有机波谱解析课件 核磁共振碳谱

核磁共振碳谱•能产生共振的同位素核为13C•丰度低(1.107%)，测定时样品用量大，时间长•化学位移范围：0~200ppm1.13C谱的基础知识2.化学位移与结构CO150~220ppm酮醛羧酸酯与酰胺188~228ppm185~208ppm165~182ppm155~180ppmCC100~150ppmCCCN80~100ppm120~140ppmCO50~80ppm13CNMR的d范围：0~200ppm烷烃类饱和碳原子0~70ppmCOCCO1501401301201101009080706050诱导效应对化学位移的影响d(ppm)3.重氢溶剂的化学位移和峰型CDCl3C6D6CD3ODDMSO-d6Aceton-d6Pyridine-d5CD3CNCD2Cl2DMF-d713CNMRChemicalShiftSolvent 179.0(1),20.0(7)CD3COOD 206.5(1),29.9(7) 77.2(3) 49.0(7)53.1(5) 128.1(3) 150.3(3),135.9(3),123.9(3) 39.7(7) 118.2(1),1.3(7)167.7(3),35.2(7),30.1(7)重氢的自旋量子数：I=1重氢偶合给出的分裂信号(13C)：2In+1=2n+1(n重氢数)4.几种常见13CNMR的谱(1)偏共振去偶(off-resonancedecoupling)消除了弱的C-H偶合，只保留直接与13C连接的1H核的偶合(一般：1JC-H=150~200Hz)．特征CCHCHHCHHHsdtq一些化合物的偏共振去偶13CNMR13CNMRofoff-resonancedecoupling140120100806040200CDCl3160140120100806040200OH13CNMRofoff-resonancedecouplingCDCl3偏共振去偶13C谱的优缺点优点：可以获得较多的信息例如：在不同碳核周围H的配置情况缺点：谱线重叠过多，给解析增加困难(2)宽带去偶(widebanddecoupling)同时发射多个频率的射频，消除全部1H核对13C核的偶合，同时产生NOE，两者均增大了13C信号强度．115.9130.2121.4130.2115.9158.5OH020406080100120140160PPMm-Cp-Co-CC-OH优点：减少谱线的重叠,谱图清晰、明了缺点：失去许多分子结构信息宽带去偶13C谱的优缺点140120100806040200140120100806040200一些化合物的宽带去偶13CNMR13CNMRHOOCDCl313CNMRofwidebanddecoupling(3)选择去偶(selectivedecoupling)方法：选择某一1H进行去偶(照射)前提：通常在准确知道化合物的1H谱图(氢核的化学位移)情况下使用．例：确定化合物A中C3和C4的归属一般的测定方法很难对C3和C4进行归属OCHOA2345180160140120100-CHO13CNMRofoff-resonancedecouplingforcompoundA首先通过1HNMR确定H3和H4(易识别)，然后分别选择照射H3和H4，13CNMR中相应的C3和C4变为单峰．180160140120100-CHOOH3CHO2345照射C3OCHO2345照射180160140120100-CHOH4C4(4)DEPT测定DEPT:DistortionlessEnhancementbyPolarizationTransfer目的：通过13CNMR和DEPT联合测定，归属不同类型的13C核．(i)135DEPT:一级碳(1C)和三级碳(3C)的信号朝上，二级碳(2C)信号向下，四级碳(4C)信号消失(ii)90DEPT:只显示三级碳(3C)的共振信号两种常用的测定方法和结果135DEPT的谱图特征2C1C3C3C脂肪区芳香区OCDCl3结构同定1HNMRIRimpurity*X结构同定(i)MS:206(M+);127(M+-Br)(ii)1HNMRBr例1：某化合物分子组成为C4H6O2，其13CNMR如下：(a)偏共振去偶；(b)宽带去偶．试推测该化合物的结构．1801601401201008060402018016014012010080604020(a)(b)COCH2CHOCOCH3例2：某化合物分子组成为C8H5NO2，其宽带去偶13CNMR如下所示．另外，信号1，2，5，6的偏共振去偶为单峰，3，4为双峰．试推测该化合物的结构．020406080100120140160180PPM123456DMSO-d6COHOCN2001801601401201008060402020018016014012010080604020(a)(b)CH3CH2CHO例3：某化合物分子组成为C9H10NO，其13CNMR如下：(a)偏共振去偶；(b)宽带去偶．试推测该化合物的结构．CDCl3CDCl3CH3CH2CHOCH2CH3CHOCH3CH2CHO分析1HNMR13CNMR例4.某化合物的分子组成为C4H7O2Br．在CDCl3溶剂中它的1HNMR和13CNMR(宽带去偶)如图所示．推测其结构．BrOO例5.某化合物的分子组成为C6H12O．在CDCl3溶剂中它的1HNMR和13CNMR如图所示．推测其结构．1HNMR13CNMRO例6.某化合物的分子组成为C8H12O2．在CDCl3溶剂中它的1HNMR和13CNMR如图所示．推测其结构．1HNMR13CNMROO1HNMR13CNMR例7.某化合物的分子组成为C11H12O2．在CDCl3溶剂中它的1HNMR和13CNMR如图所示．推测其结构．OO