当前课程知识点:有机化学(下) > 第八章 有机波谱学基础 > 8.3.2.2 碳核磁共振谱(下) > 碳核磁共振谱下
同学们好
我们接着来学习碳核磁共振谱
那么这节课我们来学习¹³C的化学位移
¹³C的化学位移亦以四甲基硅为内标
规定TMS=0
其左边值大于0 右边值小于0
与¹H的化学位移一样
¹³C的化学位移
也是自旋核周围的电子屏蔽造成的
因此对碳核周围的电子云密度
有影响的任何因素
都会影响它的化学位移
如碳的杂化方式
分子内及分子间的氢键
各种电子效应 诱导 共轭
构象 构型 测定时溶剂的种类
溶液的浓度 体系的酸碱性
等都会对碳化学位移产生影响
来看各种类型¹³C核的化学位移
正构烷烃一般在35以内
取代烷烃
当链烷分子中有一个
或多个H原子被其它基团取代时
¹³C核化学位移将发生变化
一般在50到80之间
季碳35到70
叔碳30到60
仲碳25到45
伯碳0到30
我们看取代烯烃
乙烯123.3
那么烯碳呢是在100到150
取代苯 苯128.5
那么芳烃
取代芳烃中的芳碳120到160
羰基化合物 羰基碳160到220
sp杂化¹³C核的化学位移
乙炔71.9
那么炔碳呢是在65到90之间变化
我们来看¹³C—NMR波谱的解析
一般谱图从高场到低场可分为四大区
0到40为饱和碳区无杂原子取代
40到90饱和碳上有N O等取代
和炔碳
90到160为芳碳及烯碳区
大于160为羰基碳及叠烯碳
分子中碳原子在碳谱中化学位移大小的顺序
与碳原子上氢原子
在氢谱中化学位移大小的顺序是一致的
我们来看例题1
未知物的分子式为C₈H₈O
其核磁共振碳谱如下图
那么图中的s d q是什么意思呢
谱图中s表示单峰
d表示二重峰
t表示三重峰
q表示四重峰
该谱图显示有两个单峰
3个双峰 1个四重峰
我们先求算一下不饱和度
不饱和度等于5
那么可能含有
苯环和羰基 碳碳双键或环
那么化学位移在接近200 有一单峰
那确定有羰基
化学位移在140附近
有一个单峰
苯环的取代碳
化学位移在120到140之间 有三个双峰
苯环上的一取代
化学位移在20到30之间有四重峰
有甲基
那么该化合物应该是苯乙酮
解析过程列表总结一下
结合碳谱和氢谱来解析分子结构
我们看例题2
化合物C₆H₁₂O
根据NMR谱图确定结构
并说明依据
首先求算不饱和度为1
可能含有羰基或碳碳双键
先来分析氢核磁共振谱
化学位移在1附近
有三个氢的三重峰
推断有乙基
化学位移在在1附近
有6个氢的双峰
那么有同碳二甲基
化学位移在2.4到2.5之间
有2个氢的四重峰
再次说明有乙基存在
且与羰基相连
化学位移接近2.5到2.7之间
有1个氢的多重峰
印证有异丙基
而且与羰基相连
再来分析碳谱
化学位移接近220
有一单峰 有羰基存在
化学位移在40附近有双峰
有次甲基
化学位移大于30处 有三重峰
有亚甲基
化学位移在20和10附近
有两个四重峰
说明有两个甲基
而且不与杂原子相连
我们把上面的解析过程
总结在表里
可推断
这个化合物的结构式是
2-甲基-3-戊酮
结合红外光谱和碳谱
来怎么解析化合物结构呢
我们来看例题3
某化合物C₇H₉N
根据IR和¹³C-NMR谱图推断其结构
首先我们计算不饱和度是4
推断可能有苯环
先分析红外光谱
波数在3421和3338处有吸收峰
伯胺N-H伸缩振动吸收峰
1270处则是伯胺特征
1624和1516是苯环的骨架振动
813是苯环对位取代
再来看碳谱
化学位移在110到150之间
有两个单峰 两个双峰
则显示苯环的对位取代
化学位移在20附近
有一个四重峰
推断有不与杂原子相连的甲基存在
综合红外光谱和核磁共振谱分析
该化合物为对甲苯胺
一级图谱比较简单
高级图谱的谱线一般都很复杂
难以直接剖析
随着高场超导核磁共振波谱仪
和计算机技术的发展
各种二维核磁共振波谱应运而生
它能把一维谱在两个独立的频率域展开
消除了谱带的重叠
有利于谱图的解析
下次课开始学习
二维核磁共振谱
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