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第4章核磁共振碳谱.ppt

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Chapter 4 核磁共振碳谱

Chapter 4 核磁共振碳谱

Chapter 4核磁共振碳谱2012-04-23曲玮popoqzh@( Carbon Nuclear Magnetic Resonance,13CNMR)WQuP11213C NMR一. 碳谱特点二. 碳谱主要参数三. 碳谱测定技术四. 各类碳的化学位移五. 碳谱在结构解析中的应用WQu13C-NMR 谱与1H-NMR的特点对比：1.化学位移范围宽13C-NMRδC0~220; 1H-NMR δH0~20 2.碳谱峰形简单全去偶13C-NMR谱(不必考虑C-C偶合)3.碳谱可给出季碳信息4.碳氢偶合常数J大C-HWQuWQu13C-NMR 谱与1H-NMR 的特点对比：5.弛豫时间对碳谱解析用处较大弛豫时间(T 1)长,不同类型碳原子弛豫时间也不同(全氢去偶碳谱中，峰的强度不能反映碳原子数量)一般T 1:CH 2<CH<CH 3<<C6.碳谱测试技术多(详见P121碳谱的测定技术)7.灵敏度低P11213C NMR一. 碳谱特点二. 碳谱主要参数三. 碳谱测定技术四. 各类碳的化学位移五. 碳谱在结构解析中的应用WQu二.碳谱主要参数影响δC的结构因素δC值受碳原子杂化的影响，其次序与δH平行。

一般情况如下：屏蔽常数δsp3>δsp>δsp21.碳原子的杂化CH3-CH3δ5.7 sp3δ<60ppmCH≡CH 71.9 sp 60~100 ppmCH2=CH2123.3 sp2100~167ppmCH2=O 197.0 sp2160~210ppmWQu二.碳谱主要参数4 共轭效应影响δC的结构因素1)羰基碳邻位引入双键(α,β-不饱和羰基化合物)或含孤对电子的杂原子(羟基,酰胺,酰氯等),形成共轭体系,屏蔽作用增大,使得羰基碳化学位移值向高场移动。

WQuWQu4 共轭效应2)取代苯环中--供电子基团&吸电子基团tips:取代基对间位碳化学位移影响不大。

核磁共振碳谱

核磁共振碳谱

化学位移规律：芳环化合物
化学位移规律：醇
烷烃中氢被OH取代后，α碳向低场位移 +△C在35-52，β碳向低场位移+△C在
5-12 ，γ碳向高场位移-△C在0-6 。
化学位移规律：羰基
羰基的化学位移值C 在160-220。
化学位移值大小顺序：酮、醛＞酸＞酯 ≈酰氯≈酰胺＞酸酐 酮羰基C 在210±5，羧基碳在160-185。
第四章 核磁共振碳谱
任强 分析化学与药物分析教研室
Contents
• 第一节 碳谱的特点 • 第二节 碳谱的主要参数
• 第三节各类碳的化学位移
第一节 碳谱的特点
13 一、 C
1H
NMR核磁共振的特点
• 碳化学位移范围宽
NMR常用δ值范围为0-10ppm。
13C
NMR常用δ值范围为0-220ppm。
随取代基电负性，化学位移值
原子电负性大小数值：
H
C
S
N
Cl
O
F
4.0
2.1 2.5 2.5 3.0
3.0 3.5
影响碳谱(13C-NMR)化学位移的结构性因素
4. 共轭效应 共轭效应使得电子在共轭体系中分布不均匀， 导致碳化学位移值向低场或向高场位移。 与双键共轭，中心碳原子 , 另一个C
CH4＜ CH3CH3＜ CH2(CH3)2 ＜ CH (CH3)3 ＜ C (CH3)4 CH3Cl＜ CH2Cl2＜ CH Cl3 ＜ CCl4
取代的烷基越大，化学位移值也越大。 RCH2C(CH3)3＞ RCH2CH(CH3)2 ＞ RCH2CH2CH3 ＞ RCH2CH3
影响碳谱化学位移的外部因素
影响碳谱(13C-NMR)化学位移的结构性因素

