第4章核磁共振碳譜

第四章核磁共振碳譜概述具有磁矩的原子核在外磁場中將發(fā)生能級分裂，核磁矩以不同取向繞外磁場回旋。當(dāng)另一個垂直于外磁場的射頻磁場同時作用于核上，并且其照射磁場的頻率等于核在外磁場中的回旋頻率時即發(fā)生核磁共振，處于低能級的核躍遷到高能級，產(chǎn)生相應(yīng)的吸收信號。從原則上說，凡是自旋量子數(shù)不等于零的原子核（如1H=1/2、13C=1/2、15N=1/2、19F=1/2、31P=1/2、2H=1、3H=1/2、10B=3、14N=3、17O=5/2、35Cl=3/2）都可發(fā)生核磁共振。在有機(jī)化合物中，碳原子構(gòu)成其骨架，碳原子與其他原子之間的聯(lián)結(jié)方式、空間排布、決定了數(shù)以百萬計的有機(jī)化合物的種類和性質(zhì)。

13CNMR可以給出有機(jī)化合物的“骨架”(碳骼)信息，而1HNMR能給出有機(jī)化合物的“外圍”(氫分布、質(zhì)子類型、核間關(guān)系等)信息，兩者相輔相成。13CNMR在某種程度上起著更為重要的作用。目前PFT－13CNMR光譜已經(jīng)成為闡明有機(jī)分子結(jié)構(gòu)的常規(guī)方法，廣泛應(yīng)用于涉及有機(jī)化學(xué)的各個領(lǐng)域，成為化學(xué)、化工、生物、醫(yī)藥等學(xué)科領(lǐng)域不可缺少的分析工具。碳譜的優(yōu)點：1、分辨率高：氫譜化學(xué)位移一般0

10ppm，13C譜的化學(xué)位移一般在0

220ppm；

分子量500以下的有機(jī)化合物可以分辨每一個碳原子。2、譜線簡單觀測不到碳-碳的偶合，且常為碳-氫去偶譜。碳譜的缺點：1、靈敏度低，所需樣品量比氫譜大；2、峰面積一般與碳數(shù)不成比例。4.1核磁共振碳譜(13CNMR)的特點1、靈敏度低

NMR的信號可用下式表示：核磁共振是靈敏度低的技術(shù)，而且碳譜的靈敏度比氫譜更低，原因13C的天然豐度為12C的1.108%，13C的磁旋比γ是1H的1/4；磁共振的靈敏度與γ3成正比，因此觀測靈敏度只有1H核的1/64，且豐度比甚小，僅1.1％，故總的信號靈敏度僅約為1H核的1/5800（=1.1%×(1/4)3

），所以在連續(xù)波譜儀上使很難得到13CNMR。提高靈敏度的方法(1)提高儀器靈敏度；(2)提高儀器外加磁場強(qiáng)度和射頻場功率；(3)增大樣品濃度；(4)采用雙共振技術(shù)，利用NOE效應(yīng)增強(qiáng)信號強(qiáng)度；(5)多次掃描累加，這是最常用的方法。2、分辨能力高

13CNMR的δ值范圍為0-220ppm,1HNMR的常用δ值范圍為0-10ppm，約是氫譜的20倍，其分辨能力遠(yuǎn)高于1HNMR。例：膽固醇的1HNMR（圖a）和13CNMR（圖b），從圖a中只能識別出幾個甲基氫和位于低場的烯氫、羥基氫及與其相連的碳上的氫，其余氫的共振吸收再0.9-2.4ppm范圍內(nèi)，重疊交錯，無法辨認(rèn)。但在圖b中很清晰的出現(xiàn)25條譜線，對判斷化合物的機(jī)構(gòu)十分有利。一般情況下，在結(jié)構(gòu)不對稱的化合物中，每種化學(xué)環(huán)境不同的碳原子都可以給出其特征譜線。譜線復(fù)雜重疊譜線簡單分立3、能給出不連氫碳的吸收峰

