碳核磁共振谱[文字可编辑]
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(a) 质子去偶谱，(b) 质子偏共振去偶谱
13C 的化学位移
判断方式与氢谱大致相当 分四个区 (1)烷碳区：0～50ppm (2)取代烷碳区：50~80ppm C-O.C-N, C-S等 (3)芳烯区：100～150ppm (4)羰基区：150～200ppm
2,2-DIMETHYLBUTANE
2、13C的化学位移比1H大得多。碳核所处的化学环境稍有 差别，谱图就会有区别，所以碳谱能给出更多有关结构的 信息 3、由于H的天然丰度大，氢谱中考虑H－H耦合。而13C的 天然丰度小，不考虑碳之间的耦合，但应考虑C－H之间 的耦合。
碳谱解析
1、求出分子式的不饱和度 2、计算谱线数目(谱线与碳数相等，分子无对称性)
The chemical shift range is larger than for protons 0 - 200 ppm
The 13C NMR spectra is very simple: a separate, distinct peak is observed for each carbon
Bromocyclohexane
Toluene
Cyclohexene
Cyclohexanone
1,2-dichlorobenzene
b c Cl a
a
c Cl
b
总 结：13 －C谱的特点（与1－H 谱相比较）
1、1HNMR提供了化学位移、耦合常数、积分曲线三个重 要信息。在13CNMR中，无积分面积
HO-CH2-CH2-CH3
cba
200
150
100
50
0
For a given field strength 13C has its resonance at a different (lower) frequency than 1H.
1H
1.41 T 60 MHz 2.35 T 100 MHz
核磁共振碳谱 13C NMR
12C is not NMR-active I = 0 however…. 13C does have spin, I = 1/2 (odd mass)
Some nuclei ' s nature abundance and sensitivity
nuclei
1H 13C 15N 19F 31P
7.05 T 300 MHz
Divide the hydrogen frequency by 4 (approximately) for carbon-13
13C
1.41 T 15.1 MHz 2.35 T 25.0 MHz 7.05 T 75.0 MHz
Because of its low natural abundance (0.0108) there is a low probability of finding two 13C atoms next to each other in a single molecule.
与六个 H耦合，七重峰
PROTON-DECOUPLED SPECTRA
质子去偶13C NMR波谱（最普通）也称宽带去偶
去掉1H核对13C的自旋偶合，得到分子中不同环境C的 简单谱图
b
a
O CH3 C
CH3
b. 羰基碳 a. 甲基碳
注意：碳谱无积分 对称的碳峰重叠
质子偏共振去偶（部分去偶） 只保留与13C直接相连的质子与13C的偶合裂分(n+1)。
13C - 13C coupling NO!
not probable
However, 13C does couple to hydrogen atoms (I = 1/2)
13C - 1H coupling YES!
very common
丙酮的13-C 谱
七重峰
O CH3 C
CH3
四重峰
与三个 H耦合，四重峰
d
13C
d d
q
d
s
s
7.0
2.3
140 120
20
? 肉桂酸正丁酯的IR、1H NMR、13C NMR
O O
nature abundance
99.9844 1.108 0.365 100 100
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
sensitivity
1.000 0.0159 0.00104 0.834 0.066
13C signals are 6000 times weaker than 1H because: 1. Natural abundance of 13C is small (1.08% of all C) 2. Magnetic moment of 13C is small
谱线少，分子有对称性。可从峰高判断 谱线多(1) 有异构体(一强一弱，成对出现）
(2)有溶剂峰(固定、可查） (3)有杂质峰，样品不纯 (4)原分子式测定不准确或有耦合的F、P等
举例
1.C7H14O 1H 4H 4H
O CH 3CH 2CH 2CCH 2CH 2CH 3
6H 13C
S
q t t
2.3 1.5 0.9
210
43 18 12
偏共振去偶谱
O CH2 C CH3
2.C9H10O 1H
dd
d
13C
t
q SS
7.2
3.6 2.1 206 140 120 53 30
O CH2 C CH3
2.C9H10O 1H
dd
d
13C
t
q SS
7.2
3.6 2.1 206 140 120 53 30
CH3 Br
3.C7H7Br 1H
In order for 13C NMR to be a useful technique in structure determination. A vast increase in the signal-tonoise ratio is required.
