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1、第十一章第十一章 核磁共振波谱法核磁共振波谱法11.4.1 13C谱的特点谱的特点 11.4.2 脉冲傅里叶变脉冲傅里叶变换技术换技术11.4.3 13C谱标识技术谱标识技术11.4.4 13C 谱的化学谱的化学位移位移11.4.5 13C 的应用的应用第四节 13C核磁共振波谱Nuclear magnetic resonance spectroscopy; NMR 13C NMR2024/7/2011.4.1 13C谱的特点谱的特点 PFT-NMR(1970年)，实用化技术。13C谱特点：（1）研究C骨架，结构信息丰富；（2）化学位移范围大；0250；（3）13C-13C偶合的概率很小，13
2、C天然丰度1.1%；（4）可直接获得C=O、CN、季碳原子等信息；（5） 13C-H偶合可消除，谱图简化；（6）信号强度与碳原子数不存在严格线性关系。核磁矩：1H=2.79 270； 13C=0.70 216；磁旋比为质子的1/4；相对灵敏度为质子的1/5 600；H0EI=I= H splittingC splitting2024/7/2011.4.2 脉冲傅里叶变换技术脉冲傅里叶变换技术（1）将含某一频率范围的脉冲快速（1s）作用于试样；（2）样品所有13C同时共振，产生信号，t2达到最大。照射中断后， 13C边弛豫边发射信号，自由感应衰减信号（FID）。2024/7/20（3）一个脉冲包
3、含了所有信息（干涉图），记录一次FID仅需约1 s，多脉冲，多次累加。（4）干涉图正常图，傅里叶变换，即将时域函数转变为频域函数。转换时间1 s。2024/7/20傅傅里里叶叶变变换换2024/7/20PFT-NMR2024/7/2011.4.3 13C 谱标识技术谱标识技术13C-13C偶合的概率很小(13C丰度1.1%)，13C- 1H偶合，偶合常数1JCH：100250 Hz，峰裂分，谱图复杂。(1) 质子噪声去偶或宽带去偶质子噪声去偶或宽带去偶宽频带照射，使1H饱和；去偶使峰合并，强度增加。(2)质子偏共振去偶质子偏共振去偶弛豫： 13C的弛豫比1H慢，达数分钟；PFT-NMR可测定，
4、提供空间位阻、各向异性、分子大小、形状等信息。(3)选择去偶选择去偶选择某一个1H核的频率作为第二射频场，与该1H核偶合的13C，的1JCH0，为单峰，而其他裂分峰变为峰簇。2024/7/202024/7/20偏共振去偶（OFR）和宽带去偶（PND）2024/7/20邻溴苯胺的偏共振去偶(OFR)和宽带去偶(PND) 13C谱图 2024/7/2011.4.4 13C 谱谱的的化学位移化学位移 化学位移范围：0250。核对周围化学环境敏感，重叠少。氢谱与碳谱有较多共同点。碳谱化学位移规律：碳谱化学位移规律：(1) (1) 高场高场低场低场 碳谱：饱和烃碳、炔烃碳、烯烃碳、羧基碳原子。 氢谱：饱
5、和烃氢、炔氢、烯氢、醛基氢。(2) (2) 与电负性基团相连，化学位移向低场移动与电负性基团相连，化学位移向低场移动2024/7/20化学位移规律：烷烃化学位移规律：烷烃取代烷烃取代烷烃:碳数 n 4 端甲基， C=1314C CH CH2 CH3邻碳上取代基增多，C 越大。H3CC H2C H2C H2C H334.722.813.92024/7/20化学位移规律：烯烃化学位移规律：烯烃C=100150（成对出现）端碳 =CH2 110；邻碳上取代基增多C越大：CCH2CCH2CH3CH 3CH3H3CCCH2CHCH3CH3CH3CH3H3C25.430.452.224.729.953.5
6、143.7114.42024/7/20化学位移规律：化学位移规律：炔烃炔烃 C C=65=659090特殊情况：氧原子的影响，两个C的化学位移差别很大！2024/7/20化学位移表化学位移表 1 12024/7/20化学位移表化学位移表 2 22024/7/20氢谱与碳谱氢谱与碳谱化学位移化学位移对比对比2024/7/20碳谱与氢谱的对比碳谱与氢谱的对比谱图去偶作用对比谱图去偶作用对比2024/7/20碳谱与氢碳谱与氢谱的对比谱的对比2024/7/20谱图去偶作用对比谱图去偶作用对比2024/7/20谱图去偶作用对比谱图去偶作用对比2024/7/20 11.4.5 13C 谱的应用谱的应用例例
7、1 化合物化合物C5H10O2 u = 12024/7/202024/7/20例例2 化合物化合物 C8H8O2u = 52024/7/202024/7/20例例3 化合物化合物 C7H14Ou = 12024/7/202024/7/20 13C NMR谱谱2030405060qdqst例例4 化合物化合物C12H26，根据根据13C NMR谱图推断其结构。谱图推断其结构。2024/7/20 13C NMR谱谱2024/7/20内容选择内容选择结束结束11.1 核磁共振原理核磁共振原理 11.2 核磁共振波谱核磁共振波谱仪仪 11.3 1H核磁共振波谱核磁共振波谱 11.4 13C核磁共振波谱核磁共振波谱 11.5 二维二维核磁共振波谱核磁共振波谱2024/7/20