1HNMR給出氫質(zhì)子的信號峰，而有機(jī)化合物分子中有很多不含氫質(zhì)子的基團(tuán)（例如：季碳，

>C=O，-C≡C-,-C≡N，>C=C<），在1HNMR中不能直接觀測，只能靠分子式及其對相鄰基團(tuán)的化學(xué)位移值得影響來判斷。而在13CNMR中，這些基團(tuán)都能給出各自的吸收峰。4、不能用積分高度計算碳的數(shù)目

13CNMR的常規(guī)譜是質(zhì)子全去偶譜。對于大多數(shù)碳，尤其是質(zhì)子化碳，他們的信號強(qiáng)度都會由于去偶的同時產(chǎn)生NOE效應(yīng)而大大增強(qiáng)。由于碳核所處的環(huán)境和弛豫機(jī)制不同，NOE效應(yīng)對不同碳原子的信號強(qiáng)度影響差異很大，所以不等價碳原子的數(shù)目不能通過常規(guī)共振譜的譜線強(qiáng)度來確定。5、弛豫時間T1可作為化合物結(jié)構(gòu)鑒定的波譜參數(shù)

在化合物中，處于不同環(huán)境的13C核，他們的弛豫時間T1數(shù)值相差較大，可達(dá)2-3個數(shù)量級，通過T1可以指認(rèn)結(jié)構(gòu)歸屬，窺測體系運(yùn)動狀況等。一、核磁共振碳譜中的幾種去偶技術(shù)

13C核的天然豐度很低，分子中相鄰的兩個C原子均為13C核的幾率極低，因此可忽略13C核之間的偶合。

13C-1H之間偶合常數(shù)很大，高達(dá)120～320Hz，而13C被偶合氫按n＋1規(guī)律分裂為多重峰，使譜圖不易解析，為提高靈敏度和簡化譜圖，須去掉1H對13C的偶合，方法有如下幾種：4.2核磁共振碳譜的測定方法1、質(zhì)子寬帶去偶法

又稱噪聲去偶，是最重要的去偶技術(shù)。在觀察13C的同時，用一覆蓋所有質(zhì)子共振頻率的射頻照射質(zhì)子，消除全部氫核對13C的偶合，使每一個磁等價的13C核成為一個信號，13CNMR呈現(xiàn)一系列單峰，同時由于NOE效應(yīng)使13C峰大為增強(qiáng)，信噪比提高。這種方法就是質(zhì)子寬帶去偶。質(zhì)子寬帶去偶的結(jié)果

(1)譜圖大大簡化，每1條峰代表1種化學(xué)環(huán)境不同的碳。

(2)復(fù)峰合并，靈敏度大大提高?？蓽?zhǔn)確判斷磁不等同碳核信號的數(shù)目及其化學(xué)位移。

(3)無法區(qū)分碳的類型。

(4)峰的強(qiáng)度與碳數(shù)不成比例

NOE效應(yīng)是發(fā)生在兩個原子核之間的現(xiàn)象。由于原子核之間的弛豫作用，當(dāng)A原子核飽和時，會使X原子核的譜線強(qiáng)度增加。2、偏共振去偶法

使用偏離1H共振的中心頻率0.5~1000Hz的質(zhì)子去偶頻率，使與13C核直接相連的1H和13C核之間還留下一些自旋偶合作用，1JC-H減小，而2JCCH和3JCCCH消失。因此，按n+1規(guī)律，CH3顯示四重峰(q)，CH2顯示三重峰(t)，CH顯示二重峰(d)，季碳顯示單峰(s)。用偏共振去偶法可以確定與碳原子相連的質(zhì)子數(shù)目，從而可判斷各碳的類型。3、門控去偶法

