1、核磁共振碳譜Bionanotextile6.1 碳核磁共振譜簡介6.2 13C的化學位移6.3 偶合譜 6.4 碳核磁共振譜中的實驗技術6.5 碳核磁共振譜的解析及其應用 在有機物中，有些官能團不含氫, 例如C=O，C=C=C和N=C=O, 官能團的信息不能從1H NMR譜中得到，只能從13C NMR譜中得到含氫主要內容Bionanotextile6.1 核磁共振碳譜的特點v 靈敏度低：為1H 的1/6700，13C的天然豐度只占1.108%，所以含碳化合物的13C NMR信號很弱，需借助FT-NMR。但PFT-NMR扭曲了信號強度，不能用積分高度來計算碳的數目v 分辨能力高：譜線之間分得很開

2、，容易識別v 化學位移范圍大：0 300 ppm，1H NMR譜的20 30 倍v 自然豐度低：不可能同時有兩個13C出現在一個分子中，不必考慮13C與13C的偶合，只需考慮1H-13C偶合v 無法區別碳上連接的1H核數目v 掌握碳原子(特別是無H連接時)的信息，確定碳原子級數v 容易實現雙共振實驗v 準確測定馳豫時間T1，可作為化合物特構鑒定的波譜參數，幫助指認碳原子Bionanotextile氫譜與碳譜Bionanotextile6.2 13C的化學位移v化學位移：v1) TMS為參考標準，C = 0 ppmv2) 以各種溶劑的溶劑峰作為參數標準碳的類型 化學位移(ppm) 碳的類型 化學

3、位移(ppm)-C-I0 40C-65 85-C-Br25 65=C-100 150-C-Cl35 80C=O170 210-CH38 30C-O40 80-CH2- 15 55C6H6110 160 -CH- 20 60C-N30 65Bionanotextile13C的化學位移：屏蔽常數v = d + p + a + svd項反映由核周圍局部電子引起的抗磁屏蔽的大小vp項主要反映與p電子有關的順磁屏蔽的大小，它與電子云密度、激發能量和鍵級等因素有關va表示相鄰基團磁各項異性的影響vs表示溶劑和介質的影響Bionanotextile順磁屏蔽v抗磁屏蔽，Lamb公式：v順磁屏蔽，Karplus

4、與Pople公式：v(E)-1: 平均電子激發能的倒數vr-32p: 2p電子和核距離立方倒數的平均值vQAA: 所考慮核的2p軌道電子的電子密度vQAB: 所考慮核與其相連的核的鍵之鍵級v負號表示順磁屏蔽，|p|越大，去屏蔽越強，其共振位置越在低場v13C譜化學位移的決定因素是順磁屏蔽譜化學位移的決定因素是順磁屏蔽ppAAABBe hm CErQQ 22221323()diiemCr2213Bionanotextile影響13C化學位移的因素v13C NMR譜化學位移的分布范圍約為400 ppm，因此對分子構型和構象的微小差異也很敏感v 一般情況下，對于寬帶去偶的常規譜，幾乎化合物的每個不同

5、種類的碳均能分離開v 碳雜化軌道v 誘導效應v 空間效應v 超共軛效應v 重原子效應v 測定條件：溶解樣品的溶劑、溶液的濃度、測定時的溫度等Bionanotextile碳雜化軌道v雜化狀態是影響 C的重要因素，一般說 C與該碳上的 H 次序基本上平行 sp3 CH3 CH2 CH C=O 在最低場 150 220 ppmsp CCH 在中間 50 80 ppmOCH2COCH2CH3127 1344114611711141383636 126-142Bionanotextile3.2.2 鏈狀烷烴及其衍生物鏈狀烷烴及其衍生物取代基的電負性有電負性取代基、雜原子以及烷基連接的碳，都能使其 C信號

6、向低場位移，位移的大小隨取代基電負性的增大而增加，稱誘導效應Chemical shifts (ppm) of XCH2CH2CH3 1H 13C -CH2 -CH2 -CH3 -CH2 -CH2 -CH3Et 1.3 1.3 0.9 34 22 14COOH 2.3 1.7 1.0 36 18 14SH 2.5 1.6 1.0 27 27 13NH2 2.6 1.5 0.9 44 27 11Ph 2.6 1.6 0.9 39 25 15Br 3.4 1.9 1.0 36 26 13Cl 3.5 1.8 1.0 47 26 12OH 3.6 1.6 0.9 64 26 10NO2 4.4 2.1

