核磁共振波譜學(xué)

..一．核磁共振簡(jiǎn)介核磁共振技術(shù)由珀塞爾〔Purcell〕和布洛齊〔Bloch〕于1945年始創(chuàng)，至今已有近六十年的歷史，他們二人因此榮獲1952年諾貝爾物理獎(jiǎng)。自1950年應(yīng)用于測(cè)定有機(jī)化合物的構(gòu)造以來，經(jīng)過幾十年的研究和實(shí)踐，開展十分迅速，現(xiàn)已成為測(cè)定有機(jī)化合物構(gòu)造不可缺少的重要手段。通過核磁共振譜可以得到有機(jī)化合物的構(gòu)造信息，如通過化學(xué)位移可以得到各組磁性核的類型，氫譜可以判斷烷基氫、烯氫、芳?xì)?、氨基氫、醛氫等，而在碳譜中可以判斷飽和碳，烯碳、羰基碳等，通過偶合常數(shù)和峰形可判斷個(gè)磁性核的化學(xué)環(huán)境，以判斷各氫和碳的歸屬。譜儀頻率已從30MHz開展到900MHz。1000MHz譜儀亦在加緊試制之中。儀器工作方式從連續(xù)波譜儀開展到脈沖-傅里葉變換譜儀。隨著多種脈沖序列的采用，所得譜圖已從一維譜到二維譜、三維譜甚至更高維譜。其應(yīng)用圍也大大拓寬，已從化學(xué)、物理擴(kuò)展到生物、醫(yī)學(xué)等多個(gè)學(xué)科15.3.1二。核磁共振根本原理1．原子核的磁矩

核磁共振的研究對(duì)象是原子核，原子核是帶正電粒子，其自旋運(yùn)動(dòng)會(huì)產(chǎn)生磁矩，具有自旋運(yùn)動(dòng)的原子核都具有一定的自旋量子數(shù)I，原子核可按Ｉ的數(shù)值分為以下三類：

〔1〕中子數(shù)、質(zhì)子數(shù)均為偶數(shù)，那么I=0，如12C、16O、32S等。此類原子核不能用核磁共振法進(jìn)展測(cè)定。

〔2〕中子數(shù)與質(zhì)子數(shù)其一為偶數(shù)，另一為奇數(shù)，那么Ｉ為半整數(shù)，如

I=1/2：1H、13C、15N、19F、31P、37Se等；

I=3/2：7Li、9Be、11B、33S、35Cl、37Cl等；

I=5/2：17O、25Mg、27Al、55Mn等；

以及I=7/2、9/2等。

〔3〕中子數(shù)、質(zhì)子數(shù)均為奇數(shù)，那么I為整數(shù)，如2H(D)、6Li、14N等I=1；58Co，I=2；10B，I=3。

〔2〕、〔3〕類原子核是核磁共振研究的對(duì)象。其中，I=1/2的原子核，其電荷分布為球形，這樣的原子核不具有四極矩，其核磁共振的譜線窄，最宜于核磁共振檢測(cè)。

