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1、第十二章第十二章 有机化学的结构表征有机化学的结构表征本章重点：本章重点： 了解吸收光谱的一般原理；了解吸收光谱的一般原理； 掌握掌握IR和和NMR谱基本原理谱基本原理 运用运用IR和和NMR谱图信息解析结构的方法。谱图信息解析结构的方法。常用结构分析方法化学实验法：化学实验法：操作烦琐，周期长，样品量大。操作烦琐，周期长，样品量大。吸收光谱的一般原理吸收光谱的一般原理波长波长（l l）、频率（频率（n n）和和波数（波数（ ）的关系的关系光的性质光的性质光的性质光的性质l nl n = = c c 波动性波动性E E hn n 粒子性粒子性 = 1/ = 1/ l l l l( (cm-1)
2、 )波长波长(l l) )与能量与能量(E)成反比。成反比。E E = = hchc/ /l lwavenumbersThe Spectrum and Molecular Effects红外光谱又称为红外光谱又称为分子振动分子振动转动光谱，是一种转动光谱，是一种分子光谱分子光谱。区域区域 / m /cm-1能级跃迁类型能级跃迁类型近红外光近红外光(泛频区泛频区)0.82.5131584000OH、NH、CH键键的倍频吸收的倍频吸收红外线红外线(基本振动区基本振动区)2.5254000400分子振动、转动分子振动、转动远红外线远红外线(转动区转动区)25500400110分子转动分子转动第一节第
3、一节 红外光谱红外光谱 (Infrared Spectrum, IR)一、红外光谱的一般原理一、红外光谱的一般原理化学键不断振动化学键不断振动某某光的光的E = 某键振动的某键振动的E产生吸收峰产生吸收峰如：分子如：分子 RCH2OH振动的偶极矩必须发生变化振动的偶极矩必须发生变化!条件：条件：伸缩振动伸缩振动k(m1+m2) 成键原子质量增加，振动频率（波数）减小；成键原子质量增加，振动频率（波数）减小； 键能增加，振动频率增加。键能增加，振动频率增加。 成键原子质量增加，振动频率（波数）减小；成键原子质量增加，振动频率（波数）减小； 键能增加，振动频率增加。键能增加，振动频率增加。吸收峰表
4、现为吸收峰表现为“谷谷”，谷越深，则吸收越强。，谷越深，则吸收越强。一般波数范围一般波数范围4004000 cm-1。二、红外吸收峰的数目、二、红外吸收峰的数目、位置位置和强度和强度伸缩振动伸缩振动 弯曲振动弯曲振动 （一）红外吸收峰的数目一）红外吸收峰的数目振动形式振动形式 一个化学键有几种不同振动形式，就可一个化学键有几种不同振动形式，就可产生几种吸收峰。产生几种吸收峰。键的长度改变，键角不变键的长度改变，键角不变键长不变，键角改变键长不变，键角改变1.1.伸缩振动伸缩振动 ：沿键轴方向的键的伸长沿键轴方向的键的伸长 或缩短的振动或缩短的振动对称伸缩振动对称伸缩振动不对称伸缩振动不对称伸缩
5、振动2. 弯曲振动弯曲振动: : 垂直于键轴方向的振动垂直于键轴方向的振动 as s 高高频频区区低低频频区区 一一个个有有机机物物分分子子在在IR谱谱中中出出现现的的吸吸收收峰峰数数目目是由该分子的是由该分子的振动自由度数目振动自由度数目决定的。决定的。 非线性分子为：非线性分子为：3n - 6 线性分子为：线性分子为：3n - 5 （n ：原子数）原子数）例如：例如：H2O非非 线性分子，线性分子，3 3 6 = 3（个）（个） as s ： 3756 3652 1595 cm-1v 能引起分子偶极矩变化的振动，才产生吸收；能引起分子偶极矩变化的振动，才产生吸收；v 相同相同的振动产生的峰
