核磁共振谱-现代分析方法.
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核磁共振谱法( Nuclear(Magnetic(Resonance(Spectroscopy,NMR)是一种常用的分析技术,用于确定物质的分子结构和化学环境。
它利用核自旋的量子态之间的能级差异,以及核自旋与外加磁场之间的相互作用,来获得物质的结构和信息。
核磁共振谱法主要用于有机化合物和生物大分子的分析,如有机化合物的结构确定、化学反应的监测以及生物大分子的结构研究等。
下面是关于核磁共振谱法的详细分析:1.(核磁共振现象:核磁共振现象是指物质中具有核自旋的原子在外加磁场作用下,能量级的分裂和跃迁现象。
在外加磁场下,具有核自旋的原子核会分裂成多个能级,其能级差与外加磁场的强度成正比。
2.(化学位移(Chemical(shift):核磁共振谱法中的一个重要参数是化学位移,用来描述不同原子核在磁场中的化学环境。
化学位移通常用δ值表示,以标准物质( 如TMS,甲基硅烷)作为参考物质,其化学位移被定义为0。
3.(峰的积分关系:核磁共振谱中的峰通常对应于不同的核。
峰的积分面积与相应核的数量成正比,可以用来确定化合物中不同核的相对数量关系。
4.(倍频峰 Multiplet):对于具有多个等效核的化合物,峰展宽并分裂成多个子峰,称为倍频峰。
倍频峰的分裂模式与化合物中其他核之间的相互作用有关,可以提供化合物内部结构的信息。
5.(耦合常数 Coupling(constant):耦合常数用于描述倍频峰的分裂情况,表示分裂峰之间的距离。
它提供了有关邻近核之间的相互作用强度和距离的信息,用于推断化合物的结构。
6.(异常峰:在核磁共振谱中,有时会观察到异常峰,它们来自于特殊的核环境或结构。
异常峰可以提供有关物质中特殊官能团的存在和位置的信息。
通过分析核磁共振谱,可以确定物质的分子结构、官能团、取代基、化学环境等信息,从而帮助化学家和生物学家深入研究物质的性质和反应过程。
现代分析方法和技术在药物分析中的应用摘要:在目前阶段,现代分析技术变得更加科学化、高效化,其在药物分析中的作用也越来越大,可以更好地帮助药物分析过程更加高效、实时以及快捷。
药品的鉴别和检测是关系到国家医药卫生事业发展和药品使用安全性的一个关键问题。
伴随着现代分析技术的持续发展,它不仅为医药分析技术的迅速发展奠定了基础,而且在药物的临床研究和中药成分的分析方面也发挥了很大的作用。
关键词:分析技术;药物分析;应用1色谱技术在药物分析中的研究与应用1.1高效液相色谱法(HPLC)在药物的研究中,HPLC是最为常用的一种,它的功能是对药物进行检测和分离。
主要内容包括:原辅料、药材、不同类型的制剂、中成药等。
其分析流程是:高压输液泵将流动相以稳定的流速(或压力)输送至分析体系,在色谱柱之前通过进样器将被测样品导入,流动相将样品依次带入预柱、色谱柱,在色谱柱中,被测样品分子与固定相分子之间相互作用,发生吸附、解吸附等过程,使得不同的物质在色谱柱中的移动速度不同,从而得到分离,并依次随流动相流至检测器,转化为可供检测的信号,送至工作站记录、处理和保存,完成定性定量分析。
在对现有药品进行检验时,采用《国家药典》规定的常规检验方法;在新药开发过程中,需要通过改变各种色谱条件,摸索分析方法,以获得最佳的分离效果。
1.2超高效液相色谱法(UPLC)UPLC是在HPLC的基础上开发出来的一种用于对热不稳定性、极性和大分子物质进行分离和分析的新方法。
