CNMR核磁共振碳谱化学位移总览表医学知识培训课件.ppt
- 【下载声明】
1. 本站全部试题类文档,若标题没写含答案,则无答案;标题注明含答案的文档,主观题也可能无答案。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
2. 本站全部PPT文档均不含视频和音频,PPT中出现的音频或视频标识(或文字)仅表示流程,实际无音频或视频文件。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
3. 本页资料《CNMR核磁共振碳谱化学位移总览表医学知识培训课件.ppt》由用户(晟晟文业)主动上传,其收益全归该用户。163文库仅提供信息存储空间,仅对该用户上传内容的表现方式做保护处理,对上传内容本身不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知163文库(点击联系客服),我们立即给予删除!
4. 请根据预览情况,自愿下载本文。本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
5. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007及以上版本和PDF阅读器,压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- CNMR 核磁共振 化学 位移 总览 医学知识 培训 课件
- 资源描述:
-
1、CNMRCNMR核磁共振碳谱核磁共振碳谱化学位移总览表医学化学位移总览表医学知识知识 13C核磁共振谱的信号是1957年由P.C.Lauterbur首先观察到的。碳是组成有机物分子骨架的元素,人们清楚认识到13C NMR对于化学研究的重要性。由于13C的信号很弱,加之1H核的偶合干扰,使13C NMR信号变得很复杂,难以测得有实用价值的谱图。20世纪70年代后期,质子去偶和傅里叶变换技术的发展和应用,才使13C NMR的测定变成简单易得。20多年来,核磁共振技术取得巨大发展,目前,13C NMR已广泛应用于有机化合物的分子结构测定、反应机理研究、异构体判别、生物大分子研究等方面,成为化学、生物
2、化学、药物化学及其他相关领域的科学研究和生产部门不可缺少的分析测试手段,对有关学科的发展起了极大的促进作用。4.1核磁共振碳谱的特点核磁共振碳谱的特点2CNMR核磁共振碳谱化学位移总览表医学知识4.2核磁共振碳谱的测定方法核磁共振碳谱的测定方法1灵敏度低灵敏度低 13C核的天然丰度很低,只有1.108%,而1H的天然丰度为99.98。13C核的旋磁比C也很小,只有H核翔的1/4。信号灵敏度与核的旋磁比C的立方成正比,因此,相同数目的1H核和13C核,在同样的外磁场中,相同的温度下测定时,其信噪比为11.59 10-4,即13C NMR的灵敏度大约只有1H NMR的1/6000。所以,在连续波谱
3、仪上是很难得到13C NMR谱的,这也是13C NMR在很长时间内未能得到广泛应用的主要原因。2分辫能力高分辫能力高 1H NMR的化学位移通常在0-15ppm,而13C NMR的常用范围为0-300ppm,约为1H谱的20倍。同时13C自身的自旋-自旋裂分实际上不存在,虽然,13C-1H之间有偶合,但可以用质子去偶技术进行控制。因此13C谱的分辨能力比1H谱高得多,结构不对称的化合物、每种化学环境不同的碳原子通常可以得到特征的谱线。3CNMR核磁共振碳谱化学位移总览表医学知识3能给出不连氢碳的吸收峰能给出不连氢碳的吸收峰4不能用积分高度来计算碳的数目不能用积分高度来计算碳的数目 在1H NM
4、R中不能直接观察到C=O、C=C、CC、C=N、季碳等不连氢基团的吸收信号,只能通过相应基团的化学位移值、分子式不饱和度等来判断这些基团是否存在。而13C NMR谱可直接给出这些基团的特征吸收峰。由于碳原子是构成有机化合物的基本元素,因此从13C NMR谱可以得到有关分子骨架结构的信息。13C NMR的常规谱是质子全去偶谱。对于大多数碳,尤其是质子化碳,它们的信号强度都会由于去偶的同时产生的NOE效应而大大增强,如甲酸的去偶谱与偶合谱相比,信号强度净增近2倍。季碳因不与质子相连,它不能得到完全的NOE效应,故碳谱中季碳的信号强度都比较弱。由于碳核所处的环境和弛豫机制不同,NOE效应对不同碳原子