核磁共振碳谱和DEPT谱ppt课件

核磁共振碳谱和DEPT谱ppt课件
累加而增强。噪音被平均化而分散，信噪比随累加扫描次数n的 增大而按下式增大。 ❖ (4)增强13C NMR灵敏度的最经济、最有效的方法是PFT与去偶技术 相结合。
4
2．脉冲Fourier变换核磁共振技术
在脉冲FT—NMR装置中，采用强的脉冲照射使分子中所有的13C核同 时发生共振，生成在驰豫期内表现为指数方式衰减的正弦波信号（自由 感应衰减讯号FID），再经傅立叶变换（Fourier translation）即成为 正常的NMR信号。随着脉冲扫描次数（n）的增加及计算机的累加计算 ，13C信号将不断得到增强，噪音则越来越弱。经过成千上万次的扫描 及累加计算，最后即可得到一张峰形良好的13C-NMR谱。
氢键
使C=O中碳核电子云密度降低，dC=O值向低场 位移。如：
192
CH=O
197
CH=O
OH
5．测定条件
不同的溶剂、介质，不同的浓度以及不同的 pH 值都会引起碳谱的化学位移值的改变。
变化范围一般为几到十左右。由不同溶剂引起 的化学位移值的变化，也称为溶剂位移效应。
这通常是样品中的 H 与极性溶剂通过氢键缔 合产生去屏蔽效应的结果。 一般来说，溶剂对13C化学位移的影响比对1H 化学位 移的影响大。
5
3. 13C NMR化学位移的参照标准
由于TMS在1H NMR与13C NMR中的某些相似性（化学位移位于高场，4 个CH3化学环境不同），13C NMR化学位移的标准物也是TMS。标准物可作 为内标，直接加入到待测样品中，也可用作外标。
CS2的化学位移出现在13C NMR谱的低场区，早期文献报导的样品中，δ 值也有用CS2作为标准物的。
R
Cg
取代基处于直立键比处平伏键时δ位碳的占值小约5ppm。

NMR基本原理ppt课件

NMR基本原理ppt课件
近，有利于磁核间能量的转移，T2 仅10-4 ～ 10-5秒。
ppt课件.
33
核磁共振基本原理示意图
ppt课核磁共振只能区分不同元素 的核。 如，H0＝1.4092T时，
1H 的共振频率为60 MHz 13C 的共振频率为15.1 MHz
实际情况并非如此!!!
ppt课件.
27
FT-NMR谱仪特点： 扫描速度快，测定一张谱图只需要几秒-几十秒的时间。 不仅改善1H等天然丰度高的核种的谱图质量，而且使天
然丰度小、绝对灵敏度低的同位素核的核磁共振测定得 以实现。
ppt课件.
28
核磁共振谱示意图：
吸
信号
收
能
量 强 度
ν=
γ 2π Ho
低场
H0
高场
H
磁场强度（频率υ０）
ppt课件.
6
2003年诺贝尔生理学和医学奖 :美国科学家保罗·劳特布尔 (Paul Lauterbur)和英国科学家彼得·曼斯菲尔德(Peter Mansfield )
Peter 用核p磁pt课共件. 振成像“拍摄”的脑截面7图象
2002诺贝尔化学奖: 瑞士科学家库尔特·. 维特里希“for his development of nuclear
(2) 不同原子核,γ不同，相同磁场强度H0，共振频率不同。
如：H0 = 2.35T, 1H 100MHz, 13C 25 MHz
(3) 实现NMR有两种方式：
A. 固定H0 ，逐渐改变照射体系的频率——扫频法
B. 固定照射频率，逐渐改变磁场强度——扫场法
ppt课件.
22
ν=
γ 2π Ho
几种常见核磁共振谱图：
核磁共振氢谱：1H NMR

有机波谱分析课件 四 核磁共振碳谱(含习题)

有机波谱分析课件 四 核磁共振碳谱(含习题)