超高效液相色谱柱的特征在于降低了柱子填充粒子的尺寸,并基于柱子的高效性,实现了高精度的高分离性和快速的分析。
特别是在对注射剂中的酸醛和醛进行分析和测量的时候,只需要一次进样,就能对两个数据进行分析。
并能确保在分析过程中,各成分都能有较好的分析效果,其特征是:分离度高,敏感性高,分析时间短,重复性好。
1.3气相色谱法(GC)GC和HPLC在于多方面有相似之处。
工作原理是:试样气体由载气携带进入色谱柱,与填料之间发生相互作用,这种相互作用大小的差异使各组分互相分离而按先后次序从色谱柱流出,转变为电信号,进行鉴定和测量。
核磁共振波谱法在现实中的应用核磁共振(NMR)波谱法是一种强大的分析工具,广泛应用于各个科学领域。
以下是一些现实应用中的例子:1.化学结构分析核磁共振波谱法在化学结构分析中发挥着重要作用。
它可以提供关于分子中氢、碳、磷、硫等元素的详细信息。
通过分析化学位移、耦合常数和积分曲线等参数,可以推断出化合物的类型、结构以及取代基的位置和类型。
这对于化合物的鉴定和质量控制具有重要意义。
2.能源研究在能源领域,核磁共振波谱法被广泛应用于石油、天然气和煤炭等化石燃料的勘探和开发。
它可以帮助研究人员了解地下岩层中有机质的类型和含量,预测石油和天然气的形成潜力。
此外,核磁共振波谱法还可以用于研究太阳能电池、燃料电池等新能源的效率和性能。
3.环境科学核磁共振波谱法在环境科学领域的应用日益增多。
它可用于研究土壤、沉积物和水体中有机污染物的种类和分布。
通过核磁共振波谱法,可以获取污染物的三维结构信息,从而了解其对环境和生态的影响。
此外,核磁共振波谱法还可用于研究气候变化和环境修复等问题。
4.生物学和医学核磁共振波谱法在生物学和医学领域的应用也十分广泛。
例如,在神经科学中,核磁共振波谱法可用于研究大脑中的化学物质代谢过程。
在医学诊断中,核磁共振成像(MRI)已成为一种重要的非侵入性诊断工具,可以提供高分辨率的图像,帮助医生准确诊断病情。
此外,核磁共振波谱法还可用于药物开发和疾病治疗等方面的研究。
5.材料科学在材料科学领域,核磁共振波谱法可用于研究聚合物的结构和性能。
通过分析聚合物的化学位移和耦合常数,可以了解其分子链结构和化学键的稳定性。
此外,核磁共振波谱法还可用于研究金属合金、陶瓷等材料的结构和性能。
这些信息对于材料设计和优化具有重要意义。
6.农业和食品科学在农业和食品科学领域,核磁共振波谱法被广泛应用于作物病虫害诊断、土壤养分状况监测以及食品品质和安全性的检测。
通过核磁共振波谱法,可以了解作物的生长状况、病虫害的类型和程度,以及食品中的营养成分和有害物质含量。
材料现代分析测试方法材料的现代分析测试方法是为了研究材料的组成、结构、性质以及相应的测试手段。
通过分析测试方法,我们可以深入了解材料的特点,进而为材料的研发、优化和应用提供有效的数据支持。
下面将介绍几种常用的材料现代分析测试方法。
一、质谱分析法质谱分析法是一种通过测量样品中不同质荷比(m/z)的离子的相对丰度来确定样品组成和结构的分析方法。
质谱分析法适用于分析有机物和无机物。
其优点是能快速分析出物质组成,提供准确的质量数据,对于结构复杂的样品仍能有效分析。
二、核磁共振(NMR)谱学核磁共振谱学是一种通过测量样品中核自旋与磁场相互作用的现象来分析样品结构和组成的方法。
不同核的共振频率和强度可以提供关于样品分子结构和组成的信息。
核磁共振谱学适用于有机物和无机物的分析。
由于从核磁共振谱图中可以获得丰富的结构信息,所以核磁共振谱学被广泛应用于有机化学、药物研发和材料科学等领域。