原子核的磁矩取決于原子核的自旋角動(dòng)量P，其大小為：〔

式中：I為原子核的自旋量子數(shù)。h為普朗克數(shù)?！撤睮值非零的原子核即具有自旋角動(dòng)量P，也就具有磁矩μ，μ與P之間的關(guān)系為：〔稱為磁旋比，是原子核的重要屬性。2．自旋核在磁場(chǎng)中的取向和能級(jí)具有磁矩的核在外磁場(chǎng)中的自旋取向是量子化的，可用磁量子數(shù)m來表示核自旋不同的空間取向，其數(shù)值可?。簃=I,I-1,I-2,……,-I，共有2I+1個(gè)取向。例如，對(duì)1H核來說，I=1/2,那么有m=+1/2和m=-1/2兩種取向。m=+1/2取向是順磁場(chǎng)排列，代表低能態(tài)，而m=-1/2那么是反磁場(chǎng)排列，代表高能態(tài)。對(duì)于I=1的原子核，如2H,14N而言，m那么有m=+1，0，-1三種取向，代表三個(gè)不同能級(jí)。根據(jù)電磁理論，磁矩μ在外磁場(chǎng)中與磁場(chǎng)的作用能E為：E=-μBO〔式中BO為磁場(chǎng)強(qiáng)度。作用能E屬于位能性質(zhì)，故核磁矩總是力求與外磁場(chǎng)方向平行。外加磁場(chǎng)越強(qiáng)，能級(jí)裂分越大，上下能態(tài)的能級(jí)差也越大?！?．核磁共振的產(chǎn)生在靜磁場(chǎng)中，具有磁矩的原子核存在著不同能級(jí)。此時(shí)，如運(yùn)用某一特定頻率的電磁波來照射樣品，并使該電磁波能量恰等于原子核的能級(jí)差〔ΔE〕，原子核即可進(jìn)展能級(jí)之間的躍遷，這就是核磁共振。當(dāng)然，躍遷時(shí)必須滿足選律，即。當(dāng)發(fā)生核磁共振現(xiàn)象時(shí)，原子核在能級(jí)躍遷的過程中吸收了電磁波的能量，由此可檢測(cè)到相應(yīng)的信號(hào)。4．弛豫過程對(duì)磁旋比為的原子核外加一靜磁場(chǎng)B0時(shí)，原子核的能級(jí)會(huì)發(fā)生分裂。處于低能級(jí)的粒子數(shù)n1將多于高能級(jí)的離子數(shù)n2，這個(gè)比值可用玻爾茲曼定律計(jì)算。由于能級(jí)差很小，n1和n2很接近。設(shè)溫度為300K，磁感強(qiáng)度為1.4092T〔即14092G，相應(yīng)于60MHz射頻儀器的磁感強(qiáng)度〕，可算出：=1.0000099〔式中ｋ為玻爾茲曼常數(shù)?！吃陔姶挪ǖ淖饔孟?，n1減少，n2增加，因二者相差不多，當(dāng)n1=n2時(shí)不能再測(cè)出核磁共振信號(hào)，稱作飽和。由此看出，為能連續(xù)存在核磁共振信號(hào)，必須有從高能級(jí)返回低能級(jí)的過程，這個(gè)過程即稱為弛豫過程。弛豫過程有兩類。其一為自旋-晶格弛豫，亦稱為縱向弛豫。其結(jié)果是一些核由高能級(jí)回到低能級(jí)。該能量被轉(zhuǎn)移至周圍的分子〔固體的晶格，液體那么為周圍的同類分子或溶劑分子〕而轉(zhuǎn)變成熱運(yùn)動(dòng)，即縱向弛豫反映了體系和環(huán)境的能量交換；第二種弛豫過程為自旋-自旋弛豫，亦稱為橫向弛豫。類似于化學(xué)反響動(dòng)力學(xué)中的一級(jí)反響，縱向弛豫，橫向弛豫過程的快慢分別用1/T1、1/T2來描述。T1叫縱向弛豫時(shí)間，T2叫橫向弛豫時(shí)間。三．屏蔽效應(yīng)和化學(xué)位移1．化學(xué)位移

氫質(zhì)子〔1H〕用掃場(chǎng)的方法產(chǎn)生的核磁共振，理論上都在同一磁場(chǎng)強(qiáng)度〔Ho〕下吸收，只產(chǎn)生一個(gè)吸收信號(hào)。實(shí)際上，分子中各種不同環(huán)境下的氫，再不同Ho下發(fā)生核磁共振，給出不同的吸收信號(hào)。例如，對(duì)乙醚進(jìn)展掃場(chǎng)那么出現(xiàn)二種吸收信號(hào)，在譜圖上就是二組吸收峰。如圖：〔乙醚的氫核磁共振譜〕這種由于氫原子在分子中的化學(xué)環(huán)境不同，因而在不同磁場(chǎng)強(qiáng)度下產(chǎn)生吸收峰,峰與峰之間的差距稱為化學(xué)位移。2．屏蔽效應(yīng)——化學(xué)位移產(chǎn)生的原因

