波普分析核磁-13Cppt课件
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第4章 13C核磁共振 有机波谱分析(武大分析化学研究生用的课件
卤代甲烷中碳的c值
-20.5 -53.8 -139.7 -292.3
10.2 21.6 12.3 -28.5
25.1 54.2 77.7 96.7
CH3X CH2X2 CHX3 CX4
I
Br
Cl
化合物
(f)分子内氢键
邻羟基苯甲醛及邻羟基苯乙酮中分子内氢键的形成，使羰基碳去屏蔽，c增大。
σ顺磁为各项异性的非球形电子环流产生的顺磁屏蔽，与外场方向相同。
介质表示溶剂和介质的影响。
4.3.1 屏蔽常数
σNB为邻近核B的各向异性对核的屏蔽作用，取决于B的性质和几何位置。
σ抗磁为核外局部电子环流产生的抗磁屏蔽，与外磁场方向相反。
4.3.2 化学位移及影响因素
13C -NMR谱化学位移的分布范围约为400ppm，因此对分子构型、构象的微小差异也很敏感。 一般情况下，对于宽带去偶的常规谱，几乎化合物的每个不同的种类的碳均能分离开。
第四章 核磁共振碳谱
核磁共振碳谱的特点 核磁共振碳谱的测定方法 13C的化学位移 13C的自旋偶合及偶合常数 核磁共振谱的解析及应用 二维核磁共振谱
4.1 13C核磁共振碳谱的特点
B0 14092(高斯） 23500 (高斯）
60MHz（1H） 15MHz（13C） 100MHz （1H） 25MHz（13C）
各类碳的化学位移顺序与氢谱中各类碳上对应质子的化学位移顺序有很好的一致性。 若质子在高场，则该质子连接的碳也在高场；反之，若质子在低场，则该质子连接的碳也在低场。
1） 烷烃
A 质子宽带去偶法
质子宽带去偶法又称噪声去偶法，可消除因1H偶合形成 的13C谱峰的裂分，使每个磁等价的13C核成为一个信号。 特点：
分辨率高，每个碳原子对应一个峰; 裂分峰合并后，强度增加; 不能区分伯，仲，叔，季碳.
-20.5 -53.8 -139.7 -292.3
10.2 21.6 12.3 -28.5
25.1 54.2 77.7 96.7
CH3X CH2X2 CHX3 CX4
I
Br
Cl
化合物
(f)分子内氢键
邻羟基苯甲醛及邻羟基苯乙酮中分子内氢键的形成，使羰基碳去屏蔽，c增大。
σ顺磁为各项异性的非球形电子环流产生的顺磁屏蔽，与外场方向相同。
介质表示溶剂和介质的影响。
4.3.1 屏蔽常数
σNB为邻近核B的各向异性对核的屏蔽作用，取决于B的性质和几何位置。
σ抗磁为核外局部电子环流产生的抗磁屏蔽，与外磁场方向相反。
4.3.2 化学位移及影响因素
13C -NMR谱化学位移的分布范围约为400ppm，因此对分子构型、构象的微小差异也很敏感。 一般情况下，对于宽带去偶的常规谱，几乎化合物的每个不同的种类的碳均能分离开。
第四章 核磁共振碳谱
核磁共振碳谱的特点 核磁共振碳谱的测定方法 13C的化学位移 13C的自旋偶合及偶合常数 核磁共振谱的解析及应用 二维核磁共振谱
4.1 13C核磁共振碳谱的特点
B0 14092(高斯） 23500 (高斯）
60MHz（1H） 15MHz（13C） 100MHz （1H） 25MHz（13C）
各类碳的化学位移顺序与氢谱中各类碳上对应质子的化学位移顺序有很好的一致性。 若质子在高场，则该质子连接的碳也在高场；反之，若质子在低场，则该质子连接的碳也在低场。
1） 烷烃
A 质子宽带去偶法
质子宽带去偶法又称噪声去偶法，可消除因1H偶合形成 的13C谱峰的裂分，使每个磁等价的13C核成为一个信号。 特点：
分辨率高，每个碳原子对应一个峰; 裂分峰合并后，强度增加; 不能区分伯，仲，叔，季碳.