又稱交替脈沖去偶。接收到的信號既有偶合，又有NOE增強(qiáng)的信號，即既保留了峰的多重性，又達(dá)到譜峰強(qiáng)度增加的目的。

4、反轉(zhuǎn)門控去偶法

又稱抑制NOE的門控去偶。可以得到碳數(shù)與信號強(qiáng)度基本上成正比的圖譜。5、選擇質(zhì)子去偶

又叫單頻質(zhì)子去偶。其目的是為了使待指認(rèn)的13C峰去偶，其它13C不去偶，以便區(qū)別。首先記錄該化合物的氫譜，然后選擇去偶質(zhì)子，用其共振頻率去照射，使其飽和，與其相連的13C不被偶合，成為單峰。使用此法依次對1H核進(jìn)行照射，即可使相應(yīng)的13C核信號得到準(zhǔn)確的歸屬。6、INEPT譜和DEPT譜

常規(guī)的13CNMR譜是指寬帶質(zhì)子去偶譜。在去偶的條件下，失去了全部C－H偶合的信息，質(zhì)子偶合引起的多重譜線合并，每種碳原子只給出一條譜線。雖然用偏共振去偶技術(shù)可以分辨CH3、CH2、CH及季C的歸屬，但由于偏共振去偶譜中偶合常數(shù)分布不均勻，多重譜線變形和重疊，在復(fù)雜分子的研究中仍然受到限制。隨著現(xiàn)代脈沖技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)生了一些新的能確定碳原子級數(shù)的新方法，如J調(diào)制法、APT法、INEPT法和DEPT法等，其中INEPT法和DEPT法已被廣泛應(yīng)用。

（1）INEPT法由于核磁共振本身信號靈敏度很低，尤其是低天然豐度的核（如13C、15N等）更為突出。

INEPT法是在具有兩種核自旋的系統(tǒng)中，以CH為例，通過脈沖技術(shù)，把高靈敏1H核的自旋極化傳遞到低靈敏的13C核上去，這樣由1H到與其偶合的13C的完全極化傳遞可使，13C信號強(qiáng)度增強(qiáng)4倍。INEPT譜中不出現(xiàn)季碳的信號CH3、CH2、CH為正值只出現(xiàn)CH的正峰CH3和CH為正峰，而CH2為負(fù)峰(2)DEPT法DEPT－135°譜，CH3和CH為正峰，而CH2的峰為負(fù)DEPT－90°譜，只出現(xiàn)CH的正峰DEPT－45°譜，CH3、CH2和CH的峰均為正峰常規(guī)寬帶質(zhì)子去偶13C譜DEPT譜中也不出現(xiàn)季碳的信號

13C的化學(xué)位移是13CNMR的重要參數(shù)，由碳核所處的化學(xué)環(huán)境決定。13C的共振頻率及化學(xué)位移計算如下4.313C的化學(xué)位移及影響因素vC

＝2πγCB0(1-

)

δC

＝

v樣

-

v標(biāo)v標(biāo)×106(ppm

)

(屏蔽常數(shù)）值越大，屏蔽作用越強(qiáng)，δC位于高場端。以TMS為內(nèi)標(biāo)物質(zhì)。規(guī)定TMS的13C的δC為零，位于其左側(cè)（低場）的δC為正值，右側(cè)（高場）的δC為負(fù)值。一、屏蔽常數(shù)

σ=σdia+σpara+σN+σmedσdia（σ抗磁）：為核外局部電子環(huán)流產(chǎn)生的抗磁屏蔽，即在外磁場Bo誘導(dǎo)下，產(chǎn)生與Bo場方向相反的局部磁場。σdia隨核外電子云密度的增大而增加。σpara

（σ順磁）：為非球形各向異性的電子（如p電子）環(huán)流產(chǎn)生的順磁屏蔽（去屏蔽）與σd方向相反，反映了各向異性。除1H核外的各種核，都以σp為主。13C核的屏蔽，順磁屏蔽項是主要的。它與電子云密度、激發(fā)能量和鍵級等因素有關(guān)；σN（鄰近各向異性效應(yīng)）：為核的鄰近原子或基團(tuán)的電子環(huán)流產(chǎn)生的磁各向異性對該核的屏蔽俢，與鄰近原子或基團(tuán)的性質(zhì)及立體結(jié)構(gòu)有關(guān)，此項對13C核的影響較小。σmed（介質(zhì)屏蔽作用）：溶劑的種類、溶液的濃度、pH值等對碳核的屏蔽也可產(chǎn)生相當(dāng)?shù)挠绊?。如用苯作溶劑，運(yùn)動自由的鏈端CH3正處于苯環(huán)的屏蔽區(qū)時，

