核磁共振谱优秀PPT.ppt

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1、核磁共振谱你现在浏览的是第一页，共35页本章内容本章内容4.1 核磁共振碳谱的特点核磁共振碳谱的特点4.2 核磁共振碳谱的测定方法核磁共振碳谱的测定方法4.3 13C的化学位移的化学位移4.4 13C NMR的自旋偶合及偶合常数的自旋偶合及偶合常数4.5 核磁共振碳谱解析及应用核磁共振碳谱解析及应用4.6 自旋自旋-晶格弛豫时间晶格弛豫时间(T1)4.7 二维核磁共振谱二维核磁共振谱你现在浏览的是第二页，共35页4.1 核磁共振碳谱的特点核磁共振碳谱的特点1.灵敏度低2.分辨能力高 3.给出不连氢的碳的吸收峰4.不能用积分高度来计算碳的数目5.驰豫时间T1 可作为化合物特构鉴定的波谱参数 你现

2、在浏览的是第三页，共35页你现在浏览的是第四页，共35页4.2 核磁共振碳谱的测定方法核磁共振碳谱的测定方法4.2.1 脉冲傅立叶变换法脉冲傅立叶变换法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你现在浏览的是第五页，共35页4.2.1 脉冲傅立叶变换法脉冲傅立叶变换法脉冲傅立叶变换法（脉冲傅立叶变换法（Pulse Fourier Transform，简称，简称PFT法）法）是利用短的射频脉冲方式的射频波照射样品，并同时激发所有是利用短的射频脉冲方式的射频波照射样品，并同时激发所有的的13C核。由于激发产生了各种核。由于激发产生了各种13C核所引起的不同频率成核所引起的不同

3、频率成分的吸收，并被接收器所检测。分的吸收，并被接收器所检测。你现在浏览的是第六页，共35页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为什么要去偶？如何去偶？为什么要去偶？如何去偶？去偶后如何确定碳为去偶后如何确定碳为C,CH,CH2,CH3?你现在浏览的是第七页，共35页你现在浏览的是第八页，共35页你现在浏览的是第九页，共35页你现在浏览的是第十页，共35页你现在浏览的是第十一页，共35页你现在浏览的是第十二页，共35页你现在浏览的是第十三页，共35页你现在浏览的是第十四页，共35页你现在浏览的是第十五页，共35页 常用的方法有：常用的方法有：质子宽带去偶法质子宽带去

4、偶法(Proton Broad Band Decoupling)偏共振去偶法偏共振去偶法(Off-Resonance Decouping)门控去偶法（门控去偶法（Gated Decoupling）反转门控去偶法反转门控去偶法(Inverted Gated Decoupling)你现在浏览的是第十六页，共35页4.3 13C的化学位移的化学位移你现在浏览的是第十七页，共35页4.3.1 屏蔽常数屏蔽常数 =d+p+a+sd项反映由核周围局部电子引起的抗磁屏蔽项反映由核周围局部电子引起的抗磁屏蔽的大小；的大小；p项主要反映与项主要反映与p电子有关的顺磁屏电子有关的顺磁屏蔽的大小，它与电子云密度、激

5、发能量和键蔽的大小，它与电子云密度、激发能量和键级等因素有关；级等因素有关；a表示相邻基团磁各项异性的表示相邻基团磁各项异性的影响；影响；s表示溶剂、介质的影响。表示溶剂、介质的影响。你现在浏览的是第十八页，共35页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 对于烃类化合物来说，对于烃类化合物来说，spsp3 3 碳的碳的 值范围在值范围在0 060 ppm60 ppm；spsp2 2杂化碳的杂化碳的 值范值范围在围在100100150ppm150ppm，spsp杂化碳的杂化碳的 值范围在值范围在606095 ppm95 ppm。2诱导效应3共轭效应4.立体效应5测定

6、条件.如：溶解样品的溶剂、溶液的浓度、测定时的温度等。如：溶解样品的溶剂、溶液的浓度、测定时的温度等。你现在浏览的是第十九页，共35页4.3.3 13C的化学位移的化学位移你现在浏览的是第二十页，共35页你现在浏览的是第二十一页，共35页你现在浏览的是第二十二页，共35页(alkane)0-30 ppm C(alkene)110-150 ppm C-N 50 C-O 60 C-F 70 ppm.Aromatic 110-160 ppm Ester,amide,acid,160-170 ppm Ketone,aldehyde 200-220 ppmThe typical chemical shi