《核磁共振波谱法》PPT课件
采样间隔
扫描次数
选择适当的采样间隔，以确保谱图的准确 性和分辨率。
增加扫描次数可以提高谱图的信噪比，但 也会增加实验时间。因此，需要权衡信噪 比和实验时间，选择适当的扫描次数。
定性分析与定量分析
定性分析
通过比较已知样品和未知样品的NMR谱图，确定未知样品的组成和结构。
定量分析
通过测量样品中不同组分的峰面积或峰高，计算各组分的含量。需要建立标准 曲线或使用内标法进行定量分析。
样品稳定性
确保样品在NMR实验过程中保 持稳定，避免由于化学变化导 致谱图失真。
样品溶剂
选择适当的溶剂，以保证样品 的溶解和稳定性，同时避免对
NMR谱图产生干扰。
实验参数的选择与优化
磁场强度
脉冲宽度
根据实验需求选择适当的磁场强度，以提 高检测灵敏度和分辨率。
选择合适的脉冲宽度，以获得最佳的信号 强度和分辨率。
《核磁共振波谱法》ppt课件
汇报人：可编辑 2024-01-11
目录
• 核磁共振波谱法概述 • 核磁共振波谱法的基本原理 • 核磁共振波谱仪 • 核磁共振波谱法的实验技术 • 核磁共振波谱法的应用实例
01
核磁共振波谱法概述
定义与原理
定义
核磁共振波谱法是一种利用核磁共振现象进行物质结构和动力学研究的分析方法 。
化学位移是由于不同化学环境中的原子核受到不 同程度的磁场扰动，导致其能级分裂的差异。
通过测量化学位移，可以推断出原子核所处的化 学环境，进而确定分子的结构。
耦合与裂分
当两个或多个相邻的原子核相互作用 时，它们之间的能级会发生耦合，导 致谱线裂分。
通过分析裂分的谱线，可以进一步解 析分子内部的相互作用和结构信息。
3版仪器分析第5节-13C核磁共振波谱课件
训练才能有所收获，取得成效。
• 9、骄傲自大、不可一世者往往遭人轻视； • 10、智者超然物外
结束
2022/8/12
学习目标
1、复述故事，深入理解文章内 容，初步把握人物形象。
2、学会利用文中关键词句分 析人物形象。
3、体会文章所揭示的深刻道 理。
自学指导(一)
看图复述课文内容
故事发生的时间、地点、人物、 事件的起因、经过和结果要复述
清楚。
自学指导(二)
1、作者运用哪几种方法去刻画人物的形象？从文 中找出具体句子进行分析。并说说你是如何看待这
第十九章 核磁共振波谱
分析法
nuclear magnetic resonance spectroscopy; NMR
第五节 13C核磁共振谱简介
一、 概述 generalization 二、 化学位移 chemical shift 三、 偶合与弛豫 coupling and relaxation 四、 13CNMR谱图 13C NMR spectrograph
H splitting
I=
1 2
C splitting
1
I= 2
( 19F：300ppm； 31P：700ppm；)
H0
（3）13C-13C偶合的几率很小；13C天然丰度1.1%；
（4）13C-H偶合可消除，谱图简化。
2022/8/12
PFT-NMR
MAGNET MAGNET
R.F.transmitter
R-F receiver and detector
Sweep generator
Recorder
(1) Magnet 25 1 ℃ (2) Sweep generator 3~10mG/min 全程~0.2Gauss (3) （射频发生器 ） R–F transmitter (4) （射频接收器和检测器） R–F receiver and detector (5) （样品支架 , 探头） Sample holder ,probe (6) （记录仪） Recorder
• 9、骄傲自大、不可一世者往往遭人轻视； • 10、智者超然物外
结束
2022/8/12
学习目标
1、复述故事，深入理解文章内 容，初步把握人物形象。
2、学会利用文中关键词句分 析人物形象。
3、体会文章所揭示的深刻道 理。
自学指导(一)
看图复述课文内容
故事发生的时间、地点、人物、 事件的起因、经过和结果要复述
清楚。
自学指导(二)
1、作者运用哪几种方法去刻画人物的形象？从文 中找出具体句子进行分析。并说说你是如何看待这
第十九章 核磁共振波谱
分析法
nuclear magnetic resonance spectroscopy; NMR