7、 1.0 77 21 11Bionanotextile 128.5 a 147.7 b 116.1 a 112.5 b 132.0 c 129.8 d 119.0 c 129.0 d 132.8取代基的電負性v 若苯氫被-NH或-OH取代后，這些基團的孤對電子離域到苯環的電子體系上，增加了鄰位和對位碳上的電荷密度，屏蔽增加v 苯氫被拉電子基團-CN或-NO2取代后，苯環上電子離域到這些吸電子基團上，減少了鄰對位碳的電荷密度，屏蔽減小Bionanotextile取代基的電負性在不飽和羰基化合物和具有孤對電子的取代基系統中，這些基團便羰基碳正電荷分散，使其共振向高場位移 -CHO -COCH3 C

8、OOH CONH2 -COCl -COBrc=O 201 204 177 172 170 167c=O 201.5 192.4 190.7Bionanotextile取代基的電負性sp3 carbons can resonate close to sp2 region if they carry a number of electronegative substituents89 ppmNCHCOHHOHOOH2COCOH102 ppmBionanotextile(c ) 空間效應空間效應 HHHH空間效應v化學位移對分子的幾何形狀非常敏感，相隔幾個鍵的碳，如果它們空間非常靠近，則互相發生強烈

9、的影響，這種短程的非成鍵的相互作用叫空間效應。vGrant提出了一個空間效應的簡單公式，由空間效應引起的位移增量St不僅決定于質子和質子間的距離HH，而且取決于HH軸和被干擾的C-H鍵之間的夾角：v St = CFHH(HH)CosvFHH表示質子之間的排斥力, 是HH的函數; C為常數，St的符號取決于，可正可負BionanotextileHOOCH3CHCOOHHOOCH3CCOOHH14.0 ppm20.3 ppm空間效應v影響因素：va) 取代烷基的密集性：取代烷基越大、分枝越多，C也越大v 例：伯碳 仲碳 叔碳 季碳vb) -旁式效應：各種取代基團均使-碳原子的共振位置稍移向高場Bi

10、onanotextile空間效應：示例苯乙酮中若乙酰基鄰近有甲基取代，則苯環和羰基的共平面發生扭曲，羰基碳的化學位移與扭曲角 有關 = 0 = 28 = 50 C = 195.7 C = 199.0 C = 205.5Bionanotextile超共軛效應當第二周期的雜原子N、O和F處在被觀察的碳的 位并且為對位交叉時，則觀察到雜原子使 碳的C不是移向低場而是向高場位移2 6 ppmBionanotextile重原子效應v鹵素取代氫后，除誘導效應外，碘（溴）還存在重原子效應。隨著原子序數的增加，重原子的核外電子數增多，抗磁屏蔽增加，C移向高場v這主要是由于誘導效應引起的去屏蔽作用和重原子效應的

11、屏蔽作用的綜合作用結果。對于碘化物，隨著原子數的增大，表現出屏蔽作用化合物ClBrICH3XCH2X2CHX3CX425.154.277.796.710.221.612.3-28.5-20.5-53.8-139.7-292.3Bionanotextile氫鍵及其它影響v氫鍵的形成使羰基碳原子更缺少電子，共振移向低場v其他影響：提高濃度、降低溫度有利于分子間氫鍵形成Bionanotextile部分碳的13C化學位移Bionanotextile飽和烷烴為sp3雜化，其化學位移值一般在-2.5 55 ppm之間Grant和Paul提出計算烷烴碳化學位移的經驗公式： Ci = - -2.5 + nij

12、Aj + S = - -2.5 + 9.1n + 9.4n 2.5n + 0.3n + 0.1n 式中-2.5為CH4的 值(ppm)；nij為相對于Ci的 j 位取代基的數目，j = 、；Aj為相對于Ci的 j 位取代基的位移參數；S為修正值 飽和碳的化學位移值Bionanotextile飽和碳：正戊烷C1和C5，C2和C4是對稱的三個共振峰 CH3CH2CH2CH2CH3 1 2 3 4 5 1(C1和C5) = -2.5 + 9.1 1 + 9.4 1 - 2.5 1 = 13.5 ppm (實測 13.7 ppm)2(C2和C4) = -2.5 + 9.1 2 + 9.4 1 - 2.

