核磁共振碳譜的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)
核磁共振氫譜的主要參數(shù)有化學(xué)位移、峰的裂分和耦合常數(shù)，、峰面積，這些參數(shù)都在核磁共振氫譜中反映出來，但核磁共振碳譜的外觀和氫譜有很大的差別。
? 核磁共振碳譜測定的是13C核，其同位素豐度只有大約1%，因此在碳譜中看不到碳碳之間的耦合裂分。再者，由于在測定碳譜時進(jìn)行對氫的去耦，碳譜中沒有相連的氫原子而引起的譜峰的裂分，因此在碳譜中呈現(xiàn)的是一條條的譜線（特殊情況下可能出現(xiàn)鈍峰）。之所以采用對氫去耦是為了防止因氧對于碳(13C)譜線的裂分而產(chǎn)生的重疊（如果不對氫進(jìn)行去耦操作，碳譜中譜峰的重疊會很嚴(yán)重），并提高碳譜的靈敏度。因此在碳譜中看不到峰組，只有譜線。在一般情況下，由于碳譜譜線的線寬都不寬，因而不測定譜線的積分?jǐn)?shù)值。當(dāng)然，譜線的高度大致反映碳原子的數(shù)目。
? ?核磁共振碳譜的橫坐標(biāo)是化學(xué)位移，縱坐標(biāo)是譜峰的強(qiáng)度，其高度近似反映碳原予的數(shù)目。如果對碳原子的定量要求高，或者普通的全去耦碳譜的結(jié)果不夠明了，可以作定量碳譜（需要采用特殊的脈沖序列）以得到準(zhǔn)確的碳原子定量信息。
? ?圖2.1為化合物C2-1的碳譜。
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? ?核磁共振碳譜具有下列的特點(diǎn)，對于推導(dǎo)未知物結(jié)構(gòu)或者確認(rèn)結(jié)構(gòu)都很重要：
? ?(1)碳原子構(gòu)成有機(jī)化合物的骨架，有些官能團(tuán)不舍氫原子，但是含碳原子，如羰基、氰基等。
? ?(2)核磁共振碳譜化學(xué)位移數(shù)值的變化范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于核磁共振氫譜的范圍。常見官能團(tuán)氫譜中的化學(xué)位移數(shù)值很少超過10 ppm，而它們碳譜的變化范圍則可超過200 ppm。
? ?(3)核磁共振氫譜除了化學(xué)位移數(shù)值的變化范圍小以外，由于峰組有一定的寬度，因而常有峰組重疊的現(xiàn)象，不易區(qū)分。對于天然產(chǎn)物來說，它們的氫譜難以作為指紋式的區(qū)分。核磁共振碳譜的化學(xué)位移數(shù)值變化范圍約是氫譜的20倍，更因?yàn)樵谔甲V中呈現(xiàn)的是一條條的譜線，很少遇到譜線重疊的情況?；衔锝Y(jié)構(gòu)的細(xì)微變化都有望在核磁共振碳譜中得到完好的反映。相對分子質(zhì)量在400以內(nèi)的有機(jī)化合物，若分子無對稱性，原則上
每個碳原子都對應(yīng)一條譜線。對于天然產(chǎn)物來說，很容易從碳譜來區(qū)分。
? ?(4)測定碳原子的級數(shù)已經(jīng)是常規(guī)方法，這對于推導(dǎo)未知物結(jié)構(gòu)很有用。所以，根據(jù)核磁共振碳譜和碳原子級數(shù)的確定，未知物含有多少個碳原子，伯、仲、叔、季碳原子各是多少，大致是屬于哪類基團(tuán)，都可以得到結(jié)論。
? ?(5)核磁共振碳譜對于化合物的立體結(jié)構(gòu)敏感，適宜解決立體化學(xué)的問題。
? ?在這里有必要說明核磁共振碳譜的低靈敏度。
? ?核磁共振信號的信噪比S/N 可用式(2.1)表示：
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? ? 式(2.1)右端的N是所測量的磁性核數(shù)目，它正比于同位素豐度。由于13C的同位素豐度僅約1%，單從這點(diǎn)考慮，碳譜就比氫譜的信噪比低了兩個數(shù)量級，γexe和γdet分別是激發(fā)核和檢測核的磁旋比，13C核的磁旋比y只有氫核的1／4，因此碳譜的信噪比相對比氫譜又低很多。由于上述原因，測定樣品的碳譜必須累加。在記錄與碳原子有關(guān)的二維核磁共振譜時，由于有一定的機(jī)制增加”C核的檢測靈敏度，因此在鑒定有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)的一套核磁共振譜圖中，記錄碳譜是最費(fèi)機(jī)時的。