第五节 13C核磁共振谱简介
一、 概述 generalization 二、 化学位移 chemical shift 三、 偶合与弛豫 coupling and relaxation 四、 13CNMR谱图 13C NMR spectrograph
H splitting
I=
1 2
C splitting
1
I= 2
( 19F：300ppm； 31P：700ppm；)
H0
（3）13C-13C偶合的几率很小；13C天然丰度1.1%；
（4）13C-H偶合可消除，谱图简化。
2022/8/12
PFT-NMR
MAGNET MAGNET
R.F.transmitter
R-F receiver and detector
Sweep generator
Recorder
(1) Magnet 25 1 ℃ (2) Sweep generator 3~10mG/min 全程~0.2Gauss (3) （射频发生器 ） R–F transmitter (4) （射频接收器和检测器） R–F receiver and detector (5) （样品支架 , 探头） Sample holder ,probe (6) （记录仪） Recorder
仪器分析 第十三章 核磁共振波谱分析PPT课件
原子实际上受到的磁场强度B
B= B0-B’=B0-σB0=B0(1-σ)
σ为屏蔽常数， σB0为感应产生的次级磁场强度。
B为氢核真正受到的有效外磁场强度。 核外电子云产生感应磁场，抵消一部分
磁场，产生共振向高磁场方向移动。
2μB
B
h
2
2μB（ 0 1σ）
h
hν B0 2μ(1σ)
B（0 1σ） 2
实际上各种化合物中的氢核的化学环境或结 合情况不同，所产生的共振吸收峰频率不同。
任何原子核都被电子云所包围，当1H核自旋时 ，核周围的电子云也随之转动，在外磁场作用下，会 感应产生一个与外加磁场方向相反的次级磁场，实际 上会使外磁场减弱，这种对抗外磁场的作用称为屏蔽 效应.
1H核由于在化合物中所 处的化学环境不同，核外电 子云的密度也不同，受到的 屏蔽作用的大小亦不同，所 以在同一磁场强度B0 下， 化学环境不同 1H核的共振 吸收峰频率不同。
(3)Ｉ＝1/2的原子核 1H，13C，19F，31P
核电荷均匀分布的球体，并象陀螺一样自旋，有磁矩产 生，是核磁共振研究的主要对象，H、C也是有机化合物的主 要组成元素。
I=1/2的核自旋能级裂分与B0的关系
• 1H核在磁场 中，由低能级E1向高能级E2跃迁， 所需能量为
△E=E2－E1= B0 －(－B0) = 2 B0
四甲基硅烷 [(CH3)4Si] TMS
TMS
CH3OCH3
TMS
低场
高场 0
化学位移
TMS的优点
1）单峰：TMS分子中有12个氢核，所有质子等同 ，只有一个吸收峰。
2）TMS的屏蔽系数几乎比所有其他物质的都大(电 子云密度大)，处在高场位置，对大多数有机化合 物氢核吸收峰不产生干扰。规定TMS氢核的 =0， 则其他化合物H核的共振频率都在左侧。
波谱分析核磁共振PPT讲稿
• 在分子体系中，同种核所处的化学环境不同，核外电子云
密度不同，产生的屏蔽作用就不同，处于不同化学环境的 同种核的共振频率不同。
• 由于核周围分子环境不同而使其共振频率发生位移的现象
叫做化学位移。
H0 (1 ) 2
σ为原子核的屏蔽常数（数值为10-5数量级）
例：乙醇的分子式中有三种不同化学环境的氢核，甲基（-
3.影响化学位移的因素
•核外电子云密度的影响-电负性的作用
与质子相连元素的电负性越强，吸电子作用越强，价电 子偏离质子，屏蔽作用减弱，化学位移较大，信号峰在 低场出现。
磁的各向异性效应
质子在分子中所处的空间位置不同，屏蔽 作用的不同的现象称为磁各向异性效应。 在外磁场作用下，环电子流所产生的感应 磁力线是闭合的，与外磁场反向的磁力线 部位起屏蔽作用，而同向的磁力线部位起 去屏蔽作用。
三、化学位移
在有机化合物中，各种氢核 周围的电子云 密度不同（结构中不同位置）共振频率有 差异，即引起共振吸收峰的位移，这种现 象称为化学位移。
但V0与H0有关，不同的仪器测得的数据难 以比较，故需引入化学位移的概念。
1.屏蔽效应产生化学位移
核外电子云在外磁场的作用下，倾向于在垂直磁场的 平面里作环流运动，从而产生一个与外磁场反向的感 应磁场，因而核实际所受到的磁场强度减弱。