13、5 1 = 22.6 ppm (實測 22.6 ppm)3(C3) = -2.5 + 9.1 2 + 9.4 2 = 34.5 ppm (實測 34.5 ppm)Bionanotextile取代鏈狀烷烴 C值的近似計算CCkiiikk RHZR( )( ,)()Zki: 取代基對k碳原子的位移增量Bionanotextile取代鏈狀烷烴：示例BionanotextileCksiikZRK( ).()27 6ReRa環烷烴及取代環烷烴v四員環到十七員環的 值無太大變化v取代環己烷的計算：vs: a (直立)和e (平伏)；K僅用于兩個(或兩個以上)甲基取代的空間因素校正項v大基團取代使被取代碳原

14、子的值有較大增加Bionanotextilev 乙烯：123.3 ppm，取代乙烯100 150 ppmv (C=) (-CH=) (H2C=) v 與相應烷烴相比，除了 碳原子的 值向低場位移4 5 ppm，其它（、碳原子）的 值一般相差在1 ppm以內，可按烷烴計算v 共軛效應：形成共軛雙鍵時，中間碳原子鍵級減小，共振移向高場v 烯碳的C值可用經驗公式進行計算： Ci = 123.3 + nijAi + Z 式中123.3是乙烯的C值，nij為相對于烯碳Ci的 j 位取代基的 數目，j = 、； 、 表示同側的碳， 、表示異側碳；Z為修正值烯碳的 C值Bionanotextile烯碳：示例

15、 Ci = 123.3 + nijAi + ZBionanotextile炔碳的 C值炔基碳為sp雜化，化學位移介于sp3與sp2雜化碳之間，為65 90 ppm，其中含氫炔碳 (CH) 的共振信號在很窄范圍(67 70 ppm)，有碳取代的炔碳(CR)在相對較低場(74 85 ppm)，兩者相差約為15 ppm。不對稱的中間炔如2-炔和3-炔，二個炔碳Ci值相差很小，僅有1 4 ppm，這對判斷炔基是否在鏈端很有用處 Bionanotextile芳環碳和雜芳環碳的 C值v 芳碳的化學位移值一般在120 160 ppm范圍內v 的范圍及影響因素:v 1) 苯：128.5 ppm; 取代苯環：1

16、00 160 ppm；被取代碳原子值有明顯變化，鄰、對位碳原子值有較大變化，間位碳原子值幾乎不變化v 2) 與取代基電負性相關：一般取代基電負性越強，被取代碳原子值越大v 3) 與未取代相比，取代碳原子峰高減弱：取代后缺少質子，T1(縱向馳豫時間)增大，NOE減少v 4) 取代基烷基分枝多，被取代碳原子值增加較多v 5) 重原子效應：碘、溴取代碳原子值向高場位移v 6) 共振效應：第二類取代基使鄰、對位碳原子值向高場位移，第三類取代基則使鄰、對位碳原子值向低場位移v 7) 電場效應：如硝基取代的鄰位碳原子值移向高場Bionanotextile無對稱性： 6個峰單取代： 4個峰對位取代： 4個峰

17、鄰位相同取代基： 3個峰間位三相同取代基： 2個峰單個苯環不可能只有5個碳峰！YXYXYXXXXXX苯環碳譜峰數RBionanotextile單取代苯環碳的部分化學位移Bionanotextile例題經驗公式：Bionanotextile例題Bionanotextile醇類碳的 C值烷烴中的H被OH取代后， 碳向低場位移35 52 ppm， 碳向低場位移5 12 ppm，而 碳向高場位移0 6 ppm（超共軛效應）Bionanotextile胺類碳的 C值烷烴中的H被NH2取代后， 碳向低場位移30 ppm， 碳向低場位移11 ppm，而 碳向高場位移4 ppm（超共軛效應）NH3+的效應較弱

