化学位移与结构的关系.pptx

10:48:01第五章第五章 碳核磁共振波谱碳核磁共振波谱5.2 5.2 化学位移与结构的关系化学位移与结构的关系化学位移与结构的关系化学位移与结构的关系 1313C Nuclear Magnetic C Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy;Resonance Spectroscopy;(1313C C NMRNMR)10:48:011.典型化合物的化学位移范围典型化合物的化学位移范围 脂肪烃（脂肪烃（SP3杂化）杂化）0-55与氧相连（与氧相连（48-88）烯烃和芳烃（烯烃和芳烃（SP2杂化）杂化）105-145酸和酯（酸和酯（C*=O）155-190醛和酮（醛和酮（C*=O）175-225炔烃（炔烃（SP杂化）杂化）（C C）68-93氰基氰基（SP杂化）杂化）（C N）112-12610:48:011)饱和烃及其衍生物饱和烃及其衍生物 饱和烃在高场范围（045）共振.直链端甲基的 CH3 14.0(碳数大于4),支链烷烃化合物中甲基的 CH3 7.030的范围内变化,鉴别直链或支链烷烃化合物.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.(1)饱和烃饱和烃10:48:01烷烃化学位移计算有Lindeman-Adams和和和和Grant-Paul经验公式.11 0 21 0 31 0 41=-1.5 12 0 22 0 32=-3.7 42=-8.4 13=-1.1 23=-2.5 33=-9.5 14=-3.4 24=-7.2A1 9.1A2 9.4A3 -2.5A4 0.3A5 0.1 kjAlGrant-Paul经验公式:10:48:01 kjk表示表示k-C原子类型，原子类型，J表示表示(kl)-C原子类型原子类型C原子的四种类型原子的四种类型:伯、仲、叔伯、仲、叔、季碳分别用、季碳分别用1,2,3和和4表示表示.例如例如 31表示表示k-C原子为叔碳原子为叔碳,而而(kl)-C原子为伯碳原子为伯碳.中的下标中的下标中的下标中的下标:l=l=1 1,指要计算的第指要计算的第指要计算的第指要计算的第k k个碳原子个碳原子个碳原子个碳原子(用用用用 k-C表示表示);l=l=2 2,指要计算的第指要计算的第指要计算的第指要计算的第k k11个碳原子个碳原子个碳原子个碳原子(用用用用 k k11 -C表示表示);l=l=3 3,指要计算的第指要计算的第指要计算的第指要计算的第k k22个碳原子个碳原子个碳原子个碳原子(用用用用 k k22 -C表示表示);l=l,l=l,指要计算的第指要计算的第指要计算的第指要计算的第k k l l个碳原子个碳原子个碳原子个碳原子(用用用用 k k l l -C表示表示);表示表示表示表示l l 碳上取代基的个数碳上取代基的个数碳上取代基的个数碳上取代基的个数.表示表示表示表示k k 碳上有碳上有碳上有碳上有3 3个取代基个取代基个取代基个取代基;表示表示表示表示k k11 碳上另外还有碳上另外还有碳上另外还有碳上另外还有1 1个取代基个取代基个取代基个取代基;表示表示表示表示k k l l 碳为甲基碳为甲基碳为甲基碳为甲基;10:48:02=-2.5+(9.11)+(9.4 1)+(-2.5 2)+(0.3 1)+(-1.1 1)=112=-2.5+(9.12)+(9.4 2)+(-2.5 1)+(-2.5 1)=29.53=-2.5+(9.13)+(9.4 2)+(-3.7 2)=36.26=-2.5+(9.11)+(9.4 2)+(-2.5 2)+(-1.1 1)=19.310:48:02例：烷烃取代基参数取代基（Y）COR30 124 13CHO31 02OH48 1041 85OR58 851 54NH229 1124 105(2)饱和烃衍生物饱和烃衍生物取代基对化学位移的影响具有加和性，10:48:02查表找OH基团的取代基参数 OH非端基：41 8 5 例如例如例如例如:计算下面化合物各个碳的化学位移计算下面化合物各个碳的化学位移计算下面化合物各个碳的化学位移计算下面化合物各个碳的化学位移10:48:022)2)烯烃及取代烯烃烯烃及取代烯烃 烯烃在100165范围内出现吸收峰，其中端烯基CH2在104115，带有一个氢原子的CHR在120140，而CRR在145165范围共振。谱峰成对出现谱峰成对出现,C=10-3010:48:023)3)炔烃炔烃烷基取代炔烃的化学位移:C=65-90;端基CH比CR在高场共振(化学位移小);极性取代基直接相连的炔碳原子:C=20-95 。10:48:034)4)芳烃芳烃芳香化合物碳的化学位移芳香化合物碳的化学位移芳香化合物碳的化学位移芳香化合物碳的化学位移:C=105-170(110-145);取代基的电负性对直接相连的芳环碳原子影响最大取代基的电负性对直接相连的芳环碳原子影响最大取代基的电负性对直接相连的芳环碳原子影响最大取代基的电负性对直接相连的芳环碳原子影响最大;共軛效应对邻、对位碳原子影响较大。共軛效应对邻、对位碳原子影响较大。共軛效应对邻、对位碳原子影响较大。共軛效应对邻、对位碳原子影响较大。=128.5+Zi 取代基芳香化合物碳的化学位移的影响具有加和性。取代基C1o-m-p-H0000CH39.30.60-3.1NH219.2-12.41.3-9.5OH26.9-12.71.4-7.3OCH331.4-15.00.9-8.1COCH39.10.10.04.2CHO7.50.7-0.55.4C2H515.6-0.6-0.1-2.810:48:03118.5128.4118.5158.5111.4137.4120.0129.4117.7159.9113.6138.5ZpOCH3-8.1ZmCOCH30ZpCOCH34.2ZmCOCH30ZOOCH3-15.0ZmOCH30.9ZoCOCH30.1ZmOCH30.9ZOOCH3-15.0Z1OCH331.4Z0COCH30.1Z1COCH39.1128.5128.5128.5128.5128.5128.5C6C5C4C3C2C110:48:034 -2.0 3 +1.0 2 +0.2 1 +6.4 1 -16.0 2 +3.6 3 +0.6 4 +4.3 1 -18.0 -16.62 +4.6 +5.13 +0.8 +1.3 4 +10.7 +10.8 C Observed C ObservedC Calculated Observed128.5+Zi 10:48:035)5)羰基化合物羰基化合物 各类羰基化合物在13C NMR谱的最低场共振.从低场到高场的次序是：酮、醛酸酮、醛酸 酯酯酰氯酰氯酰胺酸酐酰胺酸酐 醛醛:C=2005,在偏共振去偶谱中为双峰在偏共振去偶谱中为双峰(d).酮酮:C=21010,在偏共振去偶谱中为单峰在偏共振去偶谱中为单峰(s).酸、酸、酯、酰氯、酰胺、酸酐酯、酰氯、酰胺、酸酐:C=160185.在偏共振去偶谱中均单峰在偏共振去偶谱中均单峰(s).10:48:036)有机化合物重要基团有机化合物重要基团13C的化学位移的化学位移 的范围的范围 10:48:04自旋偶合自旋偶合 10:48:04 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 化学位移化学位移 chemical shift第三节第三节 自旋自旋自旋偶合和自旋偶合和偶合常数偶合常数 spin coupling and coupling constant第四节第四节 氢核磁共振波谱的应用氢核磁共振波谱的应用 application of 1H nuclear magnetic resonance结束结束结束结束