三、红外光谱学红外光谱学是一种通过测量样品对不同波长的红外辐射的吸收情况来分析样品结构和组成的方法。
不同官能团在红外区域会有特定的吸收峰位,因此红外光谱能提供有关样品中化学键和官能团的信息。
红外光谱学适用于有机物和无机物的分析。
它具有非破坏性、快速、易于操作等特点,在化学、生物和材料科学领域得到了广泛应用。
四、X射线衍射(XRD)X射线衍射是一种通过测量样品对入射X射线的衍射现象来研究样品结构和晶体结构的方法。
不同物质的晶格结构具有不同的衍射图样,通过分析衍射图样可以获得样品的晶体结构信息。
X射线衍射适用于分析有晶体结构的材料,如金属、陶瓷、单晶等。
它能提供关于晶体结构、晶粒尺寸和应力等信息,被广泛应用于材料科学、地质学和能源领域。
五、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)扫描电子显微镜和透射电子显微镜是一种通过聚焦电子束对材料进行观察和分析的方法。
扫描电子显微镜主要用于获得材料的表面形貌、颗粒分布和成分分析。
透射电子显微镜则能提供材料的内部结构和界面微观结构的信息。
分析核磁共振波谱技术发展趋势核磁共振波谱技术(NMR)是一种通过使用核磁共振现象来研究物质分子结构、动力学和相互作用的技术。
自从核磁共振技术首次发现以来,它已经在化学、生物化学、医学和材料科学等领域取得了广泛的应用。
随着科学技术的进步和创新,核磁共振波谱技术也在不断发展和演变。
本文将对核磁共振波谱技术的发展趋势进行分析。
首先,随着技术的不断进步,核磁共振仪器的分辨率不断提高。
分辨率是评估核磁共振波谱仪器性能的重要指标,它决定了我们能够分辨出的信号数量和精确度。
通过改进仪器设计、优化信号采集和处理算法,可以显著提高核磁共振仪器的分辨率。
高分辨率的核磁共振波谱技术将有助于更准确地确定化合物结构和分析样品的成分。
其次,核磁共振波谱技术在生物医学领域的应用得到了迅速发展。
核磁共振成像(MRI)是医学诊断中常用的无创检测方法之一,它可以提供人体组织的高分辨率图像。
随着技术的进步,MRI不仅可以检测和诊断疾病,还可以用于研究人体器官的功能和代谢过程。
此外,核磁共振波谱技术还可以应用于药物研发和疾病研究,帮助科学家了解药物在人体内的代谢和相互作用机制。
第三,核磁共振波谱技术在无机化学和材料科学中的应用也在不断拓展。
核磁共振波谱技术可以用于研究材料的晶体结构、晶格动力学和电子结构。
通过核磁共振波谱技术,可以准确测量材料的宏观和微观性质,如磁性行为、自旋流体动态等。
此外,核磁共振波谱技术还可以用于检测和分析材料中的杂质和缺陷,提供分析材料结构的有力工具。
第四,现代核磁共振波谱技术在催化和化学反应动力学研究中的应用也越来越重要。
核磁共振波谱技术可以用于研究催化剂的活性和稳定性,以及催化反应中的中间体和过渡态。
通过核磁共振波谱技术,可以实时监测反应物和产物浓度的变化,分析反应路径和速率常数。
这些信息对于开发高效的催化剂和优化化学反应过程具有重要意义。
综上所述,核磁共振波谱技术在不同领域的应用前景广阔。
随着技术的不断进步和创新,核磁共振仪器的分辨率将不断提高,生物医学、材料科学和化学反应动力学等领域的研究将获得更精确和深入的结果。
核磁共振谱图的原理及应用1. 核磁共振谱图的原理核磁共振谱图是利用核磁共振现象来获得化学物质的结构和性质信息的一种分析方法。
核磁共振是指在一定磁场中,物质中的原子核在外加射频磁场的作用下发生能级跃迁,并通过吸收或发射电磁辐射的方式传递能量。