6、可以的振动产生的峰可以兼并兼并；v 强而宽的峰可覆盖强而宽的峰可覆盖 相近的弱峰。相近的弱峰。 如：如：CO2为线性分子，为线性分子，3 3 5 = 4（个），应有（个），应有4个吸收个吸收峰，而实际测得只有峰，而实际测得只有2个个 as 2350、 667 cm-1 。 因因 s 不引起偶极矩变化，无此峰；不引起偶极矩变化，无此峰；且面内、面外且面内、面外 又兼又兼并为一个峰。并为一个峰。实际实际IR吸收峰的数目小于计算值：吸收峰的数目小于计算值：（二）红外吸收峰的位置（二）红外吸收峰的位置成键原子的质量越小，吸收峰的波数就越高；成键原子的质量越小，吸收峰的波数就越高；键长越短，键能越高，吸
7、收峰的波数也越高键长越短，键能越高，吸收峰的波数也越高吸收峰的位置吸收峰的位置取决于各化学键的取决于各化学键的振动频率振动频率。1.特征谱带区特征谱带区 40001500 cm-1 （官能团区官能团区） 根据峰位，可鉴别官能团。根据峰位，可鉴别官能团。2. 指纹区指纹区 1500650 cm-1（辅助识别）（辅助识别）这一区域主要是：这一区域主要是：CC、CN、CO 等单键的伸缩振动吸收峰等单键的伸缩振动吸收峰和各种弯曲振动的吸收峰，其特点是谱带密集、难以辨认。和各种弯曲振动的吸收峰，其特点是谱带密集、难以辨认。 官能团官能团n O-H ，n N-H 36503200 cm-1 含含O-H或或
8、N-Hn C-HC-H 3000 cm-1 =C-H -C-H 含不饱和或饱和含不饱和或饱和C-Hn C=O 18501630 cm-1 含羰含羰基（基（C=O）（强峰）（强峰）n C=C 16801500 cm-1 苯环一般有苯环一般有2 23 3个吸收峰个吸收峰 -CH3 1380 cm-1 含含含含-CH-CH3 3n C-O，n C-N 13001000 cm-1 含含含含O-CO-C或或或或N-CN-C（醛基醛基O=C-H在在28102715cm-1有双峰有双峰）3. 红外光谱的主要区段红外光谱的主要区段（1 1）诱导效应诱导效应：吸电子电诱导效应总使频率高移。吸电子电诱导效应总使频
9、率高移。例如：例如：吸电子能力加大，吸电子能力加大，-I增加增加1715 1800 1828 1928频频 率率 增增 大大4 4. 影响基团频率的因素影响基团频率的因素（2）共轭效应：供电子）共轭效应：供电子共轭效应，总是使频率低移。共轭效应，总是使频率低移。1715 1695 1665 1653频频 率率 减减 小小 C=O-I -I效应效应效应效应 +C +C效应效应效应效应v vC C=0=0=1715cm=1715cm-1-1v vC C=0=0=1690cm=1690cm-1-1v vC C=0=0=1680cm=1680cm-1-1+C+C效应效应效应效应 -I -I效应效应效应
10、效应v vC C=0=0=1735cm=1735cm-1-1（3）成键轨道类型的影响）成键轨道类型的影响 例如例如:CCHCCHCCH2850-3000cm-13100-3000cm-13300cm-1例如例如: *环丙烷的环丙烷的C-H伸缩频率在伸缩频率在3030 cm-1， 而开链烷烃的而开链烷烃的C-H伸缩频率在伸缩频率在3000 cm-1以下。以下。（4）键张力的影响键张力的影响* 主要是环状化合物环的大小不同影响键的力常数，使环内或主要是环状化合物环的大小不同影响键的力常数，使环内或环上基团的振动频率发生变化。环上基团的振动频率发生变化。（5）氢键的影响氢键的影响 形成氢键后基团的伸