δc高場位移。分子中含有－OH、－NH、－COOH

等可離解的基團(tuán)時，δc隨濃度、pH值變化較大，有時可達(dá)10ppm以上。

二、影響13C化學(xué)位移的因素1．碳雜化軌道

碳原子的雜化軌道狀態(tài)（sp3、sp2、sp）很大程度上決定13C化學(xué)位移。sp3雜化碳的共振信號在高場，sp2雜化碳的共振信號在低場，sp雜化碳的共振信號介于前二者之間。以TMS為標(biāo)準(zhǔn)，對于烴類化合物來說，sp3碳的δ值范圍在0－60ppm；sp2雜化碳的δ值范圍在100－220ppm，sp雜化碳的δ值范圍在60－90ppm。sp3CH3

<

CH2<

CH

<季

C較高場0～60spC≡CH中間60～90sp2

－CH=CH2較低場90～160>C=O最低場160～22032常見一些基團(tuán)的化學(xué)位移值:

脂肪C:<50

連雜原子C:C-O,C-N40-100C-OCH3:50-60

糖上連氧C：60-90

糖端基C:90-110

炔C：60-90

芳香碳,烯碳:120-140

連氧芳碳,烯碳:140-170;其鄰位芳碳,烯碳：90-120C=O:160-220碳譜（13C-NMR）：必記基礎(chǔ)數(shù)據(jù)33

C=O:160-220

酮：195－220

醛：185－205

醌：

180-190

羧酸：160－180

酯及內(nèi)酯：165－180

酰胺及內(nèi)酰胺:160－170必記基礎(chǔ)數(shù)據(jù)2、碳核周圍的電子云密度(1)碳的化學(xué)位移與碳核周圍的電子云密度有關(guān)。(2)碳核周圍的電子云密度越大，屏蔽效應(yīng)越強(qiáng)，信號移向高場，化學(xué)位移越??；碳核周圍的電子云密度越小，屏蔽效應(yīng)越小，信號移向低場，化學(xué)位移越大，如碳正離子化學(xué)位移一般在300左右；(3)當(dāng)碳正離子與含孤電子對的雜原子相連，碳信號移向高場。3、誘導(dǎo)效應(yīng)碳上有負(fù)電性取代基、雜原子以及烷基連接時，都能使

C向低場位移。取代基負(fù)電性↑

C↑

CH3I

CH3Br

CH3Cl

CH3FδC(ppm):-20.720.024.980CH4

CH3Cl

CH2Cl2CHCl3CCl4δC(ppm):-2.624.95277964、共軛效應(yīng)

共軛作用會引起電子云分布的變化，導(dǎo)致不同位置碳的共振吸收峰向高場或低場移動。反-2-丁烯醛CH2＝CH2123.3C＝CCH3CHOHH191.4132.8152.1201CH3CHO32

C3帶部分正電荷，較C2位于低場。醛基C較乙醛位于高場（羰基與雙鍵或苯共軛時,移向高場）。18COOH1234NH2

21234δ128.5δ1147.7δ2116.1δ3129.8δ4119.0δ1130.9δ2130.1δ3128.4δ4133.3CN1234δ1112.5δ2132.0δ3129.0δ4132.8苯環(huán)氫被取代基取代后，苯環(huán)上碳原子δC變化規(guī)律：1、苯氫被-NH2,-OH等飽和雜原子基團(tuán)取代后，這些基團(tuán)的孤對電子將離域到苯環(huán)的π電子體系上，增加了鄰位、對位碳上的電荷密度，屏蔽增加，