核磁共振谱图通过记录被吸收或发射的辐射能量的频率分布来研究物质的化学结构。
1.1 原子核的磁性原子核拥有自旋角动量和磁矩,因此可以在外加磁场中产生能级分裂以及吸收或发射电磁辐射的现象。
原子核的磁矩是由其自旋角动量引起的,不同原子核的自旋角动量不同,因此其核磁共振谱图在不同化合物中表现出不同的峰。
1.2 化学位移和耦合常数核磁共振谱图中的峰的位置被称为化学位移,是由于不同原子核所在化学环境的不同而产生的。
不同原子核所在的化学环境不同,会对外加磁场的影响产生差异,导致吸收或发射的辐射频率不同。
另外,在核磁共振谱图中,有些峰会出现分裂,这是由于不同原子核之间的相互作用产生的,称为耦合常数。
1.3 脉冲序列和谱图生成核磁共振谱图的生成过程主要分为三个步骤:激发、信号增强和谱线测量。
首先,通过射频脉冲激发待研究化合物中的核磁共振现象;然后,利用信号增强技术将弱信号放大至可检测范围;最后,测量并记录谱线,生成核磁共振谱图。
2. 核磁共振谱图的应用核磁共振谱图在许多领域中都有广泛的应用,以下列举一些常见的应用:2.1 化学分析核磁共振谱图可以用于分析、鉴定和定量化学物质。
通过观察核磁共振谱图中峰的位置和强度,可以确定化合物的结构和成分,识别未知化合物,并进行定量分析。
2.2 药物研发核磁共振谱图在药物研发过程中起着重要的作用。
通过核磁共振谱图可以确定不同化合物的结构和相对含量,评估药物的纯度以及监测药物在体内的代谢过程,从而指导新药的设计和优化过程。
2.3 体内成像核磁共振成像(MRI)是一种基于核磁共振原理的无创体内成像技术。
通过对人体或动物体内的核磁共振信号的接收和分析,可以生成具有高分辨率的体内图像,用于医学诊断和疾病监测。
核磁共振光谱技术和分析方法核磁共振光谱技术是一种基于核磁共振现象的分析技术。
它是一种非常重要的分析方法,被广泛应用于化学、生物、医药等领域。
在化学领域,核磁共振光谱技术被用来研究分子结构和动力学等方面,而在药物研发领域,它则被用来确定药物分子的结构、代谢方式和药效等方面。
核磁共振光谱技术是通过检测物质中的原子核的共振信号来分析物质的性质。
这种技术利用了原子核自旋和磁矩之间的相互作用,并且利用外加磁场和一些调制场来激发和检测这些原子核的共振信号。
不同元素的原子核具有不同的共振频率,利用这个原理,可以对样品进行非常精确的定量分析。
核磁共振光谱技术的分析方法多种多样。
常见的有质子核磁共振光谱、碳核磁共振光谱、氮核磁共振光谱等。
其中最常用的是质子核磁共振光谱。
质子核磁共振光谱可以用来确定有机化合物的结构和构象,同时也可以用来表征溶液中的化合物的性质。
碳核磁共振光谱则可以用来检测和分析含有碳原子的化合物。
氮核磁共振光谱则可以用来检测和分析含有氮原子的化合物。
在核磁共振光谱技术的分析过程中,样品制备和处理非常重要。
不同样品对样品的制备要求也不同。
在质子核磁共振光谱中,常用的溶剂是二氯甲烷和双氯芬酸钾等。
在样品制备过程中,需要注意去除杂质和保持样品的纯净度等问题。
同时还需要控制样品的浓度和 pH 值等条件,以保证实验结果的准确性。
除了样品制备和处理外,核磁共振光谱技术的分析过程还需要用到各种工具和软件。
其中最常见的是核磁共振光谱解析软件。
这种软件可以帮助我们对实验数据进行分析和解读,从而提高实验结果的准确性和可靠性。
总的来说,核磁共振光谱技术是一种非常重要的分析技术,它可以用来研究分子结构和动力学等方面,同时也可以用来确定药物分子的结构、代谢方式和药效等方面。
在核磁共振光谱技术的实验过程中,样品的制备和处理非常重要,同时还需要用到各种工具和软件。
