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核磁共振碳谱 13C NMR Spectra 13C NMR谱 特点：1）灵敏度低 相对灵敏度为1H的1/64，结合13C的丰度考虑，其灵敏度约为1H的1/6000 2）分辨率高 13C谱的分辨能力约为1H谱的20倍。 1H NMR谱中广泛存在自旋-自旋偶合，使谱图复杂；而13C谱中碳自身的自旋-自旋偶合几乎观察不到，虽然和质子有偶合存在，却易于控制（去偶） 3）能给出不连氢碳的吸收峰 4）不能用积分线高度来计算碳的数目 13C NMR谱提供的基本信息 1）共振信号的数目 2）化学位移 3）积分值——通常不可用 4）信号形状——不可用 5）偶合裂分——通常不可用 1）共振信号的数目 表明分子中不同类型碳的数量 碳谱的共振频率范围较宽，发生信号重叠的可能性较氢谱要小很多。若分子中存在对称性会有信号重叠。 2）化学位移 13C 化学位移的基本范围从 0 ~ 220 ppm SP3杂化碳在高场， SP2杂化碳在低场， SP杂化碳介于这二者之间。 4）偶合裂分 同样符合2nI+1规律。 1JCH =120~320 Hz 但13C谱通常采用去偶的方式，因而观察不到偶合裂分。 各类化合物的化学位移 饱和碳的化学位移 烯碳的化学位移 炔碳的化学位移 芳环碳和杂环碳的化学位移 羰基碳的化学位移 影响碳谱化学位移的因素 碳杂化轨道 诱导效应 共轭效应 立体效应 测定条件：溶剂，氢键的形成，温度 （c）共轭效应 小结 影响位移的因素有很多，主要考察其对电子云密度的影响。 NMR常用溶剂信号 NMR常用溶剂中水的信号 碳原子级数的测定 1）质子宽带去偶去掉13C与1H的偶合，有NOE增强，不能定量 2）偏共振去偶 符合n+1规律 3）DEPT（distortionless enhanced by polarization transfer）法 偏共振碳谱 DEPT法 该方法基于碳上连接的质子数目的不同，在不同相位的脉冲下其共振信号的强度不同来区分不同级数的碳。季碳观测不到信号，其它类型的碳其信号或正、或负、或零，取决于脉冲的角度。 这种方法能快速地确定最基本的结构单元：C，CH，CH2，CH3 不同相位下碳的信号 Problem 1 C3H4O Solvent: CDCl3 Problem 2 C13H10O Solvent: CDCl3 Shift Mult. 173.7 s 136.1 s 128.0 t 17.6 q 例6.化合物C4H6O2，根据如下13C NMR谱图确定结构。 解: 1）不饱和度 ：U=1+4-6/2=2 2） 谱峰归属：4个碳,13C谱产生4个峰,分子没有对称性. C s 136.1 C=O C s 173.7 CH2 t 128.0 CH3 q 17.6 推断 归属 偏共振多重性 d 例7.化合物C7H14O，根据如下 NMR谱图确定结构。 C 酸酐、酰卤、酰胺 酸酐羰基的化学位移与相应羧酸相比屏蔽增大~l0ppm，?C（C=O）约165~175ppm。 酰氯羰基?C（C=O）与相应羧酸相比屏蔽4~8ppm，而酰溴和酰碘分别屏蔽5和l0ppm。 酰胺羰基化学位移范围为160~175ppm，氮原子上取代基相对于羰基的构象对羰基化学位移有明显影响。 例如N-甲基甲酰胺中，两个异构体羰基化学位移差异为3.3ppm。 ?C（C=O） 163.4ppm 166.7ppm (a) 杂化状态: 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 CH3CH2CH季C 在较高场 0~50PPm SP C?CH 在中间 50~80PPM SP2 -CH=CH2 在较低场 100~150PPm C=O 在最低场 150~220PPm (b)诱导效应 有电负性取代基、杂原子以及烷基连接的碳，都能使其?C信号