当前课程知识点:有机化学(下) > 第八章 有机波谱学基础 > 8.3.2.1 碳核磁共振谱(上) > 碳核磁共振谱上
同学们好
这次课我们接着学习第二部分
碳核磁共振谱
在碳的同位素中
只有¹³C有自旋现象
存在核磁共振吸收
¹³C—NMR的原理
与¹H—NMR是一样
由于¹³C的天然丰度约为1.1%
因此¹³C核的测定灵敏度很低
大约是氢核的1/6000
测定困难
加之氢核的耦合干扰
使得¹³C—NMR信号变得很复杂
难以测得有实用价值的图谱
直到二十世纪七十年代后期
质子去耦技术
和傅里叶变换技术的发展和应用
才使碳核磁共振谱的测定
变得简单易得
与¹H—NMR波谱相比
¹³ C—NMR波谱具有如下优点
有机化合物分子中
骨架主要由C原子构成
因而¹³C—NMR波谱
更能全面地提供有关分子骨架的信息
常规¹H—NMR谱的
化学位移值不超过20
通常在10以内
而且由于
¹H—¹H自旋—自旋裂分
又使共振峰大为增宽
因此各种不同化学等同核的共振峰
拥挤在一起的情况相当普遍
使谱图解析颇为困难
¹³C核的化学位移的变化范围
大得多
超过200
每个碳原子结构上的微小变化
都可引起化学位移值的明显变化
¹³C核的天然丰度很低
约为1.1%
分子中相邻的两个C原子
均为¹³C核的几率极低
因此可以忽略¹³C核之间的耦合
为了得到有实用价值的图谱
需要利用质子去耦技术
弛豫时间对氢谱的解析用处不大
但在碳谱的解析中用处很大
因为弛豫时间与谱线强度
存在下列关系
弛豫时间长 谱线强度弱
处于不同化学环境的碳核弛豫时间
又相差很大
只要测定了弛豫时间
就可以根据碳谱中
各谱线的相对强度将碳核识别出来
在看看¹³C-NMR波谱的去耦处理
去耦的方式很多的
这里介绍三种应用共振技术的去耦方式
质子噪声去耦
质子偏共振去耦和选择去耦
质子噪声去耦可以识别不等性的碳核
质子噪声去耦又称为宽带去耦
它采用双照射法
照射场的功率
包括所有共振氢的共振频率
因此能将¹³C
与所有氢核的耦合作用消除
使质子共振的¹³C—NMR谱图中
¹³C的信号都变成了单峰
即所有不等性¹³C核
都有自己的独立信号
如果谱线数目和分子式中的C原子数相等
那么可以断定该分子在结构上
不具有任何对称性
如果谱线数目
少于分子式中的C原子数
那么在大多数情况下
可以断定该分子在结构上
具有某种对称性
宽带场质子去耦的
¹³C谱虽然便于解析
但却丢失了对结构分析
非常有用的耦合常数
偏共振去耦
选择性去耦可祢补这一缺陷
质子偏共振去耦可以识别碳的类型
质子偏共振去耦又称部分去耦
它通过使照射场
选择合适的频率
让 ¹³C与分子中
不直接相连的质子之间的耦合作用消除
¹³C与直接相连的质子之间的
自旋耦合裂分保留
例如
这是1 3-丁二醇的两张¹³C—NMR谱
a是质子去耦谱
b是质子偏共振去耦谱
质子去耦谱图中的信号都是单峰
而质子偏共振去耦谱中
由于保留了与¹³C直接相连
质子之间的自旋耦合裂分
所以峰的裂分数目
是与碳直接相连的质子的数目加1
图中的A到D
分别对应分子式中哪个碳呢
A 四重峰 直接相连质子是3个
B是双峰 直接相连质子是1个
C和D都是三重峰
直接相连质子是2个
我们再看选择去耦
选择去耦可以标识谱线
选择去耦法选择照射场的功率
只包括一个氢的共振频率
它使这个质子
与¹³C的自旋耦合裂分峰完全消除
同时使原来
与这个氢耦合的¹³C
出现强度增大的单峰
而其它¹³C核
与其直接相连的氢核耦合
全部保留
因此从谱图上
可以很清楚地将要识别的碳核标识出来
下图是辛烷的同分异构体的碳谱
请问该谱图与哪个结构式相符合呢
(1) 和(2)有6个信号
(3)有5个信号
(4)有2个信号
因为这个碳谱是几号信号啊 5个
所以只有(3)的结构式符合
由于该碳谱是采用质子宽带去耦技术
信号都是单峰
图中5个峰
对应分子式中的哪个碳呢
下次课我们讨论碳谱化学位移
和谱图解析
这次课先上到这里
-8.1.1 紫外光谱的基本原理
--紫外光谱的基本原理
-8.1.2 紫外光谱与分子结构
--紫外光谱与分子结构
-8.1.3 紫外吸收波长影响因素
--紫外吸收波长影响因素
-8.1.4 最大吸收波长计算(一)
--最大吸收波长的计算(一)
-8.1.5最大吸收波长计算(二)
--最大吸收波长计算(二)
-8.1.6 紫外光谱的应用
--紫外光谱的应用
--紫外光谱的应用
-8.2.1 红外光谱的简介
--红外光谱简介
--红外光谱简介简介
-8.2.2 分子结构与红外光谱特征的吸收频率
--分子结构和红外光谱的特征频率
-8.2.3常见有机化合物的红外光谱图(一)
--烃及卤代烃红外光谱
-8.2.4 常见有机化合物的红外光谱图(二)
--含氧氮有机物红外光谱
-8.2.5 红外光谱应用
--红外光谱的应用
--红外光谱的应用
-8.3.1.1 核磁共振谱的基本原理
--核磁共振谱基本原理