C變??；2、苯氫被-COOH,-CN取代后，則使苯環(huán)上π電子離域到這些吸電子基團(tuán)上，減少了鄰、對位碳的電荷密度，屏蔽減小，

C變大。3、無論取代基是給電子還是吸電子基團(tuán)，對間位碳δC影響不大。5、立體效應(yīng)

13C化學(xué)位移對分子的立體構(gòu)型十分敏感。只要碳核間空間比較接近，即使間隔幾個化學(xué)鍵，彼此還會有強(qiáng)烈的影響。如在VanderWaals效應(yīng)中，通常1H是處于化合物的邊緣或外圍，當(dāng)2個氫原子靠近時，由于電子云的相互排斥，使1H核周圍的電子云密度下降，這些電子云將沿著C－H鍵移向碳原子，使碳的屏蔽作用增加，化學(xué)位移向高場移動。取代基處于直立鍵比處平伏鍵時δ位碳的占值小約5ppm。

分子中存在空間位阻，常會影響共軛效應(yīng)的效果，導(dǎo)致化學(xué)位移的變化，苯乙酮中乙酰基鄰近有甲基取代，π-π共軛程度降低，羰基δ值低場位移。6、其他影響（1）介質(zhì)效應(yīng)主要指溶劑種類、樣品濃度或溶液pH不同而使碳信號位置發(fā)生變化，化學(xué)位移改變。（2）溶劑對碳譜的影響比對氫譜的影響大a、介質(zhì)效應(yīng)21b.分子內(nèi)氫鍵

氫鍵的形成使C＝O中碳核電子云密度降低，δC=O低場位移。分子內(nèi)氫鍵的形成，使羰基碳去屏蔽，

C變大。OHCHOCHOCOCH3OHCOCH3c.溫度δC=O192197197204

一般溫度升高，樣品溶液粘度減小，樣品的溶解度增加，而且譜線寬度減小。各類碳的化學(xué)位移范圍4.3.3各類化合物的13C化學(xué)位移1、烷烴（1）飽和烷烴：烷烴的碳為sp3雜化，其化學(xué)位移值一般在－2.6－60ppm。

C1-C10直鏈烷烴的δ值(ppm)C-5C-4C-3C-2C-1C10H22C9H20C8H18C7H16C6H14C5H12C4H10C3H8C2H6CH430.129.832.322.814.030.029.732.222.913.9

29.532.222.913.9

29.332.222.813.8

31.922.813.7

34.622.613.7

24.913.1

15.915.4

5.7

-2.6表中數(shù)據(jù)可以看出，長鏈烷烴中，末端CH3的δ值在13－14ppm，C－2的δ值在22－23ppm。

nij——相對于Ci的j為取代基數(shù)目j=α、β、

、δAij——相對于Ci的j為取代基的位移參數(shù)S——修正值烷烴δc值得經(jīng)驗計算：烷烴δc值計算式各種取代烷烴δc值的基礎(chǔ)。Grant和Paul提出計算烷烴碳化學(xué)位移的經(jīng)驗公式：-2.6為CH4的δc值(ppm)Cj

AjCj

Sα9.1β9.4

γ-2.5δ0.3ε0.11(3)-1.11(4)-3.42(3)-2.52(4)-7.23(2)-3.73(3)-9.54(1)-1.54(2)-8.4烷烴δc的位移參數(shù)δC-1

=-2.6+1×9.1+1×9.4+1×（-2.5）+1×0.3=13.7ppmδC-2

=-2.6+2×9.1+1×9.4+1×（-2.5）=22.5ppmδC-2

=-2.6+2×9.1+2×9.4=34.4ppm（2）取代烷烴取代烷烴碳原子的化學(xué)位移計算，先計算烷烴C的δ值，再與表中相應(yīng)的取代參數(shù)相加。取代基（X）對α位C的δ值影響最大。除I外，均使α位的C的δ低場位移，位移值與取代基的電負(fù)性等因素有關(guān)。對β位C的δ值同樣低場位移，位移值隨X不同變化不大。取代基對γ位C的δ值的影響與前二者相反，均高場位移。

