当前课程知识点:有机化学(下) > 第八章 有机波谱学基础 > 8.3.3.2 二维核磁谱图(二) > 二维核磁谱图(二)
我们在上次课程中已经学习过了
COSY谱图和NOESY谱图
今天我们将继续学习HMQC和HMBC
再次重复一下
HMQC的全称是
异核多量子相关谱
HMBC是异核多键相关谱
我们先来看异核多量子相关谱
也就是HMQC
它是 ¹H与¹³C的异核相关谱
实验通过多量子相干
利用检测H信号
而达到间接检测¹³C信号的目的
在谱图中 横轴为氢谱 纵轴为碳谱
不再有对角峰的出现
只有交叉峰
交叉峰信号表明
直接相连的C-H耦合信息
分析谱图时
可通过已知氢核信号
找到与之相连的碳核信号
反之亦然
由于季碳上无直接相连氢原子
因此在HMQC谱中
季碳不出交叉峰
依旧以小蠹烯醇为例
我们来看一看它的HMQC谱图
在谱图中
F1轴对应的是化合物的碳谱
F2轴对应的是它的氢谱
当氢核与碳存在关联时
就会有交叉峰的显现
举例来说
亚甲基质子3和3’与碳3直接相连
它们之间相互关联
我们在谱图中可以看到
质子3 3’与碳3的交叉峰
又例如
亚甲基质子5 5’
与碳5直接相连
它们之间也相互关联
同样的在谱图中
我们可以看到亚甲基质子
5 5’与碳5的交叉峰
其它交叉峰也做同样的解析
因为HMQC显示了
直接相连的质子和碳之间的关联
只要完成化合物氢的归属
同时也就完成了碳的归属
但是当碳原子上面没有氢存在时
也就是当季碳原子存在时
由于没有交叉峰
我们就很难通过HMQC
完成碳的归属
如小蠹烯醇中的C6
此时HMBC实验
可以帮助我们看到这些绝缘地带
HMBC是¹H与¹³C 的异核远程相关谱
与HMQC一样
也是通过检测¹H信号
而达到间接检测¹³C信号的目的
除此之外
二者相同点还包含
在谱图中 横轴为氢谱 纵轴为碳谱
无对角峰 只有交叉峰
而二者的不同是
在HMBC谱图中
相隔2-4个化学键
相连的C H会显示交叉峰
因此可通过远程耦合
得到季碳相关结构信息
下面让我们来看
小蠹烯醇的HMBC谱图
为了看得更清楚
谱图被划分为几个部分
这里显示的是谱图五个部分中的四个
F1轴依然对应化合物的碳谱
F2轴对应它的氢谱
与HMQC谱两个明显的不同点是
在HMBC中
没有一键相隔的碳氢偶联
同时 相关峰也更多了
在解析谱图时
我们可以从碳轴开始
因为碳谱重叠峰较少
让我们看C6这里
在HMQC谱图中C6没有相关峰
但在HMBC谱图中
有图中所示6个相关峰
分别为与氢7
氢8
乙烯基氢
氢4
和一对亚甲基氢
5 5'的关联峰
这些氢核都是与C6远程相关的氢
可以通过HMBC获得相关信息
以上就是HMBC
如何为我们提供其它谱图之外的更多信息的过程
最后
在以上学习的基础上
让我们看一个关于这部分所讨论过的
二维核磁谱图的案例研究
首先 在这张PPT中展示的是
化合物I的氢谱
仅凭一维核磁氢谱所提供的信息
我们可以完成一部分质子的归属
例如H16
H16应该是一个在高场的三重峰
在谱图中对应这个峰
但是
H14 H15
等烷基链部分氢的归属却较为困难
为了完成整个结构的归属
我们需要从不同的二维核磁谱图中
获取更多的信息
通过COSY提供的¹H-¹H关联信息
以及H16的峰
我们就可以找到与H16相关联的H15
然后通过H15及其相关峰
我们可以得到与其相关联的H14
再通过H14
及其相关峰
我们又可以找到与其相关联的H13等
H21和H20的归属
也可以通过同样的方法完成
但是 我们发现一个问题
就是这两个峰是H18和H19
但是我们却不能确定哪个是H18
哪个是H19
还需要其它图谱为我们提供更多的信息
来协助我们完成所有氢核的归属
这里展示的是化合物I的HMQC谱
结合我们已完成的氢的归属
HMQC
将协助我们完成化合物I中碳的归属
请注意在这个图里
质子轴和碳轴交换了位置
如图中所示
H14与C14相关联
H20与C20相关联等等
我们在此就不一一阐述了
最后 我们来看一下
化合物I的HMBC谱图
如同我们之前提到的那样
我们并不能确定哪个峰是H18
哪个峰是H19
现在 在HMBC谱图中
我们可以看到C20同两个氢相关联
对应其结构 这两个氢
应分别是H21和H19
再根据谱图
与C20相关联的两个峰中
一个对应已知的H21
我们可以得出结论
另外一个就是H19
鉴于此
我们找到了H19的峰
那么我们就知道了
这两个未知峰中的另一个就是H18了
通过以上的方法
我们可以完成化合物I的所有峰的归属
在最后这两节
我们学习了COSY
NOESY HMQC和HMBC谱
我们把重点放在了如何解读谱图
以及如何完成不同结构的解析
其实 还有更多非常有用的二维核磁谱图
我们就不在这里一一介绍了
如果感兴趣的话
非常欢迎同学们自己阅读相关内容
在下一节的学习中
我们将介绍结构解析的
另一重要手段-质谱
欢迎同学们的到来
-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