-8.3.1.2 化学位移
--化学位移
--化学位移
-8.3.1.3 自旋耦合和自旋裂分
--自旋耦合和自旋裂分
-8.3.1.4 核磁共振氢谱的解析
--氢核磁谱图的解析
--氢核磁共振谱解析
-8.3.2.1 碳核磁共振谱(上)
--碳核磁共振谱上
--碳核磁共振谱(上)
-8.3.2.2 碳核磁共振谱(下)
--碳核磁共振谱下
--碳核磁谱(下)
-8.3.3.1 二维核磁谱图(一)
--二维核磁谱图(一)
-8.3.3.2 二维核磁谱图(二)
--二维核磁谱图(二)
-8.4.1 质谱简介
--质谱简介
--质谱简介练习题
-8.4.2 有机质谱中的主要离子类型
--有机质谱中的主要离子类型练习题
-8.4.3 有机质谱中的裂解和重排
--有机质谱中的裂解和重排习题
-8.4.4 常见有机化合物的质谱特征(一)
--烃类的质谱特征练习题
-8.4.5 常见有机化合物的质谱特征(二)
--含氧化合物,醚和酮的质谱特征练习题
-8.4.6 常见有机化合物的质谱特征(三)
--醛,羧酸及杂原子有机物的质谱特征练习题
-8.4.7 质谱的解析
--质谱的解析
--质谱解析练习题
-8.5.1 单一谱图解析
--单一谱图解析
--单一谱图解析主观题
--单一谱图解析
-8.5.2 综合谱图解析
--综合谱图解析
--综合谱图解析主观题
--综合谱图解析客观题
-9.1.1 醇的命名和结构
--醇的命名和结构
--醇的结构和命名
-9.1.2 醇的制备
--醇的制备
--醇的制备
-9.1.3 醇的性质(一)
--醇的性质(一)
--醇的性质(一)
-9.1.4 醇的性质(二)
--醇的性质(二)
--醇的性质(二)
-9.1.5 醚的命名和制备
--醚的命名和制备
--醚的命名和制备
-9.1.6 醚的性质
--醚的性质
--醚的性质
-9.2.1 酚的命名、结构
--酚的命名、结构
--酚的命名和结构
-9.2.2酚的制备和物理性质
--酚的制备和物理性质
-9.2.3 酚的化学性质(一)
--酚的化学性质(一)
-9.2.4 酚的化学性质(二)
--酚的化学性质(二)
-9.3.1 醛酮的命名和结构
--醛酮的结构和命名
--醛酮的命名和结构
-9.3.2 醛酮的制备
--醛酮的制备
--醛酮的制备
-9.3.3 醛酮的性质(一)
--醛酮的性质(一)
--醛酮的性质(一)
-9.3.4 醛酮的性质(二)
--醛酮的性质(二)
--醛酮的性质(二)
-9.3.5 醛酮的性质(三)
--醛酮的性质(三)
--醛酮的化学性质(三)
-9.4.1 羧酸及其衍生物的结构、命名
--羧酸及其衍生物的结构、命名
-9.4.2 羧酸的制备
--羧酸的制备
--羧酸的制备
-9.4.3 羧酸衍生物制备及物理性质
--羧酸衍生物制备及物理性质
-9.4.4 羧酸的性质(一)
--羧酸的性质(一)
--羧酸的性质(一)
-9.4.5 羧酸的性质(二)
--羧酸的性质(二)
--羧酸的性质(二)
-9.4.6 羟基羧酸的制备及性质
--羟基羧酸的制备及性质
-9.4.7 羧酸衍生物的性质(一)
--羧酸衍生物的性质(一)
-9.4.8 羧酸衍生物的性质(二)
--羧酸衍生物的性质(二)
-9.5.1 β-二羰基化合物
--β-二羰基化合物
--β-二羰基化合物
-9.5.2 克莱森酯缩合及其在有机合成中的应用
--克莱森酯缩合及其在有机合成中的应用
-9.5.3 乙酰乙酸乙酯在有机合成中的应用
--乙酰乙酸乙酯在有机合成中的应用
-9.5.4 麦克尔加成
--麦克尔加成
--麦克尔加成
-10.1 硝基化合物的结构和命名
--硝基化合物的结构和命名
-10.2 硝基化合物的化学性质
--硝基化合物的化学性质
-10.3 胺的结构和命名
--胺的结构和命名
--胺的结构和命名
-10.4 胺的制备
--胺的制备方法
--胺的制备
-10.5 胺的化学性质(一)
--胺的化学性质(一)
-10.6 胺的化学性质(二)
--胺的化学性质(二)
-10.7 季铵盐和季铵碱
--季铵盐和季铵碱
--季铵盐和季铵碱
-10.8 腈和异腈
--腈和异腈
--腈和异腈
-10.9 重氮盐的性质(一)
--重氮盐的性质(一)
-10.10 重氮盐的性质(二)
--重氮盐的性质(二)
-11.1 杂环化合物的分类和命名
--杂环化合物的分类和命名
-11.2 杂环化合物的结构
--杂环化合物的结构
--杂环化合物的结构
-11.3 五元杂环化合物的性质
--五元杂环化合物的性质
-11.4 六元杂环化合物的性质
--六元杂环化合物的性质
-11.5 稠杂环化合物
--稠杂环化合物
--稠杂环化合物
-12.1 有机合成的任务
--有机合成的任务
--有机合成的任务
-12.2 有机合成路线的设计
--有机合成路线的设计
-12.3 药物合成案例
--药物合成案例
--药物合成案例
-有机化学下