顺磁离子效应
顺磁物质对碳谱谱线的位移和线宽有强烈的影响。一些位移试剂 如镧系元素铕（Eu）、镨（Pr）、钇（Yb）等的盐类，包括氯化 物、硝酸盐、过氯酸盐等，以及它们的 -二酮的络合物，也都可 以作为13C 的位移试剂，使碳谱谱线产生位移。
烯烃及取代烯烃的化学位移
C 100~150 ppm 对于取代烯烃： (>C=)> (-HC=)> (H2C=)
核磁共振碳谱特点
弛豫时间长。13C 的弛豫时间比1H 慢得多，有的化合物中的一些碳原子的 弛豫时间长达几分钟，这使得测定 T1、T2等比较方便。另外，不同种类的 碳原子弛豫时间也相差较大，这样，可以通过测定弛豫时间来得到更多的 结构信息。
共振方法多。13C NMR 除质子噪声去耦谱外，还有多种其它的共振方法， 可获得不同的信息。如偏共振去耦谱，可获得13C-1H 耦合信息；门控去耦 谱，可获得定量信息等。因此，碳谱比氢谱的信息更丰富，解析结论更清 楚。
诱导效应
苯环取代因有共轭系统的电子环流，取代基对邻位及 对位的影响较大，对间位的影响较小。芳环上有杂原 子时，取代效应也和饱和环不同。
空间效应
13C化学位移还易受分子内几何因素的影响。相隔几个键的碳由于空间上的 接近可能产生强烈的相互影响。通常的解释是空间上接近的碳上 H 之间 的斥力作用使相连碳上的电子密度有所增加，从而增大屏蔽效应，化学位 移则移向高场。如甲基环己烷上直立的甲基 C（7）和环己烷 C（3）和 C （5）的化学位移比平伏键甲基位向的构象异构体的化学位移各向高场移 4 和 6 ppm左右。
图谱简单。虽然碳原子与氢原子之间的耦合常数较大，但由于它们的共振 频率相差很大，所以-CH-、-CH2-、-CH3等都构成简单的 AX、AX2、AX3体系 。因此即使是不去耦的碳谱，也可用一级谱解析，比氢谱简单。

第4章 核磁共振碳谱 PPT课件

第4章 核磁共振碳谱 PPT课件

碘原子越多，作用越大，化学位移越小。如： CH2I2、 CHI3、 CI4的化学位移分别为 -54和 第 3 -140和-292.5。 章 核 • 原因：高原子序数的原子核外电子云密度大， 导致碳原子核外电子云密度同样增大，信号移 磁 共 向高场区。
振
2i 波 谱 分 析 第 3 章 核 磁 共 振
一、质子噪声去耦 二、偏共振去耦 三、质子选择去耦 四、门控去耦及反转 门控去耦 五、APT、INEPT、 DEPT谱
2018/11/7
一、噪音去偶谱(proton noise decoupling spectrum
wei 波 谱 分 析 第 3 章 核 磁 共 振
又叫全氢去偶(简称COM)或,13C(1H)宽带 去偶(简称BBD)。采用的脉冲系列如图3-72所 示，即在读取13C的FID信号期间，用覆盖所有
• 碳原子的化学位移杂化大小顺序与氢谱 中的顺序一致： • sp2﹥sp ﹥ sp3 • sp3 :甲基﹤亚甲基﹤次甲基﹤季碳 0--60 • sp2 ：烯基碳和芳香碳：100—167 • sp2 ：羰基：160—220 • sp ：炔基碳：60—90
2018/11/7
2、碳核周围的电子云密度
wei 波 • 碳的化学位移与碳核周围的电子云密度有关。 谱 • 碳核周围的电子云密度越大，屏蔽效应越强， 分 信号移向高场，化学位移越小；碳核周围的电 析
2018/11/7
电负性 4.0
3.1
2.8 2.5 2.1
17
取代基的诱导效应可沿碳链延伸，α碳原子
wei 波 谱 分 析
第 三 章 核 磁 共 振 氢 谱
上的氢位移较明显，β碳原子上的氢有一定位移
，γ位以后则不明显。
CH3 —

