文档介绍：有机波谱分析
44各类碳的化学位移
碳原子在CNMR中的8与很多因素有关,主
要是杂化轨道状态及化学环境。
sp3-C在21~43ppm
sp2-C在100~165ppm
sp-C在67~92ppm
各类碳的化学位移顺序与氢谱中各类碳上对应质子的
化学位移顺序有很好的一致性
若质子在高场,则该质子连接的碳也在高场;反之,
若质子在低场,则该质子连接的碳也在低场
200
140120
100806040
芳环
N烯烃
\n-HCCH
-CH=CHCHCH
>CHO-
CH,0
OCH
>N-C
N=C二C=N
⊥C=CH
>CH-C-, -cH, C-, CHrC
CH3-C-CL
元CC∈
C-CHrC
贴
CHC≤
1201830160140120**********
sp
图5-8各类碳的化学位移范围
在链烷烃中每一个碳的8与它直接相连的碳原子数和
相近的碳原子有关。
(1)饱和碳的8c在21~43ppm。其中CH屏蔽最大,
δc在2Ippm
(2)CH4的氢被CH3取代,则中心碳的8对应取代甲
基的增多分别为59;;。每增加一
个CH3中心碳8c发生近似9ppm的去屏蔽效果,这叫α取
代效应。(如甲烷C为-、乙烷C为59,、丙烷C
为156,161,)
碳数n>4端甲基8=1314ppm6o>8cm>6m>8cm,邻碳上取
代基增多δc越大。
H3CCH2CH2-CH2CH3
取代烷烃:,7
(3)若βH被甲基取代,如CaCB1H→ C -Co-CH2,
则C的8c向低场移动9ppm左右,叫效应。
(4)若yH被甲基取代,CCp-CyH→ Ca-CB-C
CH3,则C的δc向高场移动25ppm左右。此效应与
α、β效应相反,叫效应
(5)δ及更远的甲基影响很小。
(6)直链烷烃及开环支链烷烃中第K个碳原子的化
学位移δ可以用经验公式 Lindeman和 Adams方法
计算,其表达式为:
C(K)
B3+∑DnAm+y,N3+△,N
8c=Bs∑DnAm+y,Nk3+△Nk4
其中B。、Asm、s、△s为下表中的常数。
S为直接与第K个碳原子连接的碳原子数。
Dm是与第K个碳原子相邻并且含有m个m为2、3、4)相
邻碳的碳原子数,D2、D3、D4可以为零。
Nk3和N4分别为与第K个碳原子相距3个及4个键的碳原
子数
表48 Lindeman和 Adams参数
A142548A242143Ax41470A4735
Yi
299Y
△△△30
△,0
例:3甲基庚烷的c5的δ计算如下:
123
4567
CH3-CH2-CH(CH3)-CH2-CH2 -CH2-CH3
(a)与C5直接相连的碳原子数是2,S=2
(b)连接C的两个碳皆为仲碳,所以D2=2;D3=0;D4=0。
(c)与C5相隔三个键的碳原子数为2,相隔四个键的碳原子
数为1,因此Nk3=2,Nk4=1
(d)Bs为B2=;Asm为A22957;7为y2=-269;△为
(e)将有关参数值代入,得
δc5=B2+D2A2+y2Nk3+△2Nk4
=1534+2×+(-269)×2+×1
=(ppm)()
442环烷烃
环烷烃中8与环的大小无明显内在关系,除环丙烷
外,环烷烃中碳的δ变化幅度不超过6ppm。
环丙烷δ在26pm,其余环烷烃环丁烷到环十七
烷)6c在233-
烯碳为sp杂化,δc为00~-165ppm,与芳环碳δ范
围相同
线性及开链枝化烯烃中的烯碳δ可以用下式计算:
8cKx)=1233+
∑A(R)+∑A+校正项
Yβakk,oβy
C-C-C-C=C-C-C-C-
其中Ak1(R)表示在碳链中第位置引入取代基R对
烯碳K的化学位移的增值。i为双键另一边的取代基
位置。