当前位置:文档之家› 波谱分析碳谱化学位移 ppt课件

波谱分析碳谱化学位移 ppt课件


苯的C为128.5 ppm,除联苯撑以外,所有芳烃的 C在123~142 ppm。
而取代芳烃的C基本在110~170 ppm。与碘相连的 芳碳C可在96.7 ppm的较高场。
取代苯中取代基对苯环碳C的影响是具有加和性 的,环上第K个碳的C值可由下式计算:
C(K)=128.5
十 Ai(R)
i
Ai是在环上第i个位置上的取代基Ri对第K个碳的
4.4.3 烯烃
烯碳为sp2杂化,C为l00~165 ppm,与芳环碳C范 围相同.
线性及开链枝化烯烃中的烯碳C可以用下式计算:
C(K)=123.3+ Aki (Ri ) + Aki'(R'i ) + 校正项
i
i
k k’ , , , -C–C-C-C=C-C-C-C-
其中Aki(Ri)表示在碳链中第i位置引入取代基Ri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。
(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-CCH3,则C的C向高场移动2.5ppm左右。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:
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-2.1、乙烷C为5.9,5.9、丙烷 C
为15.6,16.1,15.6 )
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。
取代烷烃:
H3 C CH 2 CH 2 CH 2 CH 3 13.9 22.8 34.7
4
C(K)=BS+ DmAsm sNk3sNk4
m2
4
C(K) = BS+ DmAsm sNk3sNk4
m2
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。
(e)将有关参数值代入,得
C5= B2+ D2 A22+2 Nk3+2 Nk4 =15.34+29.75+(-2.69)2+0.251
=29.7(ppm) (实测值29.7ppm)
4.4.2 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 2.6 ppm,其余环烷烃(环丁烷到环十七 烷) C在23.3~29.4 ppm。
H3C CH2 C CH H3C C C CH3
84.7 67.0
73.6
H3C CH2 CH2 CH2 C 12.9 21.2 29.9 17.4 82.8
CH 67.4
HC C OC2HCH3 H3C C C OC3H
23.9 89.4
28.0 88.4
表4-15 线性炔烃中sp-C之C值
4.4.5 芳烃及取代苯
化学位移规律:烯烃
CC
C= 100-165 ppm(成对出现)
端碳=CH2 110;邻碳上取代基增多C越大:
2 5 .4
CH 3
CH 3
H 3C 3 0 .4
2 9 .9 H 3C
C
CH 2
CH 3 5 2 . 2
CH 3 5 3 . 5
C
CH 2
C
CH 2
1 4 3 .7 1 1 4 .4
2 4 .7 CH 3
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。
4.4.1 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-2.1~43 ppm。其中CH4屏蔽最大, C 在-2.l ppm。
(2)CH4的氢被CH3取代,则中心碳的C对应取代甲 基的增多,分别为5.9;16.1;25.2及27.9 ppm。每增加一
表4-8 Lindeman和Adams参数
例:3-甲基庚烷的C-5的C计算如下:
123
4 5 67
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=15.33; Asm为A22=9.57; s为2= -2.69; 为 2=0.25;
CH CH 3
CH 3
H 2CC HOC3H H 2CC HOC3H
84.2153.2
表4-12 单烯烃中烯碳化学位移计算用的经验参数
例:求下列顺式化合物中C-2的C值。
K K’ ’ ’
CH3CHCHCH2CH3

1
23
4
5
解:C(2)=123.3+A()+A(’)+A(’)+ ,‘(cis)
化学位移的贡献。
的范围及影响因素:
1) 苯:128.5 ppm,取代苯环:100~160 ppm;被取 代碳原子值有明显变化,邻、对位碳原子值有较大 变化,间位碳原子值几乎不变化; 2) 一般,取代基电负性越强,被取代碳原子值越大; 3)取代基烷基分枝多,被取代碳原子值增加较多; 4)重原子效应:被碘、溴取代的碳原子值向高场位 移; 5)共振效应:第二类取代基使邻、对位碳原子值向 高场位移,第三类取代基则使邻、对位碳原子值向低 场位移; 6)电场效应:例:硝基取代的邻位碳原子值移向高 场。
波谱分析碳谱化学位移
有机波谱分析
4.4 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-2.1~43 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。
=123.3+10.6+(-7.9)+(-1.8)+(-1.1)
=123.1 ppm
实测值为122.8 ppm
4.4.4 炔烃 炔的sp杂化碳原子C为65~90 ppm。
端基炔键的C1的C与C2的C差别约15 ppm,而不对称 的2-炔及3-炔烃中,炔碳C值差仅为3~4及1~2 ppm。 在取代炔烃中炔碳的C变化范围可达100 ppm 。
相关主题