第四章 核磁共振碳谱


3） 立体效应 ） 4） 其它影响 ）
溶剂、氢键、温度等。 溶剂、氢键、温度等。
4、 各类碳的化学位移范围（图4.13 ，书143页） 、 各类碳的化学位移范围（ 页
四、13C的化学位移的经验计算 的化学位移的经验计算 1. Sp3杂化碳的化学位移及经验计算 杂化碳的化学位移及经验计算 2. Sp2, sp1 杂化碳的化学位移及经验计算 五、
13C偶合及偶合常数 偶合及偶合常数
偶合的13CNMR谱图与１ＨNMR相似，出现谱图的 相似， 谱图与 相似 多重性， 多重性，裂分峰的数目由偶合核的自自旋量子数 和核的数目决定。 和核的数目决定。
谱的解析： 六、 13C NMR谱的解析： 谱的解析 １. 一般程序： 一般程序：
1）计算不饱和度。 ）计算不饱和度。 2）识别谱图排除干扰峰（试剂峰、杂质峰）。 ）识别谱图排除干扰峰（试剂峰、杂质峰）。 3）分析碳的杂化类型，与不饱和度相符合。 ）分析碳的杂化类型，与不饱和度相符合。 4）用偏共振去偶谱分析与每种化学环境不同的碳直接相连的 ） 氢原子的数目，识别伯、 季碳，结合δ值推导出 氢原子的数目，识别伯、仲、叔、季碳，结合 值推导出 可能的基团及与其相连的可能基团。 可能的基团及与其相连的可能基团。 5）综合以上分析，推导可能结构，进行必要的经验计算进一 ）综合以上分析，推导可能结构， 步验证结构。 步验证结构。 6）化合物结构复杂时，需结合其它谱图进行解析，必要时还 ）化合物结构复杂时，需结合其它谱图进行解析， 可查阅标准谱。 可查阅标准谱。
δ值范围为 值范围为0-220ppm, 1HNMR的常用 值范围为 的常用δ值范围为 值范围为 的常用 值范围为0-10ppm.
2. 给出不与氢相连的碳的共振吸收峰， 给出不与氢相连的碳的共振吸收峰，

碳谱PPT


吸电去屏蔽
供电屏蔽
羧基富电子态，C=C吸电去屏蔽
4.3 各类碳核的化学位移
三、羰基化合物—酰胺和内酰胺(富电子态)
4.4 自旋偶合与偶合常数
4.4 自旋偶合与偶合常数
一、13C-1H的直接偶合 1JCH的影响因素---②诱导效应
4.4 自旋偶合与偶合常数
一、13C-1H的直接偶合
¾ 13C与1H（I=1/2）之间的偶合引起峰的裂分， 符合2nI+1=2n× (1/2) +1=n+1规律。
4.3 各类碳核的化学位移
三、羰基化合物—羧酸酯和内酯(富电子态)
羧基富电子态，C=C吸电去屏蔽5-6ppm 羧基富电子态，烷基去屏蔽约11ppm
4.3 各类碳核的化学位移
三、羰基化合物—羧酸酯和内酯(富电子态)
4.3 各类碳核的化学位移
三、羰基化合物—酰胺和内酰胺(富电子态)
值小 羧基富电子态，δ C=O
二、不饱和烃：芳香化合物—取代规律
4.3 各类碳核的化学位移
二、不饱和烃：芳香化合物—取代规律
4.3 各类碳核的化学位移
二、不饱和烃：芳香化合物—芳杂环
4.3 各类碳核的化学位移
三、羰基化合物
4.3 各类碳核的化学位移
三、羰基化合物
醛、酮羰基碳在低场200ppm左右； 各类羰基化合物δC=O由低场到高场的顺序为：
¾ -CH3（q）; >CH2-（t）; > CH（d）; 季碳>C<和羰基碳C=O（s）。
¾ 1JC-H=120-300Hz；
4.4 自旋偶合与偶合常数
二、13C-1H偶合—实例
香草醛
4.4 自旋偶合与偶合常数
二、13C-1H偶合—实例