11、缩频率都会下降。形成氢键后基团的伸缩频率都会下降。例如：乙醇的自由羟基的伸例如：乙醇的自由羟基的伸缩振动频率是缩振动频率是3640 cm-1，而其缔合物的振动频率是而其缔合物的振动频率是3350 cm-1。形成氢形成氢键还使伸缩振动谱带变宽。键还使伸缩振动谱带变宽。（6）振动的耦合振动的耦合* 若分子内的两个基团位置很近，振动频率也相近，就可能若分子内的两个基团位置很近，振动频率也相近，就可能发生振动耦合，使谱带分成两个，在原谱带高频和低频一侧各发生振动耦合，使谱带分成两个，在原谱带高频和低频一侧各出现一个谱带。例如乙酸酐的两个羰基间隔一个氧原子，它们出现一个谱带。例如乙酸酐的两个羰基间隔一个
12、氧原子，它们发生耦合。羰基的频率分裂为发生耦合。羰基的频率分裂为1818和和1750 cm-1。(预期如果没预期如果没有耦合其羰基振动将出现在约有耦合其羰基振动将出现在约1760 cm-1)。 弯曲振动也能发生耦合。弯曲振动也能发生耦合。（7）物态变化的影响物态变化的影响*（三）红外吸收峰的强度（三）红外吸收峰的强度（了解）（了解）吸收峰强度及峰形的表示吸收峰强度及峰形的表示 vs（very strong） 很强很强 s（ strong） 强强 m（medium） 中等中等 w（weak） 弱弱 vw（very weak） 很弱很弱 brbr（broadbroad）宽峰宽峰( (缔合）缔合）
13、shsh（sharpsharp） 尖峰（游离）尖峰（游离）如：如：C=O、C-O、C-N等等极性大，峰强。极性大，峰强。用吸光度用吸光度A（或透过率（或透过率T %）来表示：）来表示：A=c l（一）解析程序（一）解析程序40001500cm-1的官能团区找出特征吸收峰，的官能团区找出特征吸收峰，确定存在哪种官能团确定存在哪种官能团1500650cm-1的指纹区，确定化合物的结构的指纹区，确定化合物的结构类型类型三、红外光谱的解析和应用三、红外光谱的解析和应用具体步骤具体步骤：H计算不饱和度计算不饱和度 （U）；H判断几个主要官能团判断几个主要官能团C=O、-OH、-NH2、C=C的特征峰是否
14、存在，并寻找相关峰；的特征峰是否存在，并寻找相关峰；U=0 分子呈分子呈饱和状态饱和状态；U=1 分子含分子含一个双键一个双键或或一个饱和环一个饱和环；U=2 分子含一个三键、或两个双键、或两个饱和环、或一些组合；分子含一个三键、或两个双键、或两个饱和环、或一些组合；U=3 。U=4 分子含分子含三个双键和一个饱和环三个双键和一个饱和环-苯苯、或以上组合。、或以上组合。注意：二价的注意：二价的O、S不参与计算不参与计算计算不饱和度：计算不饱和度：1. 羰基是否存在（含羰基是否存在（含O化合物）的判断化合物）的判断17601690cm-1有有强峰强峰 C=O特征峰特征峰2820、2720cm-1
15、双峰；双峰；33002500cm-1宽峰和宽峰和13001000cm-1有峰；有峰；13001000cm-1有峰。有峰。相关峰相关峰无无相关峰相关峰17401850cm-1有有两个强峰两个强峰酸酐酸酐 C=O特征峰特征峰17801815cm-1有强峰有强峰酰氯酰氯 C=O特征峰特征峰16301690cm-1有强峰有强峰酰胺酰胺 C=O特征峰特征峰振动耦合振动耦合2. 羟基、氨基是否存在的判断羟基、氨基是否存在的判断35003200cm-1宽峰宽峰 O-H、 N-H特征峰。特征峰。相关峰相关峰13001000cm-1有峰；有峰；16001500cm-1和和13001000cm-1有峰。有峰。如无
