核磁共振碳谱（13C Nuclear Magnetic Resonance Spectra，13C NMR）

Question

如题所述

Answer 1

理解了核磁共振氢谱的基础后，探讨核磁共振碳谱（13C Nuclear Magnetic Resonance Spectra）就相对简单了。碳谱以13C为研究对象，其丰度仅1.108%，信号相对较弱，但其分辨率高，化学位移范围在0~300 ppm，远超氢谱的0~10 ppm。尽管碳谱积分面积不能精确反映碳的数量，但分析时通常不进行积分，特殊情况除外。

碳谱中，碳氢直接相连的偶合作用至关重要，偶合常数一般在120~320Hz，与碳原子的杂化程度有关。例如，sp杂化碳与氢的偶合大于sp3的，因为杂化程度越高，电子分布越集中，偶合作用越强。1J（1H-13C）受取代基电负性影响，电负性越大，偶合常数增加。此外，碳谱的峰型会像氢谱一样裂分，遵循2nI+1规则，但因氢原子众多，谱图分析时通常会去偶以简化，如质子宽带去偶，消除所有氢核偶合。

通过不同去偶技术，如质子选择性去偶，能精确识别信号归属；门控去偶和反门控去偶则可区分键长和远程偶合；APT法和DEPT法则利用特定的标量偶合和极化转移，揭示碳原子的种类和构象。碳谱化学位移受多种因素影响，如诱导效应、共轭效应、超共轭效应等，以及重原子效应。查阅特定氘代试剂残留溶剂的化学位移表有助于解析复杂谱图。