱中的溶剂峰不同（氢谱中的溶剂峰仅因氘代不完全引起）。幸而由于弛豫时间的因素，氘代试剂的量虽大，但其峰强并不太高。常用的氘代氯仿呈三重峰，中心谱线位置在77.0ppm。　　 1. 鉴别谱图中的真实谱峰 ① 溶剂峰 ③ 作图时参数的选择会对谱图产生影响。当参数选择不当时，有可能遣漏掉季碳原子的谱峰。 ② 杂质峰 13C化学位移还易受分子内几何因素的影响。相隔几个键的碳由于空间上的接近可能产生强烈的相互影响，这种短程的非成键的相互作用叫空间效应。 通常的解释是空间上接近的碳上H 之间的斥力作用使相连碳上的电子密度有所增加，从而增大屏蔽效应，化学位移则移向高场。 3. 空间效应 如甲基环己烷上直立的甲基C(7)和环己烷C(3)和C(5)的化学位移比平伏键甲基位向的构象异构体的化学位移各向高场移4 和6 ppm左右。 4. 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。 206.8 ppm 195.8 ppm 179.4 ppm 若苯氢被-NH、-OH取代后，则 这些基团的孤对电子将离域到苯环的?电子体系上，增加了邻位和对位碳上的电荷密度，屏蔽增加； 若苯氢被拉电子基团-CN、-NO2取代后，则使苯环上?电子离域到这些吸电子基团上，减少了邻、对位碳的电荷密度，屏蔽减小。 ? 128.5 ?a 147.7, ?b 116.1 ?a 112.5, ?b 132.0 ?c 129.8, ?d 119.0 ?c 129.0, ?d 132.8 5. 重原子效应 大多数电负性基团的作用主要是去屏蔽的诱导效应。但对于较重的卤素，除了诱导效应外，还存在一种所谓“重原子”效应。 随着原子序数的增加，