表4.3取代烷烴的取代參數(shù)

取代基X

α

β

γ正取代（X－C－C－C）

γ

β

α

β

γ異取代－C－C－C(X)－C－C－

CH3CH=CH2C6H5C≡CHCOOHCOORCORCHOCONH2OHOROCORNH2NHRNO2CNαβγ910-2206-0.5239-24.56-4213-2213-2301-2310-2223-34810-5588-4516-32911-5378-4624-543-3αβγ68-2---177-2---162-2172-2241-2------418-5515-4455-32410-5316-4574-513-3（3）環(huán)烷烴及其衍生物

環(huán)烷烴為張力環(huán)時，δc位于較高場。環(huán)丙烷的δc位于高場端（－2.6ppm），五元環(huán)以上的環(huán)烷烴，δc都在26ppm左右，數(shù)值相差很小，且與環(huán)的大小無明顯的內(nèi)在關(guān)系，當(dāng)環(huán)上有烷基取代時，δc低場位移。

環(huán)烷烴的化學(xué)位移值2、烯碳及其衍生物烯碳為sp2雜化，其化學(xué)位移為100－165ppm。nij——相對于Ci的j為取代基數(shù)目Aij——相對于Ci的j為取代基的位移參數(shù)S——修正值123.3為乙烯的化學(xué)位移基值3、炔碳的化學(xué)位移及經(jīng)驗計算炔烴及其衍生物的值范圍為70-90ppm。C≡C叁鍵的存在，使與其相連的α，β位碳明顯高場位移。烷基以外的取代基，對炔碳的δ值影響較大，有的超出70-90ppm范圍。如CH3O-取代炔導(dǎo)致α-C的δ值為28.2ppm，β-C的δ值為88.6ppm。

苯的δc為128.5ppm，取代苯以128.5為基值，δ值在100-160ppm范圍4、芳烴、雜芳烴及其衍生物不同取代基對C－1及鄰、間、對位碳的影響不同，經(jīng)驗計算公式為：取代基XZ同Z鄰Z間Z對CH38.90.7-0.1-2.9OCH330.2-15.50.0-8.9F35.1-14.11.6-4.4Cl6.40.21.0-2.0Br-5.43.32.2-1.0I-32.010.22.91.0OH26.9-12.61.8-7.9NO219.6-5.30.86.0表數(shù)據(jù)表明：

a.除C≡C、C≡N電子云的各向異性效應(yīng)致使

δC-1高場位移外，其余取代基均使低場位移。

b.電負(fù)性較大的F、O、N原子使同位碳低場位移較大，鄰、對位碳δ值高場位移也較大。

c.C＝O（如CHO、COR、COOH）使鄰、對位碳的δ值略向低場位移。

d.所有取代基對間位碳的δ值影響較小，在

-0.1—1.6ppm范圍內(nèi)。稠環(huán)芳烴和雜環(huán)芳烴中芳環(huán)碳的化學(xué)位移值也在苯及衍生物的δC值范圍內(nèi)。5、羰基化合物

羰基在1HNMR譜中沒有相應(yīng)的信號，而在13CNMR譜中卻有特征的吸收峰。羰基化合物中，由于C＝O中π鍵易極化使羰基碳上的電子云密度變小，化學(xué)位移值比烯碳更趨于低場，一般為160－220ppm。除醛基外，其他羰基碳的質(zhì)子偏共振去偶譜中表現(xiàn)為單峰，而且沒有NOE效應(yīng)，峰的強(qiáng)度較小，因此在碳譜中羰基是容易辨認(rèn)的。醛：δc=o190-205ppm，偏共振去偶譜中C＝O為雙峰，在質(zhì)子寬帶去偶譜中，由于NOE效應(yīng)，醛羰基的吸收峰較其它羰基吸收略強(qiáng)。α-C上取代基數(shù)目增加，δc=O稍向低場位移；當(dāng)與苯基產(chǎn)生π－π共軛時，δc=O向高場位移。

