碳谱图谱解析及新技术本科PPT学习教案

1、会计学1 碳谱图谱解析及新技术本科碳谱图谱解析及新技术本科 第1页/共48页 2.3 2.3 影响影响13 13C C化学位移 化学位移 绝大多数有机化合物的绝大多数有机化合物的13 13C C化学位移都落在去屏蔽的羰 化学位移都落在去屏蔽的羰 基和屏蔽的甲基之间，这个区间的基和屏蔽的甲基之间，这个区间的化学位移范围达化学位移范围达 200200。( (影响类似于影响类似于H H谱，定标谱，定标TMSTMS相同相同) ) 1. 1.杂环状态杂环状态 2.2.诱导效应诱导效应 3.3.立体效应立体效应 4.4.中介效应中介效应 5.5.介质效应介质效应 第2页/共48页 为了提高为了提高13 1

2、3C C信号强度，常采用下述方法： 信号强度，常采用下述方法： （a a）提高仪器灵敏度。）提高仪器灵敏度。 （b b）提高仪器外加磁场强度和射频场功率。但是射频场）提高仪器外加磁场强度和射频场功率。但是射频场 过大容易发生饱和。这两条都受到限制。过大容易发生饱和。这两条都受到限制。 （c c）增大样品浓度，以增大样品中核的数目。增大样品浓度，以增大样品中核的数目。 （d d）采用双共振技术，利用）采用双共振技术，利用NOENOE效应增强信号强度。效应增强信号强度。 （e e）多次扫描累加，这是最常用的有效方法。多次扫描累加，这是最常用的有效方法。在多次累在多次累 加时，信号加时，信号S S正

3、比于扫描次数，而噪音正比于扫描次数，而噪音N N反比于扫描次数反比于扫描次数 ，所以，所以S/NS/N（信噪比，即信号强度（信噪比，即信号强度) ) 正比于。若扫描累加正比于。若扫描累加 100100次，次，S/NS/N增大增大1010倍。倍。 第3页/共48页 第4页/共48页 第5页/共48页 体系体系峰数峰数峰数代号峰数代号多重峰相对强度多重峰相对强度 季碳季碳1s1 - -CH 2d1:1 - -CH2- -3t1:2:1 - -CH34q1:3:3:1 第6页/共48页 2. 碳核磁共振谱中的实验技术碳核磁共振谱中的实验技术 脉冲傅立叶变换法脉冲傅立叶变换法 核磁双共振核磁双共振 D

4、EPT：无畸变极化转移增强法：无畸变极化转移增强法 质子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 Decoupling) 现已基本上被现已基本上被DEPT所替代所替代 选择性去偶法选择性去偶法(Selected Decoupling) 门控去偶法门控去偶法(Gated Decoupling) 第7页/共48页 第8页/共48页 宽带去偶宽带去偶 偏共振偏共振 去偶去偶 选择性选择性 去偶去偶 未去偶未去偶 (CH2) (CH3) (CH) (CH2) (CH3) (CH) (C) 1H13C 第9

5、页/共48页 第10页/共48页 第11页/共48页 完全图谱完全图谱 测试中心给测试中心给 出的图谱出的图谱 质子宽带去偶质子宽带去偶 第12页/共48页 C6H12O d t t t OH 第13页/共48页 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 q d q s t 例例3.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。 H2 C H C H2 C CH 3 CCCH 3 CH 3 CH 3 CH 3 H3C CH 3 第14页/共48页 第15页/共48页 第16页/共48页 第17页/共48页 灵敏核灵敏核 非灵敏核非灵敏核 检测检测 （非灵敏核）

6、（非灵敏核） J 脉冲序列脉冲序列1 1 脉冲序列脉冲序列2 2 第18页/共48页 化转移的条件化转移的条件，所以不出现，所以不出现 信号，可对照常规信号，可对照常规13 13C C宽带质 宽带质 子去偶谱季碳信号加以指认子去偶谱季碳信号加以指认 第19页/共48页 第20页/共48页 第21页/共48页 Chemical shift (d, ppm) 020406080100120140160180200 CCH2CH2CH2CH3 O 第22页/共48页 Chemical shift (d, ppm) 020406080100120140160180200 CH CH CH CH2 CH

7、2 CH2 CH3 CCH2CH2CH2CH3 O 羰基和季碳峰消失羰基和季碳峰消失 伯碳和叔碳不变化伯碳和叔碳不变化 仲碳峰倒置仲碳峰倒置 第23页/共48页 标准去氢碳谱标准去氢碳谱 CH2碳向下 DEPT 90 仅CH碳 出现 DEPT 135CH和和CH3碳向上 第24页/共48页 DEP T 第25页/共48页 第26页/共48页 7(s) 146.8 6(s) 138.8 5(d) 129.1 4(d) 119.2 2(d) 112.3 3(d) 115.9 1(q) 21.3 第27页/共48页 A B C 第28页/共48页 Analysis: C8H8O 结构推导 第29页/

8、共48页 结构推导 Structure: IUPAC Name: acetophenone 第30页/共48页 第31页/共48页 第32页/共48页 第33页/共48页 第34页/共48页 第35页/共48页 第36页/共48页 第37页/共48页 第38页/共48页 第39页/共48页 Homonuclear correlation: Homonuclear correlation: (g)COSY, TOCSY, (g)COSY, TOCSY, gDQCOSYgDQCOSY noe: NOESY,noe: NOESY, ROESY ROESY Heteronuclear correlat

9、ion: DEPT, APT, Heteronuclear correlation: DEPT, APT, HETCOR (phase-sensitive multiplicity-HETCOR (phase-sensitive multiplicity- edited)edited) Indirect detection: Indirect detection: (g)HMQC, (g)HMBC, (g)HMQC, (g)HMBC, (g)HSQC,(g)HSQC, (g)HSQC-TOCSY, (g)HMQC-TOCSY (g)HSQC-TOCSY, (g)HMQC-TOCSY Reson

10、ance-selective: Resonance-selective: 1-D NOESY1-D NOESY (e.g., (e.g., GOESY), 1-D TOCSYGOESY), 1-D TOCSY 自动完成各种实验自动完成各种实验 第40页/共48页 第41页/共48页 第42页/共48页 COSY - COrrelation SpectroscopY X H 1 R2 O R1 OH 2 H 3 H 4 H 1 H 2 H 3 H 4 X X X X XX X H1 H2 H3 H4 H1H2H3H4H4 H4 H3 H3 H1 H1 H2 H2 (correlates scalarly coupled protons) Grad. 1H t1d1 The gradient DQF-COSY sequence: 第43页/共48页 H5eH1a H1a H2a H2a H5e H5a H5a H3e H3e H3a H3a 4 5 O 1 2 3 H OH H OH H H H Cl Cl H 1H d1 t