分子中的磁核不是裸核，核外包圍著電子云，在磁場(chǎng)的作用下，核外電子會(huì)在垂直于外磁場(chǎng)的平面上繞核旋轉(zhuǎn)，形成微電流，同時(shí)產(chǎn)生對(duì)抗于主磁場(chǎng)的感應(yīng)磁場(chǎng)。感應(yīng)磁場(chǎng)的方向與外磁場(chǎng)相反，強(qiáng)度與磁場(chǎng)強(qiáng)度BO成正比。感應(yīng)磁場(chǎng)在一定程度上減弱了外磁場(chǎng)對(duì)磁核的作用。這種感應(yīng)磁場(chǎng)對(duì)外磁場(chǎng)的屏蔽作用稱為電子屏蔽效應(yīng)，通常用屏蔽常數(shù)σ來衡量屏蔽作用的強(qiáng)弱。磁核實(shí)際感受的磁場(chǎng)強(qiáng)度稱為有效磁場(chǎng)強(qiáng)度Beff，可用下式表示：Beff=BO-BO﹒σ=BO〔1-σ〕

同理〔3-7〕式可改寫為：v=γBO〔1-σ〕/2π〔電子對(duì)核的屏蔽作用〕可見，不同的化學(xué)環(huán)境的質(zhì)子，核外電子云分布不同，σ值不同，核磁共振吸收峰出現(xiàn)的位置亦不同。在以掃頻方式測(cè)定時(shí)，核外電子云密度大的質(zhì)子，σ值大，吸收峰出現(xiàn)較低頻，相反核外電子云密度小的質(zhì)子，吸收峰出現(xiàn)在較高頻。如果以掃場(chǎng)方式進(jìn)展測(cè)定，那么電子云密度大的質(zhì)子吸收峰在較高場(chǎng)，電子云密度小的質(zhì)子出現(xiàn)在較低場(chǎng)。3．化學(xué)位移值

化學(xué)位移數(shù)值很小，質(zhì)子的化學(xué)位移只有所用磁場(chǎng)的百萬分之幾，化學(xué)位移值的大小，可采用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化合物為原點(diǎn)，測(cè)出峰與原點(diǎn)的距離，就是該峰的化學(xué)位移值，一般采用四甲基硅烷為標(biāo)準(zhǔn)物〔代號(hào)為TMS〕。d=(n樣-nTMS)′106/nTMS或d=(BTMS-B樣)′106/BTMS〔Δυ=υ樣品-υTMS〕，δ為化學(xué)位移值，它是一個(gè)無量綱數(shù)，用ppm〔百萬分之一〕表示。

化學(xué)位移是依賴于磁場(chǎng)強(qiáng)度的。不同頻率的儀器測(cè)出的化學(xué)位移值是不同的，例如，測(cè)乙醚時(shí)：

用頻率60MHz的共振儀測(cè)得Δυ，CH3-為69Hz，-CH2-為202Hz。

用頻率100MHz的共振儀測(cè)得Δυ，CH3-為115Hz，-CH2-為337Hz。

為了使在不同頻率的核磁共振儀上測(cè)得的化學(xué)位移值一樣〔不依賴于測(cè)定時(shí)的條件〕，通常用δ來表示，δ的定義為：標(biāo)準(zhǔn)化合物TMS的δ值為0。在TMS左邊的吸收峰δ值為正值，在TMS右邊的吸收峰，δ值為負(fù)值。n樣和nTMS分別為樣品和標(biāo)準(zhǔn)物TMS中質(zhì)子的共振頻率，B樣和BTMS分別為樣品和標(biāo)準(zhǔn)物TMS中質(zhì)子的共振磁場(chǎng)強(qiáng)度。

由此可得，60MHz時(shí)乙醚中CH3-的H的δ值為69×106/60×106=1.15,

60MHz時(shí)乙醚中-CH2-的H的δ值為202×106/60×106=3.37。

100MHz時(shí)乙醚中CH3-的H的δ值為115×106/100×106=1.15,

100MHz時(shí)乙醚中-CH2-的H的δ值為337×106/100×106=3.37。

這樣，就得到各種不同構(gòu)造的H的δ值。4．影響化學(xué)位移的因素

(1)誘導(dǎo)效應(yīng)1．δ值隨著鄰近原子或原子團(tuán)的電負(fù)性的增加而增加。如：CH3X中甲基的化學(xué)位移值

X

Li

Si(CH3)3

H

Me

Et

NH2

OH

F

SMe

Cl

δ(ppm)

