文档介绍:波谱分析碳谱化学位移
有机波谱分析
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各类碳的化学位移
碳原子在13C-NMR中的C与很多因素有关,主要是杂化轨道状态及化学环境。
sp3-C在-~43 ppm
sp2-C在100~165 ppm
sp-C在67~92 ppm
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。
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烷烃
在链烷烃中每一个碳的C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C在-~43 ppm。其中CH4屏蔽最大,C 在- ppm。
(2)CH4的氢被CH3取代,则中心碳的C对应取代甲基的增多,;; ppm。每增加一个CH3中心碳C发生近似9ppm的去屏蔽效果,这叫取代效应。(如甲烷C为-、,、丙烷 ,, )
取代烷烃:
H
3
C
C
H
2
C
H
2
C
H
2
C
H
3
3
4
.
7
2
2
.
8
1
3
.
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碳数n >4 端甲基 C=13-14 ppm C>CH> CH2 >CH3,邻碳上取代基增多C 越大。
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(3)若-H被甲基取代,如C-C-H C-C-CH3,则C的C向低场移动9 ppm左右,叫效应。
(4)若-H被甲基取代,C-C-C-H C-C-C-CH3,则C的。此效应与、效应相反,叫效应。
(5)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C(K)可以用经验公式Lindeman和Adams方法计算,其表达式为:
C(K)=BS+
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C(K) = BS+
其中Bs、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Nk4分别为与第K个碳原子相距3个及4个键的碳原子数。
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表4-8 Lindeman和Adams参数
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例:3-甲基庚烷的C-5的C计算如下:
1 2 3 4 5 6 7
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C5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A22=; s为2= -; 为2=;
(e)将有关参数值代入,得
C5= B2+ D2 A22+2 Nk3+2 Nk4
=+2+(-)2+1
=(ppm) ()
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环烷烃
环烷烃中C与环的大小无明显内在关系,除环丙烷外,环烷烃中碳的C变化幅度不超过 6ppm。
环丙烷C在 ppm,其余环烷烃(环丁烷到环十七烷) ~ ppm。
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