C-NMR核磁共振谱.3

核磁共振碳谱解析一、核磁共振碳谱解析是什么呢？核磁共振碳谱（13C - NMR）可是有机化学里超有用的分析工具哦。

它就像一个小侦探，能把有机化合物里碳原子的各种信息给找出来呢。

比如说碳原子的类型呀，周围的化学环境啦，这些信息对确定有机分子的结构可是超级关键的。

二、核磁共振碳谱的基本原理1. 原子核的磁性原子核就像一个个小磁体，在没有外界磁场的时候，它们的磁性是杂乱无章的。

可是一旦放到一个强磁场里，这些原子核就会像听话的小士兵一样，按照磁场的方向排列起来。

对于碳 - 13这种有磁性的原子核来说，这时候就可以进行核磁共振检测啦。

2. 共振现象当我们用一个特定频率的射频波去照射这些在磁场里排列好的碳 - 13原子核的时候，如果这个射频波的频率刚好和原子核的共振频率相同，就会发生共振现象。

这个时候原子核就会吸收能量，从低能态跃迁到高能态，然后我们就能检测到这个信号啦。

三、核磁共振碳谱的化学位移1. 化学位移的概念化学位移就像是每个碳原子的“身份证号码”，它表示碳原子在核磁共振谱图里的位置。

这个位置可不是随便定的，而是和碳原子周围的电子云密度有关系。

电子云密度高的碳原子，受到的屏蔽作用强，化学位移就会小一点；电子云密度低的碳原子，受到的去屏蔽作用强，化学位移就会大一点。

2. 影响化学位移的因素取代基的电负性：如果碳原子周围连接的是电负性大的原子或者基团，比如氧原子、氮原子等，这个碳原子的电子云就会被拉走一部分，电子云密度降低，化学位移就会增大。

共轭效应：如果有机分子里存在共轭体系，那么碳原子的电子云会重新分布，这也会影响化学位移的大小。

空间效应：有时候周围基团的空间位阻也会影响碳原子的化学位移，虽然这个影响相对小一些。

四、核磁共振碳谱的峰面积1. 峰面积的意义峰面积就像每个碳原子的“投票权”，它和碳原子的数目是成正比的。

也就是说，如果一个峰的面积是另一个峰面积的两倍，那么对应的碳原子数目也是两倍的关系。

通过分析峰面积，我们就能知道有机分子里不同类型碳原子的相对数目啦。

药物碳核磁共振谱
药物碳核磁共振谱（CNMR）是一种非常重要的工具，可以用于分析复杂的有机化合物和药物成分。

这种技术基于化学物质中的碳原子自旋造成的信号，可以对分子的结构进行详细的分析。

CNMR技术可以用于分析许多不同类型的化合物，包括药物成分、天然产物、有机化合物等。

这种技术的原理是将化合物置于高磁场下进行扫描，然后通过观察化合物中不同的碳原子产生的信号，可以确定分子中的各个碳原子的位置和数量。

通过CNMR技术，可以确定化学物质的结构、分子量以及碳-碳键的数量和类型等重要信息。

此外，CNMR技术还可以用于分析药物的稳定性和纯度，以及药物在体内的代谢过程，因此被广泛应用于新药研发和制备过程中。

尤其是在新药合成和开发中，CNMR技术扮演了不可替代的角色。

研发人员可以利用CNMR技术来识别药物和代谢产物中的碳原子，从而确定药物结构，验证合成路径和优化药物设计，同时CNMR技术还可以用于检测药物中的不纯物和杂质，从而提高新药质量。

总之，CNMR技术在药物研发和制备过程中，发挥着重要的作用。

随着CNMR技术的不断发展和改进，它将在药物研发中扮演越来越重要的角色，为药物制备和研发提供更加精确和准确的分析工具和支持。

核磁共振碳谱
核磁共振碳谱（Nuclear Magnetic Resonance Carbon 谱，简称13C-NMR 谱）是一种用于分析有机化合物结构的光谱技术。

它通过测量碳原子的核磁共振吸收信号，来推断化合物的碳骨架和取代基的信息。

13C 核磁共振碳谱在有机化学领域具有广泛的应用，为研究人员提供了有价值的信息。

核磁共振碳谱的特点和优点如下：
1. 独特性：13C 核磁共振碳谱中，碳原子之间的耦合裂分现象不明显，因为 13C 同位素的天然丰度较低（约为 1%），导致相邻碳原子之间的相互作用减弱。

2. 简单性：在测定碳谱时，通常采用对氢去耦的方法，消除了相连氢原子引起的谱峰裂分。

这使得碳谱呈现出一条条的谱线，便于观察和分析。

3. 灵敏度：尽管 13C 核的灵敏度较低，约为氢核的 1/6000，但随着质子去耦技术和傅里叶变换技术的发展，现在已能够有效地测定 13C 核磁共振碳谱。

4. 防干扰：对氢去耦操作可以避免氧原子对碳谱线的裂分产生的重叠，提高碳谱的灵敏度。

5. 应用广泛：13C 核磁共振碳谱可以用于分析碳链结构、取代基位置、立体构型等信息，为有机化合物的结构鉴定提供重要依据。

核磁共振碳谱是一种具有独特优点和广泛应用价值的光谱技术，为有机化学研究提供了有力的工具。

通过分析 13C 核磁共振碳谱，
研究人员可以更深入地了解化合物的结构和性质。

核磁共振C谱（13C-NMR）13C-NMR⼆、13C-NMR的去偶技术2、偏共振去偶三、13C的化学位移及影响因素3、影响δC的因素（2）诱导效应(3)共轭效应（4）空间效应四、13C-NMR的解析例1、推测C8H18的结构例2：未知物分⼦式为C7H9N，核磁共振碳谱如下，推测其结构。