第4章核磁共振碳谱

常规宽带质子去偶13C谱
4.3 13C的化学位移及影响因素
13C的化学位移是13CNMR的频率及化学位移
计算如下
vC ＝
γC 2π
B0 (1-)
δC ＝
v样 - v标 v标
×106 (ppm )
(屏蔽常数）值越大，屏蔽作用越强，δC位于高场端。 以TMS为内标物质。规定TMS的13C的δC为零，位于其左侧
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。
2、分辨能力高
13CNMR的δ值范围为0-220ppm, 1HNMR 的常用δ值范围为0-10ppm，约是氢谱的20 倍，其分辨能力远高于1HNMR。
（低场）的δC为正值，右侧（高场）的δC为负值。
一、屏蔽常数
σ=σdia+σpara+σN+σmed
σdia （σ抗磁）：为核外局部电子环流产生的抗磁屏蔽，即 在外磁场Bo诱导下，产生与Bo场方向相反的局部磁 场。 σdia随核外电子云密度的增大而增加。
σpara （σ顺磁）：为非球形各向异性的电子（如p电子）环 流产生的顺磁屏蔽（去屏蔽）与σd方向相反，反映了 各向异性。除1H核外的各种核，都以σp为主。13C核 的屏蔽，顺磁屏蔽项是主要的。它与电子云密度、激 发能 量和键级等因素有关；
（1）INEPT法 由于核磁共振本身信号灵敏度很低，尤其是低
天然丰度的核（如13C、15N等）更为突出。 INEPT法是在具有两种核自旋的系统中，以
CH为例，通过脉冲技术，把高灵敏1H核的自旋 极化传递到低灵敏的13C核上去，这样由1H到与其 偶合的13C的完全极化传递可使，13C信号强度增 强4倍。