7、ft ranges of carbon nuclei are as follows:你现在浏览的是第二十三页，共35页你现在浏览的是第二十四页，共35页1饱和碳的化学位移值饱和碳的化学位移值饱和烷烃：饱和烷烃为饱和烷烃：饱和烷烃为sp3杂化，其化学位移值一般在杂化，其化学位移值一般在-2.555ppm之间。之间。Grant和Paul提出了计算烷烃碳化学位移的经验公式：ci=-2.5+nij Aj+S 式中-2.5为CH4的值(ppm)；nij为相对于ci的j位取代基的数目，j=、；Aj为相对于Ci，j位取代基的位移参数；S为修正值 你现在浏览的是第二十五页，共35页2 烯碳的烯碳的C值值烯碳为

8、烯碳为sp2杂化，其杂化，其C 为为100165 ppm之间。之间。烯碳的烯碳的C值可用经验公式进行计算：值可用经验公式进行计算：Ci=123.3+nij Ai+S 式中式中123.3是乙烯的是乙烯的C值值(ppm)，nij为相对于烯碳为相对于烯碳Ci的的j位取代基的数目，位取代基的数目，j=、。你现在浏览的是第二十六页，共35页3炔碳的炔碳的C值值炔基碳为炔基碳为sp杂化，其化学位移介于杂化，其化学位移介于sp3与与sp2杂化碳之间，为杂化碳之间，为6792ppm，其中含氢炔碳（，其中含氢炔碳（CH）的共振信号在很窄范围）的共振信号在很窄范围（6770 ppm），有碳取代的炔碳（），有碳取代

9、的炔碳（CR）在相对较低场）在相对较低场（7485ppm），两者相差约为），两者相差约为15ppm。不对称的中间炔，。不对称的中间炔，如如2-炔、炔、3-炔等，炔等，二个炔碳二个炔碳C值相差很小，仅有值相差很小，仅有14ppm，这对判断炔基是否在链端很有用处。，这对判断炔基是否在链端很有用处。你现在浏览的是第二十七页，共35页4.芳环碳和杂芳环碳的芳环碳和杂芳环碳的C值值芳碳的化学位移值一般在芳碳的化学位移值一般在120160ppm范围内范围内.你现在浏览的是第二十八页，共35页5羰基碳的羰基碳的C值值化学位移值比烯碳更趋于低场，一般为化学位移值比烯碳更趋于低场，一般为160220 ppm之间

10、。之间。没有没有NOE效应，峰的强度较小效应，峰的强度较小醛基碳的醛基碳的c值在值在190205ppm之间之间;酮的酮的C=O在在195220ppm之间之间;羧酸及其衍生物的羧酸及其衍生物的C=O在在155185ppm范围内，范围内，其中羧酸的其中羧酸的C=O为为170185ppm，酰氯的酰氯的C=O为为160175ppm。酸酐的酸酐的C=O为为165175ppm，酰胺酰胺C=O为为160175ppm。你现在浏览的是第二十九页，共35页4.4 13C NMR的自旋偶合及偶合常数的自旋偶合及偶合常数对普通有机化合物来说,对13C NMR谱图影响最大的是13C 1H间的偶合，而对含氟或磷元素的化合

11、物，还要考虑13C-19F或13C-31P间的偶合作用。你现在浏览的是第三十页，共35页4.5 核磁共振碳谱解析及应用核磁共振碳谱解析及应用4.5.1 核磁共振碳谱谱图解析程序核磁共振碳谱谱图解析程序4.5.2 核磁共振碳谱解析示例核磁共振碳谱解析示例你现在浏览的是第三十一页，共35页4.6 自旋自旋-晶格弛豫时间晶格弛豫时间(T1)4.6.1 自旋自旋-晶格弛豫机理晶格弛豫机理4.6.2 T1值的应用值的应用你现在浏览的是第三十二页，共35页4.7 二维核磁共振谱二维核磁共振谱1二维J分解谱（2D J-resolved Spectroscopy,2DJ）2二维化学位移相关谱（Two-Dimesional Chemical Shift Correlation Spectroscopy）1H,1H化学位移相关谱（化学位移相关谱（1H,1H COSY）Heteronuclear multiple-quantum correlation(HMQC)Heteronuclear multibond correlations:HMBC 2D NMR homonuclear through space correlations:ROESY,NOESY你现在浏览的是第三十三页，共35页你现在浏览的是第三十四页，共35页你现在浏览的是第三十五页，共35页