波谱分析核磁共振课件
概述
• 核磁共振谱（NMR）与红外、紫外一样，都属于吸收光谱。
• 红外光谱是由分子的振动和转动能级的跃
迁产生的吸收光谱
• 紫外-可见吸收光谱来源于分子的电子能级
间的跃迁
• 核磁共振是分子中原子核自旋能级的跃迁
产生的吸收光谱。
• 在NMR中电磁辐射的频率为兆赫数量级，
13C核磁共振波谱
是最常用的有效方法
20
பைடு நூலகம்
1）氘锁 由于灵敏度低，好的13C NMR谱图,
要经几十至几十万次扫描，累加信号。这
要求磁场绝对稳定。磁场飘移，信号位置
改变，导致谱线变宽，分辩率降低，谱图
无法使用。
为稳定磁场，PFT-NMR仪均采用锁 场的方法。只要不失锁，磁场稳定性好, 累加几昼夜也是可行的。
21
为稳定磁场,PFT-NMR仪采用氘锁方法 ， 即使用氘代溶剂，通过仪器操作，把磁场 锁在强而窄的氘代信号上。如发生微小信 号飘移时，通过氘锁通道电子线路补偿飘 移，保证信号频率稳定，保持固定值。长 时间累加不至分辩率下降。
13C-NMR化学位移范围大 -300ppm～600ppm
从头到尾扫描一次要很长时间，且13C NMR测定灵敏度低，信号弱，须累加多次 13C NMR长时间未得到广泛应用主要原因。
5
2．分辩能力高 有机化合物δ值范围： 1H NMR ：0～15 ppm(有时可达16 ppm); 13C NMR：250 ppm ～ 0 ppm)
化合物中不同环境13C核，弛豫时间T1数 值相差很大，可达2～3数量级，能被准确 测定。
通过T1可指认结构归属，窥测体系运动状 况等。从而有助于推断结构（弛豫时间的 测量还有其它用途）。
15
5.2 13CNMR的实验方法及去偶技术 5.2.1 13C NMR的实验方法 为提高信号的强度,常采用下述方法:
9
3．能给出不连氢碳的吸收峰；分辩伯、仲、 叔碳、季碳、 >C=O、-C≡C-、-C≡N、 >C=C<等基团，在1H NMR中不能直接观 察，只能靠分子式几对相邻基团的δ值推断。
13C NMR谱均能给出各自的特征吸收峰. 碳原子是构成有机物基本元素，因此13C NMR谱可给出有关分子骨架结构信息。
20
பைடு நூலகம்
1）氘锁 由于灵敏度低，好的13C NMR谱图,
要经几十至几十万次扫描，累加信号。这
要求磁场绝对稳定。磁场飘移，信号位置
改变，导致谱线变宽，分辩率降低，谱图
无法使用。
为稳定磁场，PFT-NMR仪均采用锁 场的方法。只要不失锁，磁场稳定性好, 累加几昼夜也是可行的。
21
为稳定磁场,PFT-NMR仪采用氘锁方法 ， 即使用氘代溶剂，通过仪器操作，把磁场 锁在强而窄的氘代信号上。如发生微小信 号飘移时，通过氘锁通道电子线路补偿飘 移，保证信号频率稳定，保持固定值。长 时间累加不至分辩率下降。
13C-NMR化学位移范围大 -300ppm～600ppm
从头到尾扫描一次要很长时间，且13C NMR测定灵敏度低，信号弱，须累加多次 13C NMR长时间未得到广泛应用主要原因。
5
2．分辩能力高 有机化合物δ值范围： 1H NMR ：0～15 ppm(有时可达16 ppm); 13C NMR：250 ppm ～ 0 ppm)
化合物中不同环境13C核，弛豫时间T1数 值相差很大，可达2～3数量级，能被准确 测定。
通过T1可指认结构归属，窥测体系运动状 况等。从而有助于推断结构（弛豫时间的 测量还有其它用途）。
15
5.2 13CNMR的实验方法及去偶技术 5.2.1 13C NMR的实验方法 为提高信号的强度,常采用下述方法:
9
3．能给出不连氢碳的吸收峰；分辩伯、仲、 叔碳、季碳、 >C=O、-C≡C-、-C≡N、 >C=C<等基团，在1H NMR中不能直接观 察，只能靠分子式几对相邻基团的δ值推断。
13C NMR谱均能给出各自的特征吸收峰. 碳原子是构成有机物基本元素，因此13C NMR谱可给出有关分子骨架结构信息。
13C核磁共振波谱
CH3 53.5 C CH2 CH3
CH2 C 143.7 114.4 24.7 CH3 CH CH3
H2C C O CH3 H
84.2 153.2
炔烃
H2C C O CH3 H
C=65-90