5、的信号强度影响差异很大,因此不等价碳原子的数目不能通过常规共振谱的谱线强度来确定。4CNMR核磁共振碳谱化学位移总览表医学知识5弛豫时间弛豫时间1可作为化合物结构鉴定的波谱参数可作为化合物结构鉴定的波谱参数 在化合物中,处于不同环境的13C核,它们的弛豫时间1数值相差较大,可达23个数量级,通过1可以指认结构归属,窥测体系运动状况等。4.2.1脉冲傅里叶变换法脉冲傅里叶变换法原理同原理同1H NMR。5CNMR核磁共振碳谱化学位移总览表医学知识4.2.2核磁共振碳谱中几种去偶技术核磁共振碳谱中几种去偶技术 在有机化合物的13C NMR中,13C-13C之间的偶合由于13C的天然丰度很低,可以不
6、予考虑。但13C-1H核之间的偶合常数很大,如1JCH高达120-320Hz,13C的谱线会被与之偶合的氢按n+1规律裂分成多重峰,这种峰的裂分对信号的归属是有用的,但当谱图复杂时,加上2JCCH、3JCCCH也有一定的表现,使各种谱峰交叉重叠,谱图难以解析。为了提高灵敏度和简化谱图,人们研究了多种质子去偶测定方法,以最大限度地获取,13C NMR信息。1质子宽带去偶法2偏共振去偶法3门控去偶法4反转门控去偶法5选择质子去偶6CNMR核磁共振碳谱化学位移总览表医学知识谱图去偶作用对比谱图去偶作用对比7CNMR核磁共振碳谱化学位移总览表医学知识13C NMR spectrum with the
7、protons coupled1234561234568CNMR核磁共振碳谱化学位移总览表医学知识13C NMR spectrum with the protons decoupled by the broadband decoupler1234561234569CNMR核磁共振碳谱化学位移总览表医学知识谱图去偶作用对比谱图去偶作用对比10CNMR核磁共振碳谱化学位移总览表医学知识6.INEPT谱和谱和DEPT谱谱 常规的13C NMR谱是指宽带质子去偶谱。在去偶的条件下,失去了全部CH偶合的信息,质子偶合引起的多重谱线合并,每种碳原子只给出一条谱线。虽然用偏共振去偶技术可以分辨CH3、CH2
8、、CH及季C的归属,但由于偏共振去偶谱中偶合常数分布不均匀,多重谱线变形和重叠,在复杂分子的研究中仍然受到限制。随着现代脉冲技术的发展,产生了一些新的能确定碳原子级数的新方法,如J调制法、APT法、INEPT法和DEPT法等,其中INEPT法和DEPT法已被广泛应用。1)INEPT法法 由于核磁共振本身信号灵敏度很低,尤其是低天然丰度的核(如13C、15N等)更为突出。INEPT法是在具有两种核自旋的系统中,以CH为例,通过脉冲技术,把高灵敏1H核的自旋极化传递到低灵敏的13C核上去,这样由1H到与其偶合的13C的完全极化传递可使,13C信号强度增强4倍。11CNMR核磁共振碳谱化学位移总览表
9、医学知识INEPT谱中不出现季碳的信号CH3、CH2、CH为正值只出现CH的正峰CH3和CH为正峰,而CH2为负峰12CNMR核磁共振碳谱化学位移总览表医学知识2)DEPT法法DEPT135谱,CH3和CH为正峰,而CH2的峰为负DEPT90谱,只出现CH的正峰DEP45谱,CH3、CH2和CH的峰均为正峰常规宽带质子去偶13C谱DEPT谱中也不出现季碳的信号13CNMR核磁共振碳谱化学位移总览表医学知识 化学位移范围:0250ppm;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:饱和烃碳原子、炔烃碳原子、烯烃碳原子、
10、羧基碳原子碳谱:饱和烃碳原子、炔烃碳原子、烯烃碳原子、羧基碳原子氢谱:饱和烃氢、炔氢、烯氢、醛基氢;氢谱:饱和烃氢、炔氢、烯氢、醛基氢;(2)(2)与电负性基团,化学位移向低场移动;与电负性基团,化学位移向低场移动;4.313C的化学位移的化学位移4.3.1屏蔽常数屏蔽常数 不同环境的碳,受到的屏蔽作用不同,值不同,其共振频率C也不同。14CNMR核磁共振碳谱化学位移总览表医学知识4.3.2影响影响13C化学位移的因素化学位移的因素1碳杂化轨道碳杂化轨道 碳原子的杂化轨道状态(sp3、sp2、sp)很大程度上决定13C化学位移。sp3杂化碳的共振信号在高场,sp2杂化碳的共振信号在低场,sp杂
11、化碳的共振信号介于前二者之间。以TMS为标准,对于烃类化合物来说,sp3碳的值范围在060ppm;sp2杂化碳的值范围在100150ppm,sp杂化碳的值范围在6095ppm。2诱导效应诱导效应 当电负性大的元素或基团与碳相连时,诱导效应使碳的核外电子云密度降低,故具有去屏蔽作用。随着取代基电负性增强,或取代基数目增大,去屏蔽作用也增强,值愈向低场位移。15CNMR核磁共振碳谱化学位移总览表医学知识3共轭效应共轭效应 共轭作用会引起电子云分布的变化,导致不同位置碳的共振吸收峰向高场或低场移动。比乙醛(199.6ppm)处较高场值比苯(128.5ppm)大 4立体效应立体效应 13C化学位移对分
展开阅读全文