16、如无 O-H ，但含但含O， 13001000cm-1有峰。有峰。醚醚 R-O-R3. 苯环是否存在的判断苯环是否存在的判断 4，31003000cm-1 苯环苯环C-H特征峰。特征峰。相关峰：相关峰：1600、1580、1500cm-1中强峰中强峰 苯环苯环C=C骨架振动骨架振动化合物含苯环化合物含苯环Ar CH弯曲弯曲6501000判断取代类型判断取代类型取代取代类型型A r H存存 在在 情情 况况吸收峰吸收峰 / cm-1实例例5个相个相邻 H740；690甲苯甲苯4个相个相邻 H735770邻二甲苯邻二甲苯3个相个相邻 H1个不相个不相邻H750810；680725间二甲苯间二甲苯2
17、2个相个相邻 H760890单峰单峰对二甲苯对二甲苯甲苯的红外谱图甲苯的红外谱图740690 Ar CHnAr C=C24个峰个峰back返回邻二甲苯邻二甲苯红外谱图红外谱图735 Ar CHnAr C=C24个峰个峰back间二甲苯间二甲苯红外谱图红外谱图770680 Ar CHnAr C=C24个峰个峰back860对二甲苯的红外谱图对二甲苯的红外谱图790 Ar CHnAr C=C24个峰个峰2. 未知物结构的确定未知物结构的确定1） 收集样品信息，收集样品信息，纯化样品纯化样品；2） 分析元素组成，确定未知物的不饱和度；分析元素组成，确定未知物的不饱和度；3） 由由IR分析确定官能团；
18、（有时化学分析相结合）分析确定官能团；（有时化学分析相结合）4） 查找标准谱图，对照核实。查找标准谱图，对照核实。（二）（二）IR光谱的应用（光谱的应用（定性定性、定量）、定量）1.已知物的鉴定已知物的鉴定2. 标准谱图对照及解析标准谱图对照及解析5） 综合分析，确定结构。综合分析，确定结构。例例1. 已知某化合物，分子式已知某化合物，分子式C3H6O，其，其IR谱中有谱中有下列吸收峰，试推测其结构。下列吸收峰，试推测其结构。IR (cm-1)：2960，2840，2760，1720，1380。 = 3+1-6/2 = 1，1720cm-1 C=O ，含，含羰基。羰基。相关峰：相关峰：2840
19、，2760cm-1 O=C-H ，为醛。为醛。1380cm-1 -CH3 ，含含-CH3结构。结构。2960cm-1 饱和饱和C-H 。 结构为：结构为：CH3CH2CHO 丙醛丙醛 3. 结构分析应用举例结构分析应用举例例例2. C9H12苯环苯环 C-H苯环苯环 C=C两个两个 -CH3 饱和饱和C-H单单取代苯取代苯 = 9+1-12/2 = 4例例3：丙酸丙酸的红外光谱的红外光谱例例4：乙酸甲酯乙酸甲酯红外光谱红外光谱as1250s 1060C=O=C-O-C1770第二节第二节 核磁共振谱核磁共振谱 （Nuclear Magnetic Resonance Spectra ）NMR上述
20、两种化合物只能用上述两种化合物只能用NMR谱来区分。谱来区分。IR谱一般只能确定化合物类型，尤其分子式未知时。谱一般只能确定化合物类型，尤其分子式未知时。一、核磁共振谱的基本原理一、核磁共振谱的基本原理一般质子数、质量数至少有一个为奇数的原子核，I 0，有自旋。I = 1/21HNMR13CNMR16681. 核的自旋核的自旋2. 核磁共振的条件核磁共振的条件扫扫频频固定固定H0，改变改变 扫场扫场固定固定 ，改变改变H0 满足条件即产生吸收满足条件即产生吸收发生核磁共振的条件为：发生核磁共振的条件为：Ho(KG)14.092 21.138 23.486 42.276 46.973 56.67
21、1 140.920(MHz) 60 90 100 180 200 220 600氢核氢核发生核磁共振时，外磁场强度与振荡频率之间的关系发生核磁共振时，外磁场强度与振荡频率之间的关系3、 核磁共振仪简介核磁共振仪简介根据根据 是否所有是否所有氢核氢核在同一频率下发生共振，在同一频率下发生共振，只出现一个信号？只出现一个信号？问题：问题： 如果这样，则无法用核磁共振区别不同如果这样，则无法用核磁共振区别不同的质子，即无法鉴别化合物结构。的质子，即无法鉴别化合物结构。 事实上，处于不同位置的磁核（质子），事实上，处于不同位置的磁核（质子），其化学环境（周围的电子云密度）不同，实其化学环境（周围的电子