18、BionanotextileCOCOCOXCOXCOXCOCCCOCCCOCC羰基碳的 C值羰基碳原子的共振位置在最低場 羰基 n *躍遷， E小，共振位置在低場 或共振效應: 羰基碳原子缺電子，順磁屏蔽增大羰基與具有孤對電子的雜原子或不飽和基團相連，羰基碳原子的電子短缺得以緩和，共振移向高場方向(羧酸及衍生物)Bionanotextile羰基碳的 C值化學位移值比烯碳更趨于低場，一般為160 220 ppm之間。沒有NOE效應，峰的強度較小醛基碳的C值在190 205 ppm之間, 酮的C=O在195 220 ppm之間Bionanotextile羧酸及衍生物碳的 C值Bionanotext

19、ile常用有機溶劑的13C核的化學位移和峰數 溶 劑 CDCl3 CD3OD CD3COCD3 C6D6 C5D5N c (ppm) 77.0 49.7 30.2 206.8 128.7 123.5 135.5 149.5 峰重數 3 7 7 s 3 3 3 3 溶 劑 CCl4 CD3CN (CD3)2S=O CD3CO2D c (ppm) 96.0 1.3 117.7 39.5 20.0 178.4 峰重數 s 7 s 7 7 sBionanotextile5.3.2 偶合常數偶合常數6.3 偶合譜核之間的自旋偶合作用是通過成鍵電子自旋相互作用造成的，與分子取向無關，這是一種標量偶合實驗發

20、現核 N 與核 K 之間的相互作用能與它們核的自旋量子數 I 的標量積成正比: E = JNKINIK, JNK為偶合常數偶合常數由分子結構決定，與外磁場大小及外界條件無關只考慮13C-1H偶合，不考慮13C-13C偶合Bionanotextile1JCH v1J(1H-13C) 是最重要的作用，一般在120 320 Hz， 與雜化軌道s成份有關 經驗證明，1JCH 5 (s%) (Hz)， s成分增大，1JCH增大vCH4 （sp3雜化 s% = 25%） 1J = 125 HzvCH2=CH2 (sp2雜化 s% = 33%） 1J = 157 HzvC6H6 （sp2雜化 s% = 33

21、%） 1J = 159 HzvHCCH （sp雜化 s% = 50%） 1J = 249 HzBionanotextileNOSOab161 136 131 127 開鏈 125 220 172175 170.5a149,b1331JCHv 與鍵角有關，與脂環烴環大小有密切關系v 受取代基的電負性影響：取代基電負性越大，碳核的有效核電荷增加越多， 1JCH也增大越多。v CH4 CH3Cl CH3F CH2F2 CHF3v1JCH 125 150 149.1 184.5 239.1Bionanotextile2JCCHv質子與鄰位碳原子的偶合2JCCH在-5 60 Hzv2JCCH一般數值不大

22、，與雜化及取代基有關。在2JCCH中，兩個碳原子的雜化狀態都影響它的數值： s成分增加2JCCH增大 偶合的碳原子上有電負性取代基，2JCCH增大Bionanotextile裂分峰數目v 1H和其它I 0的核(如2H、19F、31P)與13C之間有偶合作用，13C NMR譜中碳原子的譜峰也會發生分裂， I = 1/2的1H 、19F、31P形成的AXn系統符合n + 1規律，為一級譜。對于其它任意原子構成的AXn系統，計算裂分峰的通式為(2nIX + I)v 當X為重氫時，因為ID = l，所以2nIX + l = 2n + l 在CDCl3中，碳為三重峰 在CD3COCD3中，甲基碳原子為2

