《CNMR谱基础》PPT课件.ppt

13C-NMR谱基础,碳核磁共振波谱法,2,一、概述,核磁矩：1H=2.79270；13C=0.70216 磁旋比为质子的1/4； 相对灵敏度约为质子的1/6000 PFT-NMR(1970年)，实用化技术 13C谱特点： 研究C骨架，结构信息丰富； 化学位移范围大；0250ppm； 13C-13C偶合的几率很小；13C天然丰度1.1%； 13C-H偶合可消除，谱图简化,3,二、化学位移 chemical shift,化学位移范围：0250ppm；核对周围化学环境敏感，重叠少 氢谱与碳谱有较多共同点； 碳谱化学位移规律： (1) 高场低场 碳谱：饱和烃碳、炔烃碳、烯烃碳、羧基碳 氢谱：饱和烃氢、炔氢、烯氢、醛基氢； (2) 与电负性基团相连，化学位移向低场移动；,4,4,碳谱（13C-NMR）：,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：140-170；其邻位芳碳，烯碳：90-120 C=O: 160-220,5,5,C=O: 160-220 酮： 195220 醛： 185205 醌： 180-190 羧酸： 160180 酯及内酯： 165180 酰胺及内酰胺: 160170,基础数据,6,a. 碳的杂化方式 sp3 sp sp2 10-80 60-120 90-200 b. 碳核的电子云密度 电子云密度, 高场位移,碳谱（13C-NMR）化学位移的影响因素,7,影响因素,c. 取代基的诱导效应和数目 取代基数目,影响, 诱导效应随相隔键的数目增加而减弱; 随取代基电负性, 原子电负性大小数值： H C S N Cl O F 2.1 2.5 2.5 3.0 3.0 3.5 4.0,8,影响因素,d.共轭效应 与双键共轭,原双键端基C , 另一个C 与羰基共轭, C=O的,e. 分子内部作用 分子内氢键使C=O的,123.3+,13.6 -7.0,1 2,9,f. 效应(1,3-效应） 较大基团对-位碳上的氢通过空间有一种挤压作用，使电子云偏向碳原子，使碳化学位移向高场移动，这种效应称为-效应。,影响因素,10,化学位移规律：烷烃,碳数n 4 端甲基 C=13-14 CCH CH2 CH3 邻碳上取代基增多C 越大 例：H3CCH2CH2CH2CH3 13.9 22.8 34.7,11,C=100-150（成对出现）,端碳=CH2 110；邻碳上取代基增多C越大：,化学位移规律：烯烃,30.4 52.2 143.7 114.4,12,C=65-90,化学位移规律：炔烃,13,化学位移表1 chemical shift table,14,化学位移表2 chemical shift table,15,13C-13C偶合的几率很小（13C天然丰度1.1%）； 13C- 1H偶合；偶合常数1JCH: 100-250 Hz；峰裂分；谱图复杂； 去偶：去掉偶合干扰 弛豫： 13C的弛豫比1H慢，可达数分钟；采用PFT-NMR可测定，提供空间位阻、各向异性、分子大小、形状等信息；,三、偶合与弛豫,16,碳谱与氢谱的对比谱图去偶作用对比,17,碳谱 与 氢谱 对比,18,谱 图 去 偶 作 用 对 比,19,谱图去偶作用对比,20,20,13C-NMR谱的类型 1、质子非去偶谱,21,2、全氢去偶谱(COM)或噪音去偶谱(PND)或质子宽带去偶谱(BBD) 采用宽频带照射，使氢质子饱和； 去偶使峰合并，强度增加 特点:图谱简化, 所有信号均呈单峰,22,22,3、偏共振去偶谱(OFR) 特点: 只保留直接相连氢对碳的偶合影响,可识别伯、仲、叔、季碳。 CH3, q， CH2, t， CH, d， C, s。,23,23,4、选择氢去偶谱（SPD）： 用很弱的能量选择性地照射特定氢核，消除它对相关碳的偶合影响，使峰简化。,24,24,5、DEPT谱：改变照射氢核的第三脉冲宽度（ ） 所测定的13C-NMR图谱 特点：不同类型13C信号呈单峰分别朝上或向下,可识别CH3、CH2、CH、C. 脉冲宽度 =135CH3, CH , CH2 （常用） =90CH , =45CH3