波谱分析课件—核磁共振碳谱

4、反转门控去偶
既无偶合信号，又无有NOE效应的谱图。
波谱分析课件—核磁共振碳谱
C4 C2
C1
C6
C5 C3
(CH3)2N 3
1 2
5
CHO
6
的反转门控去偶谱
4
C3C2
C1
C6
C4
C5
(CH3)2N
1
3
5
CHO 的门控去偶谱
6
2 波谱4分析课件—核磁共振碳谱
5、选择质子去偶
该方法类似于氢谱的自旋去偶法。且有NOE 效应存在。
13(41).5110.(82)
39.6
(6)
(3)
189.5 (5) 124.8
154.0
(CH3)2N
1
波3 谱分析课件5—核C6磁H共O振碳的谱 质子宽带去偶谱
24
2、偏共振去偶
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。
在-2.5～55ppm之间。
• Grant和Paul提出了计算烷烃碳化学位移的经验公 式：
δci=-2.5+Σnij Aj + ΣS
式中-2.5为CH4的δ值(ppm)；
nij为相对于ci的j位取代基的数目，j =α、β、、δ；
Aj为相对于Ci，j位取代基的位移参数； S为修正值 (表4-2）
波谱分析课件—核磁共振碳谱
同时不存在13C自身自旋-自旋裂分。
3. 给出不连氢的碳的吸收峰
可直接给出基团的特征峰，分子骨架结构的信息。
4. 不能用积分高度来计算碳的数目 5. 驰豫时间T1 可作为化合物特构鉴定的波谱
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O
CH3
C
OCH2CH3
NH
偏共振去偶谱
O
2CH
C
2CH
C C-O C
质子宽带共振去偶谱
OCH2 CH3CH3
47
第五节 碳谱在结构解析中的应用
例题 化合物C10H13NO2的碳谱，推测结构
2CH 2CH
CH C C-O C
CH3 CH3 OCH2
48
第五节 碳谱在结构解析中的应用
例题 化合物C10H13NO的碳谱，推测结构
11
第二节 碳谱的主要参数
2. 温度效应
12
第二节 碳谱的主要参数
2.2 偶合常数 由分子结构决定，与外界条件无关 • 1H和13C的偶合
1.一键碳氢的偶合常数（1JCH）
➢1JCH值较大，在110~320Hz ➢碳原子杂化轨道s成分↑ ，1JCH值↑ ➢与键角有关，环张力增大， 1JCH值↑ ➢随取代基电负性增大， 1JCH值↑
30
第四节 各类碳的化学位移
δC-1 = 28.7 δC-2 = 30.2 δC-3 = 36.5 δC-4 = 8.3
X=OH α位 48 β位 10 γ位 -5
δC-1= 28.7 δC-2= 30.2 - 5= 25.2 δC-3= 36.5 + 10= 46.5 δC-4= 8.3 + 48 = 56.3
NH2
6
1 Br
2
5
3
4
22
第三节 碳谱的测定技术 3.5 DEPT谱(distortionless enhancement by polarization transfer)
23
第三节 碳谱的测定技术
DEPT 90
CH
CH
CH
DEPT 135 CH
CH2 CH2 宽带去偶
小蠹烯醇
CH
CH3 CH3
• CH3，CH2，CH和C分别变成四重峰（q），三重峰 （t），二重峰（d）和单峰（s）。
偶合谱 质子宽带去偶谱
mo
p
OH
mo
偏共振去偶谱
19
第三节 碳谱的测定技术 3.3 质子选择性去偶 (selective proton decoupling) • 用较低的射频功率准确照射某个质子，在13C NMR谱中，
与该质子相连的碳原子变成单峰 • 其他碳原子与偏共振去偶谱类似
20
第三节 碳谱的测定技术
3.4 门控去偶及反转门控去偶
• 指用发射门及接收门来控制去偶的实验方法
B1 B2
21
第三节 碳谱的测定技术
反转门控去偶 (inverse gated decoupling)
• 测定真正的偶合常数或作各类碳的定量
δ=200.5
CH3 O
CH3 CH C H
δ=204.9
O CH3 CH2 C H
δ=202.7 δ=206.7
O CH
δ=192 δ=196.9
δ=211.0
δ=192.1
40
第四节 各类碳的化学位移
2.羧酸及其衍生物
➢δ值在150~185ppm
41
第五节 碳谱在结构解析中的应用
5.1 碳谱解析一般程序
Ω=6
7.69(1H, d, J=15.9Hz ) 6.55(1H, d, J=15.9Hz)
6.68(2H, m) 7.44(3H, m)
45
第五节 碳谱在结构解析中的应用
- COCD3
- COCD3
O C
46
第五节 碳谱在结构解析中的应用
例题 化合物C10H13NO2的碳谱，推测结构
Ω=5,可能有苯环及双键
化合物 C6H12O的碳谱如下 Ω=1,可能有双键存在
H
H
CC
H
O
OCH
CH2 OCH2
CH2
CH2 CH3
33
第四节 各类碳的化学位移
化合物 C6H12O的碳谱如下
H CC
CH
OCH
C
CH3 CH3 CH3
34
第四节 各类碳的化学位移
4.3 炔烃