不饱和度U=41号峰为饱和碳，为四重峰，故是CH3，按?Ｃ值可能为CH3Ph2~7号峰为sp2杂化碳，从多重峰的组成及?C值看是双取代苯上的碳除以上两个结构单元CH3和C6H4外，还剩⼀个NH2，故可能结构为CH3PhNH2结构C的取代苯上的碳只出4个峰，可排除。

A和B可⽤计算碳原⼦?C值，排除A。

化合物为B核磁共振碳谱（13CNMR)13CNMR核磁共振的特点13CNMR的去偶技术13CNMR的化学位移及影响因素13C-NMR谱图解析⼀、13CNMR核磁共振的特点化学位移范围宽，分辨能⼒⾼。

1H-NMR常⽤δ值范围为0-15ppm。

13C-NMR常⽤δ值范围为0-250ppm(正碳离⼦达300ppm)，其分辨能⼒远⾼于1H-NMR。

13C-NMR给出各种类型碳（伯、仲、叔、季）的共振吸收峰。

不能⽤积分曲线获取碳的数⽬信息。

13C-1H偶合常数较⼤，1JCH=110～320Hz。

偶合谱的谱线交迭，谱图复杂。

常规13CNMR谱为全去偶谱，所有的碳均为单峰。

灵敏度低。

13C峰度仅1.11％，⽐1H信号弱得多，约1/6400。

为提⾼信号强度，采⽤：（1）增加样品浓度，以增⼤样品中13C核的数⽬。

（2）采⽤共振技术，利⽤NOE效应增强信号强度。

（3）多次扫描累加，是最常⽤的有效⽅法。

（4）改变仪器测量条件。

13C-NMR谱中，1JCH约100－200Hz，偶合谱的谱线交迭，谱图复杂。

常采⽤⼀些特殊的测定⽅法。

1、质⼦宽带去偶（噪⾳去偶）和NOE增强：双共振技术⽤射频场（B1）照射碳核，使其激发产⽣13C核磁共振吸收，同时附加另⼀个射频场（B2，去偶场）使其覆盖全部质⼦的共振频率范围，⽤强功率照射使所有质⼦达到饱和，从⽽使1H对13C的偶合全部去掉。

第三节核磁共振碳谱（13C-NMR）13C核与1H核一样也是磁性核，具有磁共振现象，遵循相同的核磁共振基本原理。

通过磁共振技术测得的有机化合物13C核共振信号谱图称为碳谱。

碳谱与氢谱一样是有机化合物结构解析的重要手段，但碳谱更具优越性。

有机化合物的不同环境碳信号谱宽为220ppm 左右，比氢谱约大20倍。

这意味着碳谱比氢谱更能表现出分子结构的微小差异。

例如胆固醇，通过氢谱除了能确定结构中有四个角甲基和连氧碳上的H-3质子以及双键上的H-6质子外，其余多个质子环境比较近似，化学位移十分相近，相互重叠在0.5~1.5ppm之间，形成复杂的叠加信号，难以解析。

而在全氢去偶碳谱中，则给出与结构中碳原子逐一对应的27个碳信号，从而提供了结构的重要骨架信息。

由于环状和链状化合物的骨架结构是有机化学研究的核心，因此碳骨架信息对有机化合物结构解析至关重要。

3.1化学位移标量和范围和氢谱一样，碳谱的化学位移为频率轴换成的无单位标量，以δ（ppm）为单位。

13C 核化学位移的测量也同1H核一样要采用标准化合物，通常是四甲基硅烷。

3.1.1 影响化学位移的因素13C核化学位移与其在分子中的化学环境有关，影响的大小用屏蔽系数σ表示，它包括i数种因素的加和：σi= σd+ σp+σa+σmσd是13C核外围的电子在外磁场感应下产生电流，形成一个方向与外磁场对抗的局部磁场，从而产生屏蔽。

核外电荷密度越大，该抗磁项的贡献越大，即13C 核的共振峰移向高场。

σp为各向异性即非球形的局部电子流产生的去屏蔽，与电子云密度、激发能量和键级等有关。

σa是邻近基团对13C 核产生的各向异性的屏蔽或去屏蔽效应。

σm是介质的屏蔽效应。

总之，除测试溶剂外，13C核化学位移主要与核外电子云密度有关。

具体来说，有机化合物中各类13C核的化学位移主要受下列因素影响：（1）杂化方式：sp3杂化的13C核信号出现在较高场，δC在0~100之间，sp2杂化13C 核信号出现在较低场，δC在100~200之间，sp杂化13C核信号的化学位移介于sp2和sp杂化13C信号之间，在δC70~130之间。