-1.94

0.0

0.23

0.86

0.91

2.47

3.39

4.27

2.09

3.06

2．δ值隨著H原子與電負(fù)性基團(tuán)距離的增大而減小。如：

CH3——CH2——CH2—Clδ值：1.06

1.81

3.47

3。烷烴中H的δ值按伯、仲、叔次序依次增加。如：

CH3—H

RCH2—H

R2CH—H

R3C—H

δ值

：〔2〕共軛效應(yīng)

當(dāng)拉電子或推電子基團(tuán)與乙烯分子上的碳-碳雙鍵共軛時(shí)，烯碳上的質(zhì)子的電子云密度會(huì)改變，其吸收峰也會(huì)發(fā)生位移，以下是乙酸乙烯酯、丙烯酸甲酯與乙烯的比擬：〔3〕電子環(huán)流效應(yīng)〔磁場(chǎng)的各向異性〕

烯烴、醛、芳環(huán)中，π電子在外加磁場(chǎng)作用下產(chǎn)生環(huán)流，使氫原子周圍產(chǎn)生感應(yīng)磁場(chǎng)，如果感應(yīng)磁場(chǎng)的方向與外加磁場(chǎng)一樣，即增加了外加磁場(chǎng)，所以在外加磁場(chǎng)還沒有到達(dá)Ho時(shí)，就發(fā)生能級(jí)的躍遷，稱為去屏蔽效應(yīng)，該區(qū)域稱為去屏蔽區(qū)，用‘-’號(hào)表示；而當(dāng)感應(yīng)磁場(chǎng)的方向與外加磁場(chǎng)方向相反時(shí)，即減小了外加磁場(chǎng)，稱屏蔽效應(yīng)，該區(qū)域稱為屏蔽區(qū)，用‘+’號(hào)表示。烯烴、醛、芳環(huán)中氫原子處于去屏蔽區(qū)，因而它們的δ很大〔δ=4.5~12〕，乙炔也有π電子環(huán)流,但炔氫的位置不同，處在屏蔽區(qū)〔處在感應(yīng)磁場(chǎng)與外加磁場(chǎng)對(duì)抗區(qū)〕，所以炔氫的δ值較小?！卜辑h(huán)的磁場(chǎng)的各向異性

〕〔叁鍵的磁場(chǎng)的各向異性〕〔4〕氫鍵效應(yīng)和溶劑效應(yīng)

當(dāng)分子形成氫鍵后，由于靜電場(chǎng)的作用，使氫外圍電子云密度降低而去屏蔽，δ值增加。由于氫鍵的強(qiáng)度與分子所處環(huán)境有關(guān)，因此，氫鍵中氫隨溶劑極性、溶液濃度和測(cè)定溫度的不同，δ值也有所改變。如羧基的氫化學(xué)位移通常在10~14左右。在核磁共振譜的測(cè)定中，由于采用不同溶劑，某些質(zhì)子的化學(xué)位移發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱為溶劑效應(yīng)。溶劑效應(yīng)的產(chǎn)生往往是由溶劑的磁各向異性效應(yīng)或溶劑與被測(cè)試樣分子間的氫鍵效應(yīng)引起的。由于氫原子核的化學(xué)位移圍比擬小，而核磁共振的測(cè)定通常必須將樣品配置為溶液狀態(tài)進(jìn)展，因而溶劑效應(yīng)是一個(gè)不可忽略的因素。四．峰面積與氫原子數(shù)目