➢炔烃及衍生物的δC值在60~90ppm ➢与极性基团直接相连的炔碳δ 20～95 ➢与三键直接相连的碳的化学位移向高场移动
波谱解析
第四章 核磁共振碳谱
( carbon nuclear magnetic resonance, 13C-NMR )
1
波谱解析
主要内容
第一节 碳谱的特点 第二节 碳谱的主要参数 第三节 碳谱的测定技术 第四节 各类碳的化学位移 第五节 碳谱在结构解析中的应用
2
第四章 核磁共振碳谱
• 1957年首次观测到13C NMR信号，却在70年代才开 始直接研究有机化合物。
5
第二节 碳谱的主要参数
2.碳核周围的电子云密度
• 核外电子云密度↑，屏蔽效应↑，δ↓
6
第二节 碳谱的主要参数
3. 诱导效应 与电负性基团相连，电子云密度↓δ↑
4. 共轭效应 引起电子分布不均，δ↑或↓
7
第二节 碳谱的主要参数
5. 空间效应
➢ 碳化学位移值容易受到分子空间结构的影响 ➢ 空间上接近的碳上氢之间的斥力作用使得碳上电子
➢ 谱峰相对较强，可能是等价碳的重叠峰。 ➢ 若推断的氢数目之和小于分子中的氢数目，则可能
存在活泼氢。 ➢ 谱峰数目大于分子式中的碳数，则可能化合物中可
能含有氟、磷或者存在异构体。
43
第五节 碳谱在结构解析中的应用
例题 化合物C5H10O2的13C谱给出5个碳信号， δ=174.0, 51.2, 36.0, 18.5, 13.5。试推测其结构。
在13C{1H}NMR实验中，最大NOE提高因子
f 2 2 13C(1H )
1H 13C
质子宽带去偶谱缺点：失去碳氢偶合全部信息
18
第三节 碳谱的测定技术
3.2 偏共振去偶(off resonance decoupling)
• 采用频率范围小，强度弱的射频场B2 • 消除2J~4J的偶合，仅保留1J。
31
第四节 各类碳的化学位移
4.2 烯烃
➢烯碳的δ值在110~150ppm ➢除Br,I,CN外，取代基均使α-C的δ值低场位移。 ➢取代烯
δ C > δ CH > δ CH2
123.2
136.2 115.9
124.6
113.3 140.2
109.3 149.3
126.0
32
第四节 各类碳的化学位移
云密度有所增加，屏蔽效应增加
8
第二节 碳谱的主要参数
6. 重原子效应
➢ 碘原子核外围有丰富的电子，碘原子的引入对与其 相连的碳原子产生抗磁性屏蔽作用。
CH4 CH3I CH2I2 -2.5 -20.7 -54.0
7. 分子内氢键的影响
CHI3 -139.9
CI4 -292.5
9
第二节 碳谱的主要参数
δC-1= 128.5 + 9.3 + (-7.3) = 130.5 δC-2= 128.5 + 0.7 + 1.6 = 130.8 δC-3= 128.5 + (-0.1) + (-12.7) = 115.7 δC-4= 128.5 + 26.6 + (-2.9) = 152.2
37
第四节 各类碳的化学位移
Ω=5,可能有苯环和1个双键存在
O
CH
N C CH3
CH2CH3
O
CN CC
CH2
CH3 CH3
49
第五节 碳谱在结构解析中的应用
例题 化合物C10H13NO的碳谱，推测结构
Ω=5,可能有苯环和1个双键存在
CH H3C
✓化学位移范围宽，δ为0~220ppm ✓给出季碳的信息 ✓不能用积分高度来计算碳的数目 ✓灵敏度低、偶合复杂
4
第二节 碳谱的主要参数
2.1 化学位移
（一）影响碳化学位移的结构性因素
1.碳原子的轨道杂化
➢ sp3杂化碳的δ值：0~60ppm ➢ sp2杂化碳的δ值：100~167ppm（烯碳和芳碳） ➢ sp2杂化碳的δ值：160~220ppm（羰基） ➢ sp杂化碳的δ值： 60~90ppm
1.由分子式求不饱和度 2.识别重氢试剂峰，排除其干扰 3.由δ值分析sp3，sp2，sp杂化碳数目 4.由DEPT、偏共振去偶谱识别伯，仲，叔碳，结
合δ值推导出可能的基团。 5.综合分析，推导可能的结构 6.参考UV、IR、MS，来验证结构
42
第五节 碳谱在结构解析中的应用
一些有用的规律
➢ 谱峰的数目小于分子中碳原子数的数目，则分子中 可能存在某种对称因素。
Ω=1
δ=174.0
有羧基或酯基
δ=51.2
与氧相连的碳信号
13.5 36.0
51.2
18.5 174.0
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第五节 碳谱在结构解析中的应用
例题 化合物C9H8O2的1H谱δ ：7.69(1H, d, J=15.9Hz ), 6.68(2H, m), 7.44(3H, m), 6.55(1H, d, J=15.9Hz)；以及碳谱图。试推测其结构。
8. 取代基的数目 ➢ 碳上烷基或拉电子取代基数目↑ δ↑
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第二节 碳谱的主要参数 （二）影响碳化学位移的外部因素
1. 介质效应
➢ 溶剂不同、浓度不同或pH不同都会引起δ改变 ➢ 溶剂效应通常通过氢键缔合产生去屏蔽作用 ➢ pH变化影响某些基团的离解度，从而引起这些基团
上电子密度，影响相连碳的屏蔽作用。
4.5 杂环化合物 4.6 卤化物