C CH H3C C C CH3 73.6 84.7 67.0 H3C CH2 CH2 CH2 CH C 67.4 82.8 17.4 29.9 12.9 21.2 HC C OCH 2CH3 H3C C C OCH 3 28.0 88.4 23.9 89.4 H3C CH2
C4 128.5
ZOOCH3 -15.0 ZpCOCH3 4.2
C5 128.5
ZmOCH3CH3 0.1 ZpOCH3 -8.1
138.5 137.4
113.6 111.4
159.9 158.5
117.7 118.5
129.4 128.4
120.0 118.5
M
y
NMR SPECTROMETER
MAGNET
MAGNET
R.F.transmitter
R-F receiver and detector
Sweep generator
(1) (2) (3) (4) (5) (6)
Recorder
Magnet 25 1 ℃ Sweep generator 3~10mG/min 全程~0.2Gauss （射频发生器 ） R–F transmitter （射频接收器和检测器） R–F receiver and detector （样品支架 , 探头） Sample holder ,probe （记录仪） Recorder
C(k)=-2.5+ Al nl kj
有机化合物波谱解析核磁共振碳谱 上课课件
氢谱与碳谱
第四章 核磁共振碳谱
核磁共振碳谱13C-NMR
13C-NMR信号1957年发现，1970年开始直接应用。 13C丰度低1.108%；磁旋比为1H的1/4。灵敏度低。 Fourier NMR仪器出现，使13C-NMR信号测定成为
可能。
4.1. 13C-NMR的特点
1．灵敏度低
空间效应
a) 取代烷基的密集性：取代烷基越大、分枝越多， C也越大 例：伯碳 仲碳 叔碳 季碳
b) -旁位效应：各种取代基团均使-碳原子的共振 位置稍移向高场
20.3 ppm
H3C
H
HOOC
COOH
14.0 ppm
H3C
COOH
HOOC
H
5ห้องสมุดไป่ตู้其他因素 氢键及其它影响
氢键的形成使羰基碳原子更缺少电子，共振移向 低场
CH3 ↑ CH2↑ CH↑ (↑ 代表正向峰，↓ 代表倒置峰) CH ↑
= 135º CH3 ↑ CH↑ CH2↓
质子宽带去耦
O CCH2CH2CH2CH3
CH CH
O
CH
C C
CH2
CH2
CH2
CH3
200 180 160 140 120 100 80 60 40 20
0
Chemical shift (, ppm)
(C) (CH) (CH2)
宽带去耦
13C
(CH3)
偏共振 去耦
3、DEPT法 -不失真极化转移增强法
与耦合常数J无关, 在实验中只要设置 ，发射脉冲分别为45º、90º和
135º，做三次实验，就可以区分各种碳，季碳的信号不出现
脉冲角度 峰的特征
第四章 核磁共振碳谱
核磁共振碳谱13C-NMR
13C-NMR信号1957年发现，1970年开始直接应用。 13C丰度低1.108%；磁旋比为1H的1/4。灵敏度低。 Fourier NMR仪器出现，使13C-NMR信号测定成为
可能。
4.1. 13C-NMR的特点
1．灵敏度低
空间效应
a) 取代烷基的密集性：取代烷基越大、分枝越多， C也越大 例：伯碳 仲碳 叔碳 季碳
b) -旁位效应：各种取代基团均使-碳原子的共振 位置稍移向高场
20.3 ppm
H3C
H
HOOC
COOH
14.0 ppm
H3C
COOH
HOOC
H
5ห้องสมุดไป่ตู้其他因素 氢键及其它影响
氢键的形成使羰基碳原子更缺少电子，共振移向 低场
CH3 ↑ CH2↑ CH↑ (↑ 代表正向峰，↓ 代表倒置峰) CH ↑
= 135º CH3 ↑ CH↑ CH2↓
质子宽带去耦
O CCH2CH2CH2CH3
CH CH
O
CH
C C
CH2
CH2
CH2
CH3
200 180 160 140 120 100 80 60 40 20
0
Chemical shift (, ppm)
(C) (CH) (CH2)
宽带去耦
13C
(CH3)
偏共振 去耦
3、DEPT法 -不失真极化转移增强法
与耦合常数J无关, 在实验中只要设置 ，发射脉冲分别为45º、90º和
135º，做三次实验，就可以区分各种碳，季碳的信号不出现
脉冲角度 峰的特征
核磁共振谱图解析 ppt课件
