第3章__核磁共振碳谱

1、会计学1第第3章章_核磁共振碳谱核磁共振碳谱第1页/共71页 胆甾醇的氢谱与碳谱胆甾醇的氢谱与碳谱第2页/共71页第3页/共71页第4页/共71页第5页/共71页第6页/共71页第7页/共71页AldehydesKetonesAcids AmidesEsters Anhydrides Aromatic ringcarbonsUnsaturated carbon - sp2Alkyne carbons - spSaturated carbon - sp3electronegativity effectsSaturated carbon - sp3no electronegativity effe

2、ctsC=OC=OC=CC C200150100500200150100500 8 - 3015 - 5520 - 6040 - 8035 - 8025 - 6565 - 90100 - 150110 - 175155 - 185185 - 220Correlation chart for 13C Chemical Shifts (ppm)C-OC-ClC-BrR3CH R4CR-CH2-RR-CH3RANGE/第8页/共71页R-CH3 8 - 30R2CH215 - 55R3CH20 - 60C-I 0 - 40C-Br25 - 65C-N30 - 65C-Cl35 - 80C-O40 -

3、 80C C 65 - 90C=C 100 - 150C N 110 - 140 110 - 175R-C-OROR-C-OHO 155 - 185R-C-NH2O 155 - 185R-C-HOR-C-RO 185 - 220第9页/共71页第10页/共71页取代烷烃取代烷烃:H3CC H2C H2C H2C H334.722.813.9碳数碳数n 4 端甲基端甲基 C=13-14 C CH CH2 CH3邻碳上取代基增多邻碳上取代基增多 C 越大越大第11页/共71页 C=100-150（成对出现）（成对出现）端端碳碳 =CH2 110；邻碳上取代基增多；邻碳上取代基增多 C越大：越大：C

4、 CCCH2CCH2CH3CH3CH3H3CCCH2CHCH3CH3CH3CH3H3C2 5 .43 0 .45 2 .22 4 .72 9 .95 3 .51 4 3 .71 1 4 .4OCHH2CCH3OCHH2CCH384.2 153.2第12页/共71页第13页/共71页NH2NO2155.63135.83126.29112.42第14页/共71页 C C=65-90=65-90CH2CCHH3C67.084.7H3CCCCH373.6CH2CCHCH267.482.8CH2H3C17.429.921.212.9OCH2CH3CHCOCH3CC23.989.4H3C28.088.4第

5、15页/共71页6H4H4H0.91.52.321018 124313C1HSttq1.C7H14O第16页/共71页2.C9H10O2.13.67.2SSdddtq206140 12053 301H13C第17页/共71页第18页/共71页Proton-decoupled 13C spectrum of 1-propanol (22.5 MHz)200150100500PROTONDECOUPLEDHO-CH2-CH2-CH3cba第19页/共71页第20页/共71页第21页/共71页第22页/共71页第23页/共71页第24页/共71页第25页/共71页ClClaabbcc第26页/共71

6、页第27页/共71页第28页/共71页第29页/共71页第30页/共71页第31页/共71页第32页/共71页第33页/共71页CCHCH2CH3未去偶宽带去偶选择性去偶偏共振全去偶，偏共振，选择性去偶的比较。全去偶，偏共振，选择性去偶的比较。第34页/共71页第35页/共71页第36页/共71页第37页/共71页第38页/共71页第39页/共71页DEPT-90DEPT-90DEPT-135第40页/共71页第41页/共71页第42页/共71页第43页/共71页) 2.27(3H,s,2-CH3), 2.65(3H,s,5-CH3),5.98(1H,d,J=0.6Hz,H-3), 6.61(

7、2H,m ,H-6,8),10.57(1H,s,7-OH10.57第44页/共71页169.2(C-2), 116.1(C-3),183.7(C-4),146.9(C-5), 121.9(C-6), 166.3(C-7),105.9(C-8),164.5(C-9),119.6(C-10),24.7(2-CH3),27.8(5-CH3) 第45页/共71页第46页/共71页解析解析1。不饱和度。不饱和度11517，4对对sp2杂化碳，一个酮羰基，有两个环结构。杂化碳，一个酮羰基，有两个环结构。2。分子的对称性从。分子的对称性从13CNMR谱图看有谱图看有11个信号，表明分子没有对称性。个信号，表

8、明分子没有对称性。3。根据。根据DEPT确定化合物的碳的原子级数确定化合物的碳的原子级数有二个甲基有二个甲基 C24.7,27.8.三个三个sp2杂化烯杂化烯CH碳（碳（105.9，116.1，121.9）剩下）剩下6个碳个碳为季碳。一个羰基为季碳。一个羰基4。官能团的分析。官能团的分析从氢谱从氢谱2.27(3H,s,CH3), 2.65(3H,s,CH3),5.98(1H,d,J=0.6Hz,), 6.61(2H,m ,H-6,8),10.57(1H,brs,-OH）10.57(1H,s,-OH）是一个酚羟基。从）是一个酚羟基。从5.98(1H,d,J=0.6Hz） 6.61(2H,m ),

9、存在弱偶合存在弱偶合（J=0.6)表明存在四取代的苯环而且苯环两个氢处于间位，化合物中苯环有表明存在四取代的苯环而且苯环两个氢处于间位，化合物中苯环有6个碳，个碳，有一个羰基，有一个羰基，2个甲基，还剩下一对个甲基，还剩下一对sp2杂化碳，酮羰基化学位移值为杂化碳，酮羰基化学位移值为183.7可能含可能含有有，不饱和酮。从氢谱质子分析是一个三取代的双键。不饱和酮。从氢谱质子分析是一个三取代的双键。5。排出可能的结构。排出可能的结构 分析分析169.2, 166.3, 164.5三个季碳化学位移分子其中一个氧原子连接两个三个季碳化学位移分子其中一个氧原子连接两个sp2杂化烯杂化烯CH碳，化合物中