23、 3 + 1 = 7重峰v 峰強度比仍符合二項式展開項系數之比v 對普通有機化合物來說，對13C NMR譜圖影響最大的是13C-1H間的偶合，而對含氟或磷元素的化合物，還要考慮13C-19F或13C-31P間的偶合作用v 在碳譜中最重要的參數是峰的個數及其化學位移BionanotextileCHn體系的峰數及強度比在只考慮 1JCH 偶合時，各個碳在偶合譜中的峰數和相對強度如下表：體系峰數峰數代號多重峰相對強度季碳1s1 -CH2d1:1-CH2-3t1:2:1-CH34q1:3:3:1Bionanotextile6. 碳核磁共振譜中的實驗技術脈沖傅立葉變換法核磁雙共振DEPT：無畸變極化轉移

24、增強法質子寬帶去偶法(Proton Broad Band Decoupling)偏共振去偶法(Off-Resonance Decoupling)現已基本上被DEPT所替代選擇性去偶法(Selected Decoupling)門控去偶法(Gated Decoupling)Bionanotextile脈沖傅立葉變換法脈沖傅立葉變換法(Pulse Fourier Transform，簡稱PFT法)是利用短的射頻脈沖方式的射頻波照射樣品，可以同時使各種不同的核發生躍遷。由于激發產生了各種13C核所引起的不同頻率成分的吸收，并被接收器所檢測。在接收機中可以得到一張隨時間逐步衰減的信號，稱為FID (Fr

25、ee Induced Decay, 自由感應衰減信號)，它是各種核的FID信號的疊加，同時包括了各種核的信息。計算機把FID信號通過傅立葉轉換變成通常的NMR譜FID信號f(t) NMR譜f()Bionanotextile提高碳譜信號強度常采用下述方法： （a）提高儀器靈敏度（b）提高儀器外加磁場強度和射頻場功率，但是射頻場過大容易發生飽和。這兩條都受到限制（c）增大樣品濃度，增大樣品體積，以增大樣品中核的數目（d）采用雙共振技術，利用NOE效應增強信號強度（e）多次掃描累加，這是最常用的有效方法。在多次累加時，信號S正比于掃描次數，而噪音N正比于掃描次數，所以S/N（信噪比，即信號強度) 正

26、比于掃描次數。若掃描累加100次，S/N增大10倍Bionanotextile5.2 13C-NMR測定方法測定方法碳譜的特殊測定方法v在13C NMR譜中，因碳與其相連的質子偶合常數很大，1JCH大約在100 200 Hz，而且2JC-CH和3JC-C-CH等也有一定程度的偶合，以致偶合譜的譜線交疊，使圖譜復雜化。為了節省分析時間或使用較少的樣品量， 通常采用一些特殊的測定方法將碳譜進行簡化：v核磁雙共振及二維共振就是最重要的方法v核磁雙共振又分為若干種不同的方法，如質子寬帶去偶和偏共振去偶v在13C NMR測定中常規的測試就是質子寬帶去偶Bionanotextile雙共振v 雙共振(去偶法

27、)又分為同核雙共振(如1H-1H )和異核雙共振(如13C-13C)v 通常采用符號AX表示，A表示被觀察的核，X表示被另一射頻照射干擾的核v 因為在天然豐度的化合物中，可以不考慮13C-13C 偶合，故雙共振都是異核雙共振, 質子去偶的雙共振表示為13C1HBionanotextile常用去偶法寬帶去偶寬帶去偶偏共振偏共振去偶去偶選擇性選擇性去偶去偶未去偶未去偶 (CH2) (CH3) (CH) (CH2) (CH3) (CH) (C)1H13CBionanotextile質子寬帶去偶v在測定碳譜時，如以一相當寬的頻帶(覆蓋樣品中所有氫核的共振頻率，相當于自旋去偶的X)照射樣品，則13C和1

28、H之間的偶合被全部去除，每個碳原子僅出一條共振譜線。因此又稱為質子噪聲去偶v 由于1H對13C的偶合全部去掉，每一種化學等價的碳原子只有一條譜線，CH3、CH2、CH和季C皆是單峰v 其他核如D、19F和31P對碳的偶合此時一般還存在, 峰的重數由核的個數和自旋量子數Ix確定，用2nIx + 1計算。如ID = 1，IF = 1/2，IP = 1/2Bionanotextile 質子寬帶去偶v 基團CDn有2n + 1個峰，CDCl3作溶劑的碳譜中總有3個大峰v 基團CFn和CPn有n + 1個峰，如基團CF3為4重峰v 在分子中沒有對稱因素和不含氘、F和P等元素時，每個碳原子都出一個峰，互不