22、云密度）不同，实受磁场不同受磁场不同（大于或小于外磁场（大于或小于外磁场H0），），产生产生了化学位移了化学位移 。二、化学位移二、化学位移（chemical shift） H实实 =H0-H 去屏蔽区去屏蔽区三、从三、从1HNMR谱图中得到的信息谱图中得到的信息乙醇的乙醇的1H-NMR 信号的种类（数目）信号的种类（数目）H核的种类核的种类 信号的位置信号的位置化学位移，化学位移，与与H核种类有关核种类有关 信号的积分（强度）信号的积分（强度）H核的数目核的数目得到的信息得到的信息: 信号的裂分信号的裂分相邻相邻H核之间的自旋偶合作用核之间的自旋偶合作用相邻氢原子的数量相邻氢原子的数量化学等
23、价质子化学等价质子：化学环境相同的质子。：化学环境相同的质子。 化学位移相同。化学位移相同。（一）（一） 信号的种类信号的种类H核的种类核的种类化学等价质子与化学不等价质子化学等价质子与化学不等价质子4种种H核核2种种H核核1种种H核核2种种H核核练习：练习：1. 判断下列分子在NMR谱中可产生几个信号。2. 下列化合物在NMR谱中只有一个信号，其可能结构是什么。 2个 3个 2个 3个不等性质子不等性质子等性等性质子质子（二）峰面积（二）峰面积积分高度积分高度 在在NMR谱谱中中，共共振振吸吸收收峰峰的的面面积积与与产产生生此此吸吸收收的的氢氢核核数数目目成成正正比比，因因此此可可利利用用共
24、共振振吸吸收收峰的峰的面积面积判断产生此吸收的判断产生此吸收的氢核的数目氢核的数目。（三）自旋偶合与自旋裂分（三）自旋偶合与自旋裂分 相邻的相邻的磁不等性磁不等性H核自旋核自旋相互作用（即干扰）的相互作用（即干扰）的结果。结果。这种原子核之间的相互作用，叫做这种原子核之间的相互作用，叫做自旋偶合自旋偶合。由自旋偶合引起的谱线增多的现象，叫做由自旋偶合引起的谱线增多的现象，叫做自旋裂分自旋裂分。偶合表示核的相互作用，裂分表示谱线增多的现象。偶合表示核的相互作用，裂分表示谱线增多的现象。 由此可见，裂分峰的数目有如下规律：由此可见，裂分峰的数目有如下规律： 峰的数目峰的数目 = n + 1 n：为
25、为相邻碳上相邻碳上H核的数目核的数目1. 自旋偶合与裂分规律自旋偶合与裂分规律 裂分数目裂分数目 2nI+1 I=1/2： 质子质子裂分数目裂分数目 n+1 裂分峰呈对称关系裂分峰呈对称关系 距离相等、峰形相似距离相等、峰形相似 裂分峰的强度比：裂分峰的强度比：( (a a+ +b b) )n n 展开的各项系数展开的各项系数 例例1： CH3OCH2CH3裂分峰数目：裂分峰数目： 1 4 3强强 度度 比：比： 1:3:3:1 1:2:1例例2： CH3CH2CH3裂分峰数目：裂分峰数目： 7 3强强 度度 比：比： 1:6:15:20:15:6:1 1:2:1n = 0 1 n = 1 1
26、 : 1n = 2 1: 2: 1n = 3 1: 3: 3: 1n = 4 1:4: 6: 4: 1n = 5 1:5:10:10:5:1n = 6 1:6:15:20:15:6:1实际：相互偶实际：相互偶合的两组裂分合的两组裂分峰内侧高！峰内侧高！1,1,2-三溴乙烷的核磁共振谱三溴乙烷的核磁共振谱裂分峰数的表示：裂分峰数的表示：单峰（单峰（singlet，s）两重峰（两重峰（doublet，d）三重峰（三重峰（triplet，t）四重峰（四重峰（quarter，q）多重峰（多重峰（multiplet，m）2. 偶合常数（偶合常数（J）自旋偶合等间距裂分峰之间的距离成为偶合常数自旋偶合等间