PULSED FT-NMR IS REQUIRED
13C 的化学位移
判断方式与氢谱大致相当 分四个区 (1)烷碳区：0～50ppm (2)取代烷碳区：50~80ppm C-O.C-N, C-S等 (3)芳烯区：100～150ppm (4)羰基区：150～200ppm
2,2-DIMETHYLBUTANE
2、13C的化学位移比1H大得多。碳核所处的化学环境稍有 差别，谱图就会有区别，所以碳谱能给出更多有关结构的 信息 3、由于H的天然丰度大，氢谱中考虑H－H耦合。而13C的 天然丰度小，不考虑碳之间的耦合，但应考虑C－H之间 的耦合。
碳谱解析
1、求出分子式的不饱和度 2、计算谱线数目(谱线与碳数相等，分子无对称性)
The chemical shift range is larger than for protons 0 - 200 ppm
The 13C NMR spectra is very simple: a separate, distinct peak is observed for each carbon
Bromocyclohexane
Toluene
Cyclohexene
Cyclohexanone
1,2-dichlorobenzene
b c Cl a
a
c Cl
b
总 结：13 －C谱的特点（与1－H 谱相比较）
1、1HNMR提供了化学位移、耦合常数、积分曲线三个重 要信息。在13CNMR中，无积分面积
HO-CH2-CH2-CH3
cba
200
150
100
50
0
For a given field strength 13C has its resonance at a different (lower) frequency than 1H.
1H
1.41 T 60 MHz 2.35 T 100 MHz
核磁共振碳谱 13C NMR
12C is not NMR-active I = 0 however…. 13C does have spin, I = 1/2 (odd mass)
Some nuclei ' s nature abundance and sensitivity
nuclei
1H 13C 15N 19F 31P
7.05 T 300 MHz
Divide the hydrogen frequency by 4 (approximately) for carbon-13
13C
1.41 T 15.1 MHz 2.35 T 25.0 MHz 7.05 T 75.0 MHz
Because of its low natural abundance (0.0108) there is a low probability of finding two 13C atoms next to each other in a single molecule.
与六个 H耦合，七重峰
PROTON-DECOUPLED SPECTRA
质子去偶13C NMR波谱（最普通）也称宽带去偶
去掉1H核对13C的自旋偶合，得到分子中不同环境C的 简单谱图
b
a
O CH3 C
CH3
b. 羰基碳 a. 甲基碳
注意：碳谱无积分 对称的碳峰重叠
质子偏共振去偶（部分去偶） 只保留与13C直接相连的质子与13C的偶合裂分(n+1)。
13C - 13C coupling NO!
not probable
However, 13C does couple to hydrogen atoms (I = 1/2)
13C - 1H coupling YES!
very common
丙酮的13-C 谱
七重峰
O CH3 C
CH3
四重峰
与三个 H耦合，四重峰
d
13C
d d
q
d
s
s
7.0
2.3
140 120
20
? 肉桂酸正丁酯的IR、1H NMR、13C NMR
O O
nature abundance
99.9844 1.108 0.365 100 100
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
sensitivity
1.000 0.0159 0.00104 0.834 0.066
13C signals are 6000 times weaker than 1H because: 1. Natural abundance of 13C is small (1.08% of all C) 2. Magnetic moment of 13C is small
谱线少，分子有对称性。可从峰高判断 谱线多(1) 有异构体(一强一弱，成对出现）
(2)有溶剂峰(固定、可查） (3)有杂质峰，样品不纯 (4)原分子式测定不准确或有耦合的F、P等
举例
1.C7H14O 1H 4H 4H
O CH 3CH 2CH 2CCH 2CH 2CH 3
6H 13C
S
q t t
2.3 1.5 0.9
210
43 18 12
偏共振去偶谱
O CH2 C CH3
2.C9H10O 1H
dd
d
13C
t
q SS
7.2
3.6 2.1 206 140 120 53 30
O CH2 C CH3
2.C9H10O 1H
dd
d
13C
t
q SS
7.2
3.6 2.1 206 140 120 53 30
CH3 Br
3.C7H7Br 1H
In order for 13C NMR to be a useful technique in structure determination. A vast increase in the signal-tonoise ratio is required.
PULSED FT-NMR IS REQUIRED