第十九章核磁共振波谱分析法课件.ppt

1、第十九章 核磁共振波谱分析法 一、一、概述概述 generalizationgeneralization 二、二、化学位移化学位移 chemical shiftchemical shift 三、三、偶合与弛豫偶合与弛豫 coupling and coupling and relaxationrelaxation 四、四、1313CNMRCNMR谱图谱图13C NMR spectrograph第五节 13C核磁共振谱简介nuclear magnetic resonance spectroscopy;NMR 13C Nuclear magnetic resonance spectroscopy 2

2、022-12-10一、概述一、概述 PFT-NMR(1970年)，实用化技术；13C谱特点：谱特点：（1 1）研究）研究C C骨架，结构信息丰富；骨架，结构信息丰富；（2 2）化学位移范围大；）化学位移范围大；0 0250250ppmppm；(19F：300ppm；31P：700ppm；)（3）13C-13C偶合的几率很小；偶合的几率很小；13C天然丰度天然丰度1.1%；（4）13C-H偶合可消除，谱图简化。偶合可消除，谱图简化。核磁矩：1H=2.79270;13C=0.70216磁旋比为质子的1/4；相对灵敏度为质子的1/5600；H0EI=21I=21 H splittingC split

3、ting2022-12-10PFT-NMRR.F.transmitterMAGNETR-F receiverand detectorRecorderSweep generator(1)Magnet 251 (2)Sweep generator 310mG/min 全程0.2Gauss (3)（射频发生器）RF transmitter (4)（射频接收器和检测器）RF receiver and detector (5)（样品支架,探头）Sample holder,probe (6)（记录仪）RecorderMAGNET2022-12-10富里叶变换富里叶变换Pw1T1TPWPWTransmitt

4、erReceiver PW=1050s T=4s Freq.range PW12=200,000400,000Hz T1=41=0.25Hz2022-12-10FTtimefrequency脉冲脉冲弛豫弛豫H02022-12-10二、化学位移二、化学位移 chemical shift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、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

5、、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；2022-12-10化学位移规律：烷烃化学位移规律：烷烃取代烷烃取代烷烃:H3CC H2C H2C H2C H334.722.813.9碳数碳数n 4 端甲基端甲基 C=13-14 C CH CH2 CH3邻碳上取代基增多邻碳上取代基增多 C 越大越大2022-12-10化学位移规律：烯烃化学位移规律：烯烃 C=100-150（成对出现）成对出现）端端碳碳=CH2 110；邻碳上取代基增多邻碳上取代基增多 C越大：越大：C CCCH2CCH2CH3CH3CH3H3CCCH2CHCH3CH3CH3CH3H3

6、C2 5.43 0.45 2.22 4.72 9.95 3.51 4 3.71 1 4.4OCHH2CCH3OCHH2CCH384.2 153.22022-12-10化学位移规律：化学位移规律：炔烃炔烃 C C=65-90=65-90CH2CCHH3C67.084.7H3CCCCH373.6CH2CCHCH267.482.8CH2H3C17.429.921.212.9OCH2CH3CHCOCH3CC23.989.4H3C28.088.42022-12-10化学位移表化学位移表1 1 chemical shift table2022-12-10化学位移表化学位移表2 2 chemical shi

7、ft table2022-12-10三、偶合与弛豫三、偶合与弛豫13C-13C偶合的几率很小（13C天然丰度1.1%）；13C-1H偶合；偶合常数1JCH：100-250 Hz；峰裂分；谱图复杂；去偶方法：去偶方法：(1)(1)质子噪声去偶或宽带去偶质子噪声去偶或宽带去偶(proton noise decoupling or proton noise decoupling or boradband decouplingboradband decoupling)：采用宽频带照射，使氢质子饱和；去偶使峰合并，强度增加(2)(2)质子偏共振去偶：质子偏共振去偶：识别碳原子类型；弛豫：13C的弛豫比1

8、H慢，可达数分钟；采用PFT-NMR可测定，提供空间位阻、各向异性、分子大小、形状等信息；2022-12-10碳谱与氢谱的对比碳谱与氢谱的对比谱图去偶作用对比谱图去偶作用对比2022-12-10碳谱与氢碳谱与氢谱的对比谱的对比2022-12-10谱图去偶作用对比谱图去偶作用对比2022-12-10谱图去偶作用对比谱图去偶作用对比2022-12-10 四、四、13C NMR谱图谱图6H4H4H0.91.52.321018 124313C1HSttq1.C7H14O2022-12-10 13C NMR谱图谱图22.C9H10O2.13.67.2SSdddtq206140 12053 301H13C

9、2022-12-10 13C NMR谱图谱图32030405060qdqst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。H2CHCH2CCH3CCCH3CH3CH3CH3H3CCH32022-12-10 13C NMR谱图谱图44.C7H7Br1401207.02.320ssdddqd1H13C2022-12-10内容选择内容选择第一节第一节 核磁共振基本原理核磁共振基本原理principle of nuclear magnetic resonance第二节第二节 核磁共振与化学位移核磁共振与化学位移nuclear magnetic resonance and chemical shift第三节第三节 自旋偶合与自旋裂分自旋偶合与自旋裂分spin coupling and spin splitting第四节第四节 谱图解析与结构确定谱图解析与结构确定analysis of spectrograph and structure determination第五节第五节 1313C C核磁共振波谱核磁共振波谱13C nuclear magnetic resonance结束结束2022-12-10