通过不断地改进和创新,核磁共振光谱技术在化学、生物、医药等领域的应用前景也将变得越来越广阔。
2. I=1 或 I >0的原子核I=1 :2H,14NI=3/2:11B,35Cl,79Br,81BrI=5/2:17O,127I原子核的核电荷分布可看作一个椭圆体,电荷分布不均匀,共振吸收复杂,研究应用较少;3. I=1/2的原子核1H,13C,19F,31P原子核可看作核电荷均匀分布的球体,并象陀螺一样自旋,有磁矩产生,是核磁共振研究的主要对象,C,H也是有机化合物的主要组成元素。
2. 自旋核在磁场中的行为:按照量子力学理论,自旋核在外加磁场中的自旋取向数满足:自旋取向数= 2I+1以1H核为例,在外加磁场作用下,有两个自旋取向,其中一个取向磁矩与外加磁场B0一致;另一取向相反。
图1 H核在磁场中的行为图2 能级裂分与外加磁场强度的关系在上图中,当自旋取向与外加磁场一致时(m =+1/2),氢核处于一种低能级状态(E=-μB0);相反时(m=-1/2),氢核处于一种高能级状态(E=+μB0)两种取向间的能级差,可用ΔE来表示:ΔE = E2-E1 =+μB0-(-μB0) = 2μB0式中:μ为氢核磁矩;B0为外加磁场强度上式表明:氢核由低能级E1向高能级E2跃迁时需要的能量ΔE与外加磁场强度B0及氢核磁矩μ成正比。
按照经典力学理论,当原子核的核磁矩处于外加磁场B0中,由于核自身的旋转,而外加磁场又力求它取向于磁场方向,在这两种力的作用下,核会在自旋的同时绕外磁场的方向进行回旋,这种运动称为Larmor进动。
进动时的频率、自旋质点的角速度与外加磁场的关系可用Larmor方程表示:ω = 2 π v = γ B0v = γ / 2π B0式中:ω—角速度;v —进动频率(回旋频率);γ—旋磁比(特征性常数)。
当外加电磁波的频率与核的回旋频率ν相等时,电磁波的能量就会被吸收,核的自旋取向就会由低能态跃迁到高能态,即发生核磁共振。
此时E射=ΔE,所以发生核磁共振的条件是: hγ E hv hv B0回射 2 γB0 或 v射 v回23.核磁共振的产生:共振条件:(1)核有自旋(磁性核)(2)施加外磁场,能级裂分(3)照射频率与外磁场的比值v0 / H0 = γ / (2π )讨论:共振条件:v0 = γH0 / (2π)(1)对于同一种核,磁旋比γ为定值, H0变,射频频率v变。
(2)不同原子核,磁旋比γ不同,产生共振的条件不同,需要的磁场强度H0和射频频率v不同。
(3)固定H0 ,改变v(扫频),不同原子核在不同频率处发生共振(图);也可固定v,改变H0 (扫场)。
扫场方式应用较多。
例:氢核(1H): 1.409 T 共振频率 60 MHz2.305 T 共振频率 100 MHz磁场强度H0的单位:1高斯(GS)=10-4 T(特拉斯)4.化学位移产生:理想化的、裸露的氢核,满足共振条件:v0 = γH0 / (2π)产生单一的吸收峰;实际上,氢核受周围不断运动着的电子影响。
在外磁场作用下,运动着的电子产生相对于外磁场方向相反的感应磁场,使氢核实际受到的外磁场作用减小,叫屏蔽作用:H =(1- )H0:屏蔽常数。
越大,屏蔽效应越大。
由于屏蔽作用的存在,氢核产生共振需要更大的外磁场强度(相对于裸露的氢核),来抵消屏蔽影响。
v共振 1- )B0 2v 2 v共振固定,B0 共振(1- )在有机化合物中,各种氢核周围的电子云密度不同(结构中不同位置),共振频率有差异,即引起共振吸收峰的位移,从而实现有机结构分析。