27、距裂分峰之间的距离成为偶合常数（J J），），反映了核之间的偶合作用的强弱。反映了核之间的偶合作用的强弱。与化学位移不同，偶合常数（与化学位移不同，偶合常数（J）与）与H0、v无关，受无关，受化学环境的影响也很小。化学环境的影响也很小。- -CHCH2 2H H0 0J J J JJ J J JJ J J J3. 核的化学等价与磁等价（了解）核的化学等价与磁等价（了解）（1）化学等价：具有相同化学环境的磁性核称为化）化学等价：具有相同化学环境的磁性核称为化学等价核，化学等价核的化学位移相同。学等价核，化学等价核的化学位移相同。 通过对称操作来判断通过对称操作来判断 对具有对称性的分子进行某种对
28、称操作时，能够互换位置对具有对称性的分子进行某种对称操作时，能够互换位置的核组成一组化学等价核。对称要素：对称轴；对称面；对的核组成一组化学等价核。对称要素：对称轴；对称面；对称中心等。称中心等。 通过快速运动来判断通过快速运动来判断 通过单键的快速旋转，链状分子中的通过单键的快速旋转，链状分子中的-CH3、-CH2-、-NH2上的上的H成为化学等同核。成为化学等同核。通过环的快速翻转，环己烷的平伏通过环的快速翻转，环己烷的平伏H和直立和直立H成为化学等价核。成为化学等价核。（2）磁）磁 等等 价：价：具有相同位移值、并且对组（自旋具有相同位移值、并且对组（自旋体系）外的其它任意一个核（探针核
29、）的偶合常数也体系）外的其它任意一个核（探针核）的偶合常数也相同。磁等价的核不产生裂分。相同。磁等价的核不产生裂分。判断：在静态或动态（单键的快速旋转、环的快速翻转等）判断：在静态或动态（单键的快速旋转、环的快速翻转等）中，如果一组化学等价核相对于任意一个探针核在立体结构中，如果一组化学等价核相对于任意一个探针核在立体结构上具有相同的地位或对映关系，那么这组核就是磁等价核，上具有相同的地位或对映关系，那么这组核就是磁等价核，否则就是磁不等价核。否则就是磁不等价核。AABBCAABBAABB4个个H化学等价化学等价, 磁等磁等价价6个个H化学等价化学等价, 磁等磁等价价CH3-CH2-CH36个
30、个H化学等价化学等价 磁等价磁等价H与与H化学不等价化学不等价 磁不等价磁不等价 19F9= 1/2 JH1F1= JH2F1JH1F2= JH2F2H1 H2化学等价化学等价, 磁等磁等价价JH1F1 JH1F2JH2F1 JH2F2H1 H2化学等价化学等价, 磁不等价磁不等价*四、四、NMR谱的解析要点谱的解析要点n数目数目可知分子中有可知分子中有几种几种不同类型的不同类型的质子质子n位置位置（ 值）值）可知每类可知每类质子质子的的类型类型（活（活泼泼H产生的信号加产生的信号加D2O后消失）后消失）n积分高度积分高度可知各组信号的可知各组信号的氢核数氢核数n裂分裂分可确定可确定邻接邻接碳
31、上的碳上的氢核数氢核数计算不饱和度计算不饱和度 （U）3HCH3 (连连CO)5H苯苯H2HCH2(连连O)例例1. = 9+1-10/2 = 5例例2. 已知分子式已知分子式C9H12O，根据根据 值，推断结构值，推断结构 ppm ：7.2（5H，s）；）；4.5（2H，s）；）；3.5（2H，q）；）；1.2（3H，t）。）。 = 9+1-12/2 = 4，可能含苯环，可能含苯环 7.2ppm苯苯H， 4.5ppm烷烷H，-CH2-O 3.5ppm烷烷H，O-CH2- 1.2ppm烷烷H，-CH3相互偶合，相互偶合，CH3-CH2-O练习：练习：1.化合物化合物C8H14O4的的1HNMR