酮：δc=O195-220ppm。α－C上取代基數(shù)目增加，δc=O略向低場位移。羧酸、酯、酰胺、酰氯：羰基與具有孤對電子的雜原子基相連，羰基碳原子的電子短缺現(xiàn)象得以緩和，δc=O較醛、酮高場位移至160-185ppm范圍。與不飽各基相連，δc=O亦高場位移。13C-13C偶合的幾率很小（13C天然豐度1.1%）；13C-1H偶合；偶合常數(shù)1JCH：100-250Hz；峰裂分；譜圖復(fù)雜；4.4

13CNMR的自旋耦合及耦合常數(shù)4.4.113C－1H的自旋耦合4.4.213C—X的自旋耦合1.13C－19F的耦合常數(shù)

19F對13C的偶合也符合n＋1規(guī)律，其偶合常數(shù)1JCF的數(shù)值很大，并為負(fù)值，1JCF為-150~-360Hz（在譜圖上以絕對值存在）、2JCF為20~60Hz、3JCF為4~20Hz、4JCF為0~5Hz。2.13C－31P的耦合常數(shù)

13C與31P的耦合也符合n+1規(guī)律，其偶合常數(shù)與磷的價數(shù)有關(guān)，一般五價磷與碳的1JCP為50－180Hz，2JCP、3JCP在5－15Hz，三價磷的1JCP<50Hz，2JCP、3JCP為3－20Hz。3.13C－D的耦合常數(shù)

在13CNMR中常使用氘代溶劑，因此常遇到碳與氘的自旋耦合。13C－D的耦合常數(shù)比13C－1H的耦合常數(shù)小得多，1JCH/1JCD與兩種核旋磁比的比值相近，即1JCD只有1JCH的1/6左右。氘的自旋量子數(shù)為1，所以－CD3－、－CD2－、－CD－的共振峰按2n+1規(guī)律分別顯示七、五、三重峰，峰的裂距即為其偶合常數(shù)。氘代溶劑的1JCD值約為18一34Hz。4.13C金屬原子的耦合常數(shù)

13C與金屬原子核的偶合有時產(chǎn)生很大的偶合常數(shù)，如1JC-Hg可大于100Hz，在進(jìn)行有機(jī)金屬化合物的NMR研究時應(yīng)給予注意。5.13C－15N的耦合常數(shù)

由于15N的天然豐度很小，只有14N的0.37％，因此13C與15N直接相連的概率很低，偶合常數(shù)也很小。一般13C與15N的耦合常數(shù)在1－15Hz。4.5.1核磁共振碳譜譜圖解析程序4.5核磁共振碳譜解析及應(yīng)用

13CNMR譜的解析并沒有一個成熟、統(tǒng)一的程序，應(yīng)該根據(jù)具體情況，結(jié)合其他物理方法和化學(xué)方法測定的數(shù)據(jù)，綜合分析才能得到正確的結(jié)論。

通常解析按以下步驟進(jìn)行：(1)確定分子式并根據(jù)分子式計算不飽和度。(2)從13CNMR的質(zhì)子寬帶去偶譜，了解分子中含C的數(shù)目、類型和分子的對稱性。如果13C的譜線數(shù)目與分子式的C數(shù)相同，表明分子中不存在環(huán)境相同的含C基團(tuán)，如果13C的譜線數(shù)小于分子式中的C數(shù)，說明分子式中存在某種對稱因素，如果譜線數(shù)大于分子中C數(shù)，則說明樣品中可能有雜質(zhì)或有異構(gòu)體共存。(3)分析譜線的化學(xué)位移，可以識別sp3、sp2、sp雜化碳和季碳，如果從高場到低場進(jìn)行判斷，0-40ppm為飽和烴碳，40-90ppm為與O、N相連的飽和碳，100-150ppm為芳環(huán)碳和烯碳，大于150ppm為羰基碳及疊烯碳。(4)分析偏共振去偶譜和DEPT譜，了解與各種不同化學(xué)環(huán)境的碳直接相連的質(zhì)子數(shù)，確定分子中有多少個CH3、