29、重疊。并且由于多重偶合峰合并成單峰提高了信噪比，使信號增強，更易得到。一般去偶NOE效應常使譜線增強1 2倍。但由于NOE作用不同，峰高不能定量反應碳原子的數量，只能反映碳原子種類的個數(即有幾種不同種類的碳原子)Bionanotextile質子寬帶去偶完全圖譜測試中心給出的圖譜質子寬帶去偶BionanotextileCF3COOCH3未去偶譜圖：三氟乙酸206.3和29.9為CD3COCD3的CO和CD3; 55.2四重峰為CH3O; 116.5四重峰為CF3; 159.05四重峰為COOBionanotextile寬帶去偶：三氟乙酸55.2在偶合譜中為四重峰，在去偶譜為單峰，歸屬于CH3O

30、; 116.5四重峰為CF3; 159.05四重峰為COOCF3COOCH3Bionanotextile2- -丁醇未去偶譜圖Bionanotextile膽固醇Bionanotextile偏共振去偶v 不完全去偶(Off-Resonance Decoupling)v 采用一個較弱的干擾照射場，這個射頻不會使任一質子去偶，而與各種質子的共振頻率偏離，便碳原子上的質子在一定程度上去偶。v 偶合常數比原來的JCH小，稱為剩余偶合常數JR。但是峰的裂分數目不變，仍保持原來的數目，而裂距減小了v JR與照射頻率偏置程度有關Bionanotextile偏共振去偶v 偏共振去偶的目的是降低1J，去掉氫核對碳

31、核的遠程偶合2JCH和3JCH，改善因偶合產生的譜線重疊而又保留了偶合信息，從而確定碳原子級數v 進行1H去偶時，將去偶頻率放在偏離1H共振中心頻率幾百到幾千赫茲處，這樣譜中出現幾十赫茲的JC-H，而長距離偶合則消失了，從而避免譜峰交叉現象，便于識譜v 碳核類型的判斷：利用不完全去偶技術可以在保留NOE使信號增強的同時，仍然看到CH3(伯碳)四重峰，CH2(仲碳)三重峰和CH(叔碳)二重峰，以及不與1H直接鍵合的季碳等單峰Bionanotextile去偶法：二氯乙酸v通過比較寬帶去偶和不完全去偶的碳譜可以得出各組峰的峰形, 從而可以判斷分辨出各種CH基團質子去偶偏共振去偶Bionanotext

32、ile去偶法：2- -丁酮質子去偶偏共振去偶BionanotextileDEPT：無畸變極化轉移增強法vDistortionless Enhancement of Polarization Transfer, DEPTv常規測定方法：通過改變照射1H核的脈沖寬度(或設定不同的馳豫時間)，使不同類型13C信號在譜圖上呈單峰，并分別呈現正向峰或倒置峰極化轉移技術v優點：v 可以克服偏共振實驗中共振譜線發生重疊和指配復雜分子的譜時的一些困難v 準確指配CH、CH2、CH3和季碳, 用于區別伯(CH3)、仲(CH2)、叔(CH)碳信號與質子寬帶去偶譜比較，還可確定季碳信號v 測量時間比偏共振譜短Bio

33、nanotextileDEPT：無畸變極化轉移增強法v信號強度僅與脈沖傾倒角有關 v CH: I = I0Sinv CH2: I = I0Sin2v CH3: I = 0.75I0(Sin + Sin3)v 與偶合常數J無關, 在實驗中只要設置 發射脈沖分別為45、90和 135，做三次實驗，就可以區分各種碳，季碳的信號不出現v脈沖寬度 峰的特征v = 45 CH3 CH2 CH ( 代表正向峰)v = 90 CH v = 135 CH3 CH CH2 （ 代表倒置峰）v極化轉移技術要求儀器有多脈沖器，射頻脈沖有45等相位移控制裝置, 1980年代后的儀器可以做此實驗Bionanotextil