32、谱中，出现三个信号：谱中，出现三个信号： ppm 1.26（6H，t）；）；4.18（4H，q）；）；2.6（4H，s），），试推测其结构。试推测其结构。2.化合物化合物C7H14O，IR谱上在谱上在1715cm-1有强吸收峰，有强吸收峰，其其1HNMR谱中出现两个信号，一个为二重峰，谱中出现两个信号，一个为二重峰，另一个为七重峰，两者峰面积比另一个为七重峰，两者峰面积比6:1，试推导其，试推导其结构。结构。自然丰度低：自然丰度低：自然丰度低：自然丰度低： 1313C/ C/ 1212C=1.1%C=1.1%磁旋比小：磁旋比小：磁旋比小：磁旋比小： r r C13C13/ r / r H1H1
33、=1/4=1/4灵敏度低：灵敏度低：灵敏度低：灵敏度低： 1 1H H的的的的1/5600 1/5600 FIT-NMRFIT-NMR可以解决此问题可以解决此问题可以解决此问题可以解决此问题不能用积分高度来计算碳的数目不能用积分高度来计算碳的数目不能用积分高度来计算碳的数目不能用积分高度来计算碳的数目(1) (1) 1313C C谱的弱点谱的弱点谱的弱点谱的弱点(2) (2) 1313C C谱的特点谱的特点谱的特点谱的特点除了除了除了除了1 1H H外，还有外，还有外，还有外，还有1 13 3C C、1919F F、3131P P、1515N N第三节第三节 13CNMR一、一、 核磁共振碳谱
34、的特点核磁共振碳谱的特点获得分子的骨架信息：获得分子的骨架信息：获得分子的骨架信息：获得分子的骨架信息： C=OC=O、C C N N1313C C谱的化学位移值：谱的化学位移值：谱的化学位移值：谱的化学位移值：300ppm300ppm、 1 1HH：20 20 ppmppm1313C C谱的分辨率高、重叠峰较少，物质信息独立谱的分辨率高、重叠峰较少，物质信息独立谱的分辨率高、重叠峰较少，物质信息独立谱的分辨率高、重叠峰较少，物质信息独立二、二、 核磁共振碳谱的测定方法核磁共振碳谱的测定方法(1) 脉冲傅立叶变换法脉冲傅立叶变换法(2) 核磁共振碳谱中几种去偶技术核磁共振碳谱中几种去偶技术质子
35、宽带去偶法质子宽带去偶法(Proton Broad Band Decoupling)偏共振去偶法偏共振去偶法(Off-Resonance Decouping)去质子偶合去质子偶合去质子偶合去质子偶合有质子偶合有质子偶合有质子偶合有质子偶合质子宽带去偶质子宽带去偶偏共振去偶法偏共振去偶法三、三、 影响影响13C化学位移的因素化学位移的因素(1) 碳杂化轨道碳杂化轨道 对于烃类化合物来说，对于烃类化合物来说，sp3 碳的碳的值范围在值范围在060 ；sp2杂化碳的杂化碳的值范围在值范围在100150，sp杂化碳的杂化碳的值范围值范围在在6095 。 (2) 诱导效应诱导效应(3) 共轭效应共轭效应
36、(4) 立体效应立体效应(5) 测定条件测定条件.如：溶解样品的溶剂、溶液的浓度、测定时的温度等。如：溶解样品的溶剂、溶液的浓度、测定时的温度等。C(alkane) 0 - 50 ppm C (alkene) 100 - 150 ppm C(alkyne)60-90 ppmC-N 50 C-O 60 C-F 70 ppm. Aromatic 110 - 170 ppm Ester, amide, acid, 160-185 ppm Ketone, aldehyde 200-220 ppmThe typical chemical shift ranges of carbon nuclei are as follows:四、四、 各类碳核的化学位移各类碳核的化学位移