表示方法:定义化学位移为表示不同环境的质子在不同磁场强度共振吸收的位置的量。
选择标准物:四甲基硅烷 Si(CH3)4 (TMS)(内标)规定其 TMS=0其他种类氢核大部分位移为1~12之间。
小,屏蔽强,共振需要的磁场强度大,在高场出现;大,屏蔽弱,共振需要的磁场强度小,在低场出现;对于固定磁场改变射频的扫频式仪器,化学位移常用位移常数表示;标振荡器频率( 样 标)6 6 10 10对于固定射频频率改变外磁场强度的扫场式仪器,化学位移为:B样 B标 6 B标 10三.核磁共振谱有两大类:高分辨核磁共振谱仪和宽谱线核磁共振谱仪。
高分辨核磁共振谱仪只能测液体样品,谱线宽度可小于1赫,主要用于有机分析。
宽谱线核磁共振谱仪可直接测量固体样品,谱线宽度达10赫,在物理学领域用得较多。
高分辨核磁共振谱仪使用普遍,通常所说的核磁共振谱仪即指高分辨谱仪。
按谱仪的工作方式可分连续波核磁共振谱仪(普通谱仪)和傅里叶变换核磁共振谱仪。
连续波核磁共振谱仪是改变磁场或频率记谱,按这种方式测谱,对同位素丰度低的核,如C等,必须多次累加才能获得可观察的信号,很费时间。
傅里叶变换核磁共振谱仪,用一定宽度的强而短的射频脉冲辐射样品,样品中所有被观察的核同时被激发,并产生一响应函数,它经计算机进行傅里叶变换,仍得到普通的核磁共振谱。
傅里叶变换仪每发射脉冲一次即相当于连续波的一次测量,因而测量时间大大缩短。
1.核磁共振氢谱核磁共振氢谱(1H NMR),也称为质子磁共振谱(proton magnetic resonance,pmr),是发展最早,研究得最多,应用最为广泛的核磁共振波谱。
在较长一段时间里核磁共振氢谱几乎是核磁共振谱的代名词。
原因:一、质子的旋磁比γ 较大,天然丰度接近 100%,核磁共振测定的绝对灵敏度是所有磁核中最大的。
在 PFT NMR 出现之前,天然丰度低的同位素,如13C 等的测定很困难。
11二、H 是有机化合物中最常见的同位素,H NMR 谱是有机物结构解析中最有用的核磁共振谱之一。
氢化学位移化学位移值能反映质子的类型以及所处的化学环境,与分子结构密切相关-(TMS)=0 (TMS)=10 =10影响化学位移的因素:= d + p + a + sH核外只有s电子,故 d 起主要作用, a 和 s对 也有一定的作用。
各向异性效应化合物中非球形对称的电子云,如π电子系统,对邻近质子会附加一个各向异性的磁场,即这个附加磁场在某些区域与外磁场 B0的方向相反,使外磁场强度减弱,起抗磁性屏蔽作用,而在另外一些区域与外磁场 B0方向相同,对外磁场起增强作用,产生顺磁性屏蔽的作用。
通常抗磁性屏蔽作用简称为屏蔽作用,产生屏蔽作用的区域用“ + ”表示,顺磁性屏蔽作用也称作去屏蔽作用,去屏蔽作用的区域用“ -”表示。
1H NMR 谱图解析步骤:(1)根据分子式计算化合物的不饱和度 f。
(2)测量积分曲线的高度,进而确定各峰组对应的质子数目。
(3)根据每一个峰组的化学位移值、质子数目以及峰组裂分的情况推测出对应的结构单元。
(4)计算剩余的结构单元和不饱和度。
(5)将结构单元组合成可能的结构式。
(6)对所有可能结构进行指认,排除不合理的结构。
(7)如果依然不能得出明确的结论,则需借助于其他波谱分析方法,如紫外或红外光谱,质谱以及核磁共振碳谱等。
2.核磁共振碳谱在C的同位素中,只有13C有自旋现象,存在核磁共振吸收,其自旋量子数I=1/2。
13C NMR的原理与1H NMR一样。