34、eDEPT信號強度與 的關系BionanotextileDEPT：示例Chemical shift (d, ppm)020406080100120140160180200CCH2CH2CH2CH3OBionanotextileDEPT：示例Chemical shift (d, ppm)020406080100120140160180200CHCH CHCH2CH2CH2CH3CCH2CH2CH2CH3O 羰基和季碳峰消失 伯碳和叔碳不變化 仲碳峰倒置BionanotextileDEPT：示例標準去氫碳譜CH2碳向下DEPT 90僅CH碳出現DEPT 135CH和和CH3碳向上Bionanote

35、xtileH3CCCCCH3OOHHH3CCCCCH3OOHHKeto (K: 13%)Enol (E: 87%)門控去偶v質子寬帶去偶圖譜得不到C-H的偶合信息，質子偏共振去偶僅能看到一個鍵C-H偶合的剩余偶合裂分，看不到遠程偶合 v為了得到真正的一鍵或遠程偶合, 需要對質子不去偶。但一般偶合譜費時太長，需要累加很多次。為此采用帶NOE的不去偶技術，叫門控去偶法(Gated decoupling with suppressed NOE)，也叫交替脈沖法 v接收的FID信號是具有偶合同時有NOE增強的信號Bionanotextile門控去偶NMR analysis of the keto-en

36、ol tautomerism of 2,4-pentanedione (CDCl3, 25C, 20 MHz). (b) 13C NMR spectrum obtained by inverse gated with integrals; (c) 1H broadband decoupling 13C NMR spectrum Bionanotextile6.5 碳核磁共振譜的解析及其應用v解析步驟：v1）不一定解析每一個峰，區分出雜質峰、溶劑峰，不要遺漏季碳的譜線v2）計算不飽和度v3）分子對稱性的分析：若譜線數目少于元素組成式中碳原子的數目，說明分子有一定的對稱性v4）碳原子級數的確定（活

37、潑氫數目確定）v5）碳原子 值的分區v6）推出結構單元，組合可能的結構式v7）對推出的結構進行碳譜指認Bionanotextile示例未知物分子式為C7H9N，核磁共振碳譜如下，推測其結構7(s)146.86(s)138.85(d)129.14(d)119.22(d)112.33(d)115.91(q)21.3Bionanotextile解答v 不飽和度U = 4v 1號峰為飽和碳，為四重峰，故是CH3，按值可能為CH3Ph或CH3C=Cv 2 7號峰為sp2雜化碳，從多重峰的組成及C值看是雙取代苯上的碳 v 除以上兩個結構單元CH3和C6H4外，還剩一個NH2，故可能結構為CH3PhNH2v

38、 結構C的取代苯上的碳只出4個峰，可排除。A和B可用計算碳原子C值，排除A。化合物為BA B CBionanotextileClCH3KOHC2H5OHCH3CH2or碳譜應用：判斷反應機理反應產物 質子去偶 判定它的消去方向v 1-甲基環己烯5個sp3雜化的碳， = 10 50 ppm，應有五個峰 2個sp2雜化的碳， = 100 150 ppm，應呈現兩個峰v 甲叉基環己烷 對稱分子5個sp3雜化碳，對稱性， = 10 50 ppm 只出現3個峰Bionanotextile碳譜應用：判斷反應機理產物的質子去偶譜圖與1-甲基環己烯相符Bionanotextile碳譜應用：判斷構象v全順式1,

39、3,5-三甲基環己烷非常好的對稱性，分子中有9個碳， = 10 50 ppm，只可能出現三個峰v1R-3-反-5-反-三甲基環己烷分子中有9個碳， = 10 50 ppm，出現6個共振峰Bionanotextile碳譜應用：判斷構象Bionanotextile結構推導Analysis: C4H10O2 BionanotextileAnalysis: C5H7O2N 結構推導BionanotextileAnalysis: C6H10O 結構推導BionanotextileStructure: IUPAC Name: 2-butanon-4-ene結構推導BionanotextileAnalysis: C8H8O 結構推導Bionanotextile結構推導Structure: IUPAC Name: acetophenoneBionanotextileAnalysis: C6H8O 結構推導Bionanotextile結構推導Structure: IUPAC Name: cyclohexanon-2-e