10、有两个环结构。可以排出如下结构。碳，化合物中有两个环结构。可以排出如下结构。OOHOH3CCH3第47页/共71页OOHOOOOHOOOHOOOOOHOOHOOOOHHOOOHO第48页/共71页OOHOOOOHOOOHOOHO第49页/共71页15N能够产生很尖锐的核磁信号，但灵敏度很低14N灵敏度高但核磁信号峰非常宽，以至于在很多情况下无法分析。第50页/共71页第51页/共71页14N的高对称性小分子的信号宽度一般在几十或几十赫兹的范围内，而不对称的大分子的峰宽可能达到1000赫兹上下。因此一般用来区分很小的分子和N2。 第52页/共71页I=1Natural abundance 99.

11、63%Reference compound NH3 liquidReceptivity rel. to 1H at natural abundance 1.01 10-3Receptivity rel. to 13C at natural abundance 5.74第53页/共71页15N的灵敏度非常低，但可以得到尖锐的信号。一般使用很大浓度的溶液或同位素标定的化合物进行研究。 I=1/2Natural abundance 0.37%Reference compound 90% CH3NO2 in CDCl3 or liquid NH3Receptivity rel. to 1H at na

12、tural abundance 3.85 10-6Receptivity rel. to 13C at natural abundance 0.0219第54页/共71页15N NMR spectrum of sodium azide (1M) in D2O15N NMR spectrum of enriched HIV-1 protease第55页/共71页I=1/2Natural abundance 100%Reference compound 85% H3PO4 in H2O = 0 ppmReceptivity rel. to 1H at natural abundance 6.67

13、10-3Receptivity rel. to 13C at natural abundance 37.7第56页/共71页与质子的耦合使峰变宽 一键耦合常数为200-700Hz，二键耦合常数为0.5-20Hz。 第57页/共71页I=1/2Natural abundance 4.68%Receptivity rel. to 1H at natural abundance 3.68 10-4Receptivity rel. to 13C at natural abundance 2.16第58页/共71页TMSSiHCl3 一键耦合常数一般在几百赫兹的级别上。二键耦合常数为6.6Hz。 29S

14、i-NMR spectrum of TMS in CDCl3第59页/共71页I=1/2Natural abundance 100%Reference compound CFCl3 = 0 ppmReceptivity rel. to 1H at natural abundance 0.83Receptivity rel. to 13C at natural abundance 4716第60页/共71页第61页/共71页3131P chemical shiftsP chemical shiftsH3PO4 = 0ppmAll values are given in ppm !Type shi

15、ft ranges CPH2-150 to -120 ppmC2PH-100 to 80ppmC3P-60 to -10 ppmC2PHal80 to 150 ppmP(NR)3115 to 130 ppmP(OR)3125 to 145 ppmP(SR)3110 to 120 ppmPHal3120 to 225 ppmP(OR)2Hal140 to 190 ppmCPHal2160 to 200ppmCPHalN165 to 185 ppmO=PHal3-80 to 5 ppmO=P(OR)Hal2-30 to 15 ppmO=P(OR)2Hal-20 to 25 ppmO=P(OR)3-

16、20 to 0 ppmS=P(OR)360 to 75 ppmCP(=O)(OR)2-5 to 70 ppmCP(=S)(OR)280 to 110 ppmCP(=O)(OH)2-5 to 25 ppm第62页/共71页CP(=O)(OR)2-5 to 70 ppmCP(=S)(OR)280 to 110 ppmCP(=O)(OH)2b-5 to 25 ppm(RO)2POH0 to 20 ppmC2P(=O)OR0 to 60 ppmCP(=O)Hal25 top 70 ppmCP(=O)HalN25 to 50 ppmC3P=OC3P=S20 to 60 ppmC2P(=O)Hal40 t

17、o 90 ppmP(OR)5-75 to -5 ppmC4P+Hal-5 to 30 ppmAr3P=CR25 to 25 ppm第63页/共71页1919F chemical shiftsF chemical shiftsCFCl3 = 0ppmAll values are given in ppm !Type bshift ranges CF3CR3-70 to -55 ppmCF3-CO-90 to -70 ppmCF3- CF2-95 to -80 ppmCF3-O-70 to -55 ppmCHF2-CF2-145 to -125 ppm-CF2-CF2-CF2-145 to -11

18、5 ppmCF2=CR2-120 to -70 ppm-CF2-NR2-100 to -72 ppm-CF2-O-95 to -77 ppm-CF2Hal-80 to -45 ppm-CH2F-240 to -205 ppm-CHF-230 to -200 ppm-CF=CF2-200 to -145 ppm-CF(CF3)2-197 to -177 ppmAr -F-200 to -120 ppmCHF=CR2-190 to -105 ppm-CHFHal-160 to -140 ppm-COF15 to 30 ppm第64页/共71页 C=100-150（成对出现）（成对出现）端端碳碳 =CH2 110；邻碳上取代基增多；邻碳上取代基增多 C越大：越大：C CCCH2CCH2CH3CH3CH3H3CCCH2CHCH3CH3CH3CH3H3C2 5 .43 0 .45 2 .22 4 .72 9 .95 3 .51 4 3 .71 1 4 .4