PPT课件
33
用NOESY方法对异构体的鉴别
•
在有机合成反应中会经常出现异构体 ,在异构体构型的鉴别 中，NOE是一种非常有效的手段。NOE谱对有机化合物结构、构 型、构象的鉴定能够提供重要信息. NOE谱可以采用一维方式或 二维方式 ,我们通常都采用二维谱图的方式，因为二维谱方便快 捷，可观察的信息全。 • NOE主要用来确定两种质子在分子立体空间结构中是否距 离相近。要求两种质子的空间距离小于5A. 从以上可以看出 NOE和空间因素很有关系,和相隔的化学键数无关，所以在分析 NOE谱图时候,一定要能画出结构的立体构型以便解析。下面是 用NOE方法来鉴别异构体的简单例子。
下面是四氢糖醇的结构图,可以看出手性碳对2,3,4,5位氢的空间上的影响.
PPT课件
2.5
1.188 2.373
2.0
2.944
4 5
4
1.000
1.5
1.955 1.941 1.936 1.922 1.918 1.910 1.907 1.904 1.899 1.895 1.884 1.867 1.853 1.848 1.664 1.658 1.650 1.645 1.638 1.632 1.628 1.619 1.610 1.602 1.589
10-14 (DMSO); 7-10 (CDCl3) 8-10 (峰型尖锐) 5-8 (并且两个氢会分开) 7-13 9-12
PPT课件
12
PPT课件
13
PPT课件
14
PPT课件
15
PPT课件
16
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17
PPT课件
18
PPT课件
19
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20
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-CH2 -CH2 -CH3
Et HOOC SH NH2 Ph Br Cl OH NO2
2018/11/15
1.3 2.3 2.5 2.6 2.6 3.4 3.5 3.6 4.4
1.3 1.7 1.6 1.5 1.6 1.9 1.8 1.6 2.1
0.9 1.0 1.0 0.9 0.9 1.0 1.0 0.9 1.0
波 谱 分 析
sp2 -CH=CH2
>C=O sp CCH
在较低场 100 ~ 160 ppm
在最低场 150 ~ 220 ppm 在中间 14 CH3 O CH2 C O CH2 61 114 36 50 ~ 80 ppm
138 171
36 126-142
127 ~ 134 41
2018/11/15
2018/11/15
波 谱 分 析
对构象确定的六元环，-旁位效应更加显著。
3 0 . 6
H
H C 3
3 0 . 6
2 0 . 1 C H 3
H 3 . 7 3 5 . 6 2 C H 3 H C 3 2 2 . 7
3 5 . 6
其他顺反异构体也有类似情况。
1 1 . 4
C H H H 2C 2C 3 1 2 2 . 8 CC 1 2 9 . 7 H H
2018/11/15
二、 烯烃及取代烯烃
1. 的范围及影响因素
1）乙烯：123.3ppm，取代乙烯：100 ~ 150ppm； 2） (C=) > (-CH=) > (CH2=)； 3）与相应烷烃相连，除了-碳原子的值向低场位移4 ~ 5ppm， 其它（ -、 -、、碳原子）的值一般相差在1ppm以内； 4）共轭效应：形成共轭双键时，中间碳原子键级减小，共振移 向高场。
一般情况下，对于宽带去偶的常规谱，几乎化合物的每 个不同种类的碳均能分离开
碳杂化轨道 诱导效应 空间效应
共轭效应
重原子效应 测定条件：溶解样品的溶剂、溶液的浓度、测定时的温 度等
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碳杂化轨道
杂化状态是影响 C的重要因素，一般说 C与该碳上的 H 次序基本上平行 sp3 CH3 < CH2 < CH < 季C 在较高场 0 ~ 50 ppm
-CH3 -CH2-CH2018/11/15
8 ~ 30 15 ~ 55 20 ~ 60
C-O C6H6 C-N
40 ~ 80 110 ~ 160 30 ~ 65
