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    k1体育·(中国)官方网站核磁共振碳谱研究添加时间:2023-12-01

      k1体育·(中国)官方网站核磁共振碳谱研究在我们对核磁共振的基本原理以及核磁共振氢谱有了一定认识后,再去研究核磁共振碳谱,就比较容易了。碳谱所测原子核为^13^C,其天然丰度只占1.108%,因此相对于^1^H而言10 ppm区间。由于碳谱积分面积不能准确反应碳的数目,我们一般不进行积分(当然有时也可以通过积分说明一些问题)。

    k1体育·(中国)官方网站核磁共振碳谱研究(图1)

      在碳谱中,直接相连的碳氢原子偶合是最重要的偶合作用,偶合常数一般为120~320Hz。而这个偶合常数一般与杂化轨道中s轨道占比有关,s轨道占比越大,偶合常数越大。例如sp杂化的碳原子与氢的偶合常数一般要大于sp3杂化的碳氢间偶合常数。这主要是因为s轨道占比越大,C与H的之间电子分布越集中,即相互作用越强。^1^J(^1^H-^13^C)同时也受取代基电负性影响,随取代基电负性增大,碳核的有效核电荷增加,偶合常数增大。其与键角、脂环烃大小也有密切关系。

      既然碳与氢存在偶合作用,理论上碳的峰型也应该会像氢谱一样发生裂分。事实上也确实是这样,碳谱裂分同样符合2nI+1规则(n为氢原子个数,I为氢的自旋量子数1/2),只是由于与碳相连的氢原子较多,偶合作用复杂k1体育,裂分峰数目也会很多,为了方便分析谱图,我们平时所测的碳谱都会屏蔽掉这些偶合作用导致的裂分,也就是去偶的,通常为质子宽带去偶。

      采用宽频的电磁辐射照射所有H核使之饱和,此时H对C的偶合全部被消除。在分子中没有对称因素和不含F、P等元素时,每个C都会显示一个单峰,互不重叠。

      偏共振去偶的目的是降低^1^J,去掉氢核对碳核的远程偶合^2^JCH和^3^JCH,改善因偶合产生的谱线重叠,同时保留了部分偶合信息,从而能够确定碳原子级数。

      选择特定的质子作为对象,用去偶频率照射该质子,使被照射的质子对C的偶合去掉,C成为单峰,以确定信号归属。

    k1体育·(中国)官方网站核磁共振碳谱研究(图2)

      从上图我们更能容易看出四种谱图的区别:未去偶的谱图,伯、仲、叔、季碳原子受氢原子影响按n+1规则正常裂分,而质子宽带去偶会将偶合全部消除,呈现单一峰;偏共振去偶使C与H间偶合常数变小,裂分峰间距变小;质子选择性去偶则可以选择性去掉亚甲基C与H的偶合,使其呈现单一峰。

      为了得到真正的一键或远程偶合, 需要对质子不去偶。但一般偶合谱费时太长,需要累加很多次。为此采用带NOE的不去偶技术,叫门控去偶法。采用特殊脉冲技术,测得的C谱既保留C与H的偶合信息,又有NOE增强效应,可节省测试时间。

      此技术去除了偶合作用,抑制NOE效应,与门控去偶完全相反。反门控去偶得到的全去偶谱图具有较小的NOE影响,谱线高度正比于碳原子数目,使得各类碳的数目之比有了定量意义k1体育,也称为定量碳谱。

      APT法是通过C核与H核之间的标量偶合(^1^JCH)作用,对质子宽带去偶的C信号进行调制而实现的。在这种谱图中,伯碳和叔碳显示正向峰,仲碳和季碳显示倒置峰。

      通过改变照射1H核的脉冲宽度(或设定不同的驰豫时间),使不同类型C信号在谱图上呈单峰,并分别呈现正向峰或倒置峰极化转移技术。

      在做DEPT-45时,伯仲叔碳均为正向峰,季碳为倒置峰;在做DEPT-90时,只有叔碳原子出峰,且只显示正向峰;在做DEPT-135时,季碳原子不出峰,伯、叔碳原子显示正向峰,仲碳原子显示倒置峰。

    k1体育·(中国)官方网站核磁共振碳谱研究(图3)

      影响碳谱化学位移的因素与H NMR中影响H化学位移的因素相似,总的原则是凡是使原子核周围电子增多的效应都会使化学位移减小。

      有电负性取代基、杂原子以及烷基连接的碳,都能使其C的化学位移变大,位移的大小随取代基电负性的增大而增加。

      X(O、Nk1体育、F)与C相连时,化学键键短,X的孤对电子与C的p轨道电子重叠,导致C电子密度增加,化学位移减小。

      卤素取代氢后,除诱导效应外,碘(溴)还存在重原子效应。随着原子序数的增加,重原子的核外电子数增多,屏蔽效应增加,位移减小。

    k1体育·(中国)官方网站核磁共振碳谱研究(图4)

      最后分享一篇文献,里面列出了各种氘代试剂中残留溶剂的化学位移,在我们解谱时可供查阅,如下图。不方便下载的可以私信我。

    k1体育·(中国)官方网站核磁共振碳谱研究(图5)

      (Nuclear Magnetic Resonance)作为一种物理现象,用于物理学、化学、生物学核医学领域已有30多年的历史

      (HR/MAS NMR)技术直接用于跟踪固相合成反应,提供固载化化合物的结构信息?样品是粉末

      (Nuclear Magnetic Resonance),是指具有磁矩的原子核在静磁场中,受到电磁波的激发而产生的

      基本原理:原子核的角动量通常称为核的自旋, 是原子核的一个重要特性。由于原子核由质子和中子组成,质子和中子是具有自旋为1/2 的粒子, 它们在核内还有相对运动, 因而具有相应的轨道角动量。所有核子的轨道角动量和自旋角动量的矢量和就是原子核的自

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