由于 c= H /4,且13C的天然丰度只有1.1%,因此13C核的测定灵敏度很低,大约是H核的1/6000,测定困难。
必须采用一些提高灵敏度的方法:(1) 提高仪器灵敏度;(2) 提高仪器外加磁场强度和射频场功率;(3) 增大样品浓度;(4) 采用双共振技术,利用NOE效应增强信号强度;(5) 多次扫描累加,这是最常用的方法。
13C NMR测定方法1、碳谱中的偶合问题碳谱中,碳与氢核的偶合相当严重。
且偶合规则与氢谱相同,使得若不使用特殊技术,碳谱很复杂,很难解析。
2、13C NMR测定方法(1)质子宽带去偶,又称质子噪音去偶制作方法:在扫描时,同时用一强的去偶射频对可使全部质子共振的射频区进行照射,使全部质子饱和,从而消除碳核和氢核间的偶合,得到简化的谱图。
(2)质子选择去偶该方法类似于氢谱的自旋去偶法。
且有NOE效应存在。
C2 C3 2 C4 3 4 芳烃质子被去偶C1甲苯的质子选择去偶(低场部分)(3)偏共振去偶制作方法:与质子宽带去偶相似,只是此时使用的干扰射频使各种质子的共振频率偏离,使碳上质子在一定程度上去偶,偶合常数变小(剩余偶合常数)。
峰的分裂数目不变,但裂距变小,谱图得到简化,但又保留了碳氢偶合信息。
C原子的化学位移碳谱中各类碳的化学位移相差较大,其值主要受杂化状态和化学环境的影响,且和其连接的质子的化学位移有很好的一致性。
一、饱和碳(1) δc在 -2.1~43ppm 之间;(2) 每有一个α-H 或β-H 被甲基取代,碳的化学位移增加大约 9,称α或β效应;(3) 每一个 -H 被取代,碳化学位移减小约 2.5;(4) 电负性较大的基团,通常使碳的化学位移加大。
核磁共振氢谱在综合光谱解析中的作用核磁共振氢谱(1H—NMR) 在综合光谱解析中主要提供化合物中所含三方面的结构信息:⒈质子的类型:说明化合物具有哪些种类的含氢官能团。
⒉氢分布:说明各种类型氢的数目。
⒊核间关系:氢核间的偶合关系与氢核所处的化学环境指核间关系可提供化合物的二级结构信息,如连结方式、位置、距离;结构异构与立体异构(几何异构、光学异构、构象等)。
核磁共振碳谱在综合光谱解析中的作用核磁共振碳谱(13C—NMR)碳谱与氢谱类似,也可提供化合物中1.碳核的类型2.碳分布3.核间关系三方面结构信息主要提供化合物的碳“骨架”信息。
碳谱的各条谱线一般都有它的惟一性,能够迅速、正确地否定所拟定的错误结构式。
碳谱对立体异构体比较灵敏,能给出细微结构信息。
在碳谱中:质子噪音去偶或称全去偶谱(proton noise deeoupling或proton complete deeoupling,缩写COM,其作用是完全除去氢核干扰)可提供各类碳核的准确化学位移。
偏共振谱(off resonance de-coupling,OFR,部分除去氢干扰)可提供碳的类型。
因为C与相连的H偶合也服从n+1律,由峰分裂数,可以确定是甲基、亚甲基、次甲基或季碳。
例如在偏共振碳谱中CH3、CH2、CH与季碳分别为四重峰(q)、三重峰(t)、二重峰(d)及单峰(s)。
碳谱与氢谱可互相补充氢谱不能测定不含氢的官能团,如羰基、氰基等;对于含碳较多的有机物,如甾体化合物、萜类化合物等,常因烷氢的化学环境类似,而无法区别,是氢谱的弱点。
碳谱弥补了氢谱的不足,碳谱不但可给出各种含碳官能团的信息,且光谱简单易辨认,对于含碳较多的有机物,有很高的分辨率。
当有机物的分子量小于500时,几乎可分辨每一个碳核,能给出丰富的碳骨架信息。
普通碳谱(COM谱)的峰高,常不与碳数成比例是其缺点,而氢谱峰面积的积分高度与氢数成比例,因此二者可互为补充。