波 谱 分 析
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波 谱 分 析
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影响13C化学位移的因素
13C
波 谱 分 析
NMR谱化学位移的分布范围约为300 ppm，因此对分 子构型和构象的微小差异也很敏感
34 36 27 44 39 36 47 64 77
22 18 27 27 25 26 26 26 21
14 14 13 11 15 13 12 10 11
波 谱 分 析
2）空间效应
a) 取代烷基的密集性：取代烷基越大、分枝越多， C也越大； 例：伯碳 仲碳 叔碳 季碳
b) 链烃的γ-效应（Gaucheffect）：主要指γ-C 与取 代基X 在空间上距离较近，相互排斥，将电子云彼此推 向对方核的附近，从而增加屏蔽作用，使化学位移向高 场移动。
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一、链状烷烃及其衍生物
影响化学位移的因素 1）取代基的电负性：电负性越强，-位碳原子的C越 移向低场， -位碳原子的C稍移向低场；
Chemical shifts (ppm) of XCH2CH2CH3 -CH2 -CH2 -CH3
1H 13C
波 谱 分 析
波普分析核磁-13C
第四章 核磁共振碳谱(13C NMR)
4.1
概述
波 谱 分 析
有机化合物中的碳原子构成了有机物的骨架。因此观察和 研究碳原子的信号对研究有机物有着非常重要的意义。
自旋量子数I=0 的核是没有核磁共振信号的。由于自然界 丰富的12C I=0，没有核磁共振信号，而I =1/2 的13C 核，虽 然有核磁共振信号，但其天然丰度仅为1.1% ，故信号很 弱，给检测带来了困难。 所以在早期的核磁共振研究中，一般只研究核磁共振氢谱 (1HNMR)，直到上个世纪70 年代脉冲傅立叶变换核磁共振 谱仪问世，核磁共振碳谱(13C NMR)的工作才迅速发展起 来，这期间随着计算机的不断更新发展，核磁共振碳谱的 测试技术和方法也在不断的改进和增加，如偏共振去耦， 可获得13C—1H 之间的耦合信息DEPT 技术可识别碳原子 级数等，因此从碳谱中可以获得极为丰富的信息。
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波 谱 分 析
优点：1) 给出碳原子（特别是无氢原子连接时）的信息 2) 化学位移范围大（可超过300ppm）
3)分辨能力高：谱线之间分得很开，容易识别
4) 可确定碳原子级数 5) 准确测定驰豫时间，可帮助指认碳原子 6）不必考虑13C与13C之间的耦合，只考虑同1H 的耦合 难点：灵敏度低、信噪比差
13C天然丰度：1.1%;
S/N 3, C3/H3 1/64
（在同等实验条件下是氢谱的1/6000）
13C谱中最重要的信息是化学位移
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4.2
13C
NMR化学位移
波 谱 分 析
化学位移： 1) TMS为参考标准，C = 0 ppm 2) 以各种溶剂的溶剂峰作为参数标准 碳的类型 -C-I -C-Br -C-Cl 化学位移(ppm) -30 ~ 40 9 ~ 65 25 ~ 80 碳的类型 C=CC=O 化学位移(ppm) 65 ~ 85 100 ~ 150 170 ~ 210
3 6 .1
C H 3
2 8 . 22 2 . 5 1 . 4 1
H C H H H 2C 2C 3 1 3 0 . 6 1 2 3 . 9CC C H H 3
1 6 . 5
2 . 1 1 3 4 . 1 2 2 . 5
H C O
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CH3 N CH3
3 1 .1
波 谱 分 析
3）重原子（卤素）效应：碳原子上面的氢被碘取代后， C反而移向高场。 化合物 CH3X CH2X2 CHX3 CX4 Cl 25.1 54.2 77.7 96.7 Br 10.2 21.6 12.3 -28.5 I -20.5 -53.8 -139.7 -292.3