第五章 碳谱 13C
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【复习回顾】1HNMR内容:学习目标:13C 核磁共振谱使用13C NMR 谱中的峰数及其化学位移来确定化合物中碳原子的类型和官能团化学位移δc13CNMR 的解析113C核磁共振谱1) 13C核磁共振谱的特点1HNMR谱13CNMR谱❶灵敏度低: 为1H的1/6000灵敏度高❷δ为0~300 ppm 0~12 ppm♦单峰,不存在13C-13C自旋偶合和裂分存在1H-1H自旋偶合和裂分,一般出现多峰❹不能用积分高度来计算碳的数目积分高度可计算氢的数目⍓给出碳骨架结构的信息氢的个数和部分碳骨架信息傅里叶变换(FT)技术(1933 –?)瑞士化学家/物理学家2) 质子宽带去偶法(Proton Broad Band Decoupling, PBBD)C H3C H2Br C H3C H2Br未去偶13CNMR 谱质子宽带去偶13CNMR谱3) DEPT谱(无畸变极化转移增强技术)正常13C谱DEPT13C谱(135°)DEPT-90°谱,只出现CH的正峰DEPT-135°谱,CH3和CH为正峰,而CH2的峰为负213C化学位移(The Chemical Shift)δc1)常见13C化学位移区域V 区域I区域II区域III区域IV2) 影响13C 化学位移的因素200150100500ppm核外电子的电子云密度小大核外电子的屏蔽作用去屏蔽屏蔽外加磁场低场高场化学位移大小❶诱导效应化合物C H 3X CH 3F CH 3Cl CH 2Cl 2CHCl 3CHBr电负性(X)4.0(F)3.1(Cl)3.1(Cl)3.1(Cl)2.8(Br)δC (ppm)8024.9527720❑δC 值随邻近原子电负性增加而增加,随电负性原子个数增加而增加伯碳<仲碳<叔碳<季碳❑ C的影响还随离离电负性的取代基的距离增大而减小碳杂化形式电负性:Csp> Csp2> Csp3推测化学位移δ: -C C H -C=O -CH=C H2C H3-实测化学位移δ: 50~100 150~220100~150 0~50共轭效应206.8 ppm 195.8 ppm 179.4 ppmδC (ppm)❑δC 值随邻近原子给电子共轭效应的增加而减小,随吸电子共轭效应的增加而增加-NO 2-CN -CF 3-H -Br -CH 3-OCH 3-NH 2取代基对亲电芳香取代中的速率和取向的影响与对芳环碳的化学位移的影响相似136δC (ppm)134132130128126124122120118取代基对邻位及对位的影响较大,对间位的影响较小δ128.5 δa 147.7 δb 116.1δa 112.5 δb 132.0δc 129.8 δd 119.0δc 129.0 δd 132.8❹氢键❑形成氢键后,使C=O中碳核电子云密度降低,其化学位移值增大313CNMR的解析1) 13CNMR和1HNMR相互补充❶1HNMR不能测定不含氢的官能团,如:羰基、氰基等;此外,烷基氢较多,化学环境类似,氢谱无法区别,这是氢谱的弱点❷13CNMR可以弥补1HNMR的不足,不仅能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也能通过DEPT谱获得烷基碳的确认。