在核磁共振譜圖中，每一組吸收峰都代表一種氫，每種共振峰所包含的面積是不同的，其面積之比恰好是各種氫原子數(shù)之比。如乙基苯的核磁共振氫譜如下，圖中共有三組核磁共振峰面積比為：5：2：3，即乙基苯中三種氫的數(shù)目比。因此核磁共振譜不僅提供了各種不同H的化學(xué)位移，并且表示了各種不同氫的數(shù)目?！惨一降暮舜殴舱駳渥V〕共振峰的面積大小一般是用積分曲線高度法測(cè)出，是核磁共振儀上帶的自動(dòng)分析儀對(duì)各峰的面積進(jìn)展自動(dòng)積分，得到的數(shù)值用階梯積分高度表示出來〔如上圖所示〕。積分曲線的畫法是由低場(chǎng)到高場(chǎng)〔從左到右〕，從積分曲線起點(diǎn)到終點(diǎn)的總高度與分子中全部氫原子數(shù)目成比例。每一階梯的高度表示引起該共振峰的氫原子數(shù)之比。五．峰的裂分和自旋偶合1．峰的裂分在1950年，Proctor等人研究發(fā)現(xiàn)：質(zhì)子的共振頻率與其構(gòu)造〔化學(xué)環(huán)境〕有關(guān)。在高分辨率下，吸收峰產(chǎn)生化學(xué)位移和裂分，這種使吸收峰分裂增多的現(xiàn)象稱為峰的裂分。如下列圖中碘代乙烷的氫原子a裂分為三重峰，而b裂分為四重峰。由有機(jī)化合物的核磁共振圖，可獲得質(zhì)子所處化學(xué)環(huán)境的信息，進(jìn)一步確定化合物構(gòu)造?！驳獯彝榈暮舜殴舱駳渥V〕2．自旋偶合核磁共振峰的裂分是因?yàn)橄噜弮蓚€(gè)碳上質(zhì)子之間的自旋偶合〔自旋干擾〕而產(chǎn)生的。我們把這種由于鄰近不等性質(zhì)子自旋的相互作用〔干擾〕而分裂成幾重峰的現(xiàn)象稱為自旋偶合。自旋偶合作用不影響磁核的化學(xué)位移，但對(duì)共振峰的形狀會(huì)產(chǎn)生重大影響，使譜圖變得復(fù)雜，但又為構(gòu)造分析提供更多的信息。(1)自旋偶合的產(chǎn)生〔以碘乙烷為例〕根據(jù)Pauli原理和Hund規(guī)那么，每個(gè)成鍵軌道最多只能容納2個(gè)電子且自旋方向相反；同一成鍵原子的電子自旋方向平行；電子自旋方向與核自旋方向一樣，核自旋能級(jí)升高，電子自旋方向與核自旋方向相反，核自旋能級(jí)降低。對(duì)于自旋量子數(shù)I=1/2的核來說，在磁場(chǎng)中有兩種取向：m=+1/2和m=-1/2。在碘乙烷中，a、b氫原子核是相鄰近的，有互相偶合作用，當(dāng)b氫取m=+1/2順磁場(chǎng)排列〔↑〕時(shí)，其產(chǎn)生的局部磁場(chǎng)會(huì)使a質(zhì)子感受到稍微增強(qiáng)的磁場(chǎng)強(qiáng)度，故會(huì)在較低的外磁場(chǎng)中發(fā)生共振，相反，當(dāng)b組二個(gè)氫原子核取m=-1/2反磁場(chǎng)排列〔↓〕時(shí)，會(huì)使a氫原子核感受到稍微減弱的磁場(chǎng)強(qiáng)度，而在較高的外磁場(chǎng)中發(fā)生共振，由于b種氫共有2個(gè)，其排列方式有4中，其中有兩種方式對(duì)a氫原子核的影響是一樣的，故b氫原子核的偶合會(huì)使a氫原子核裂分成三重峰，其強(qiáng)度比為1:2:1。同樣道理，a組三個(gè)氫原子核在磁場(chǎng)中有8種不同的取向組合，如下列圖所示，這8種取向組合出現(xiàn)的幾率為1:3：3：1。因此，a組氫原子核在外磁場(chǎng)中產(chǎn)生四種不問的局部磁場(chǎng)使b氫原子核裂分成四重峰。(2)n+1規(guī)律磁等性氫原子核之間不發(fā)生偶合。兩個(gè)磁不等性氫原子核相隔三個(gè)σ鍵以上時(shí)，那么不發(fā)生偶合。同碳上的磁不等性氫原子核可偶合裂分?！?〕裂分峰數(shù)的計(jì)算某組環(huán)境一樣的氫核，與n個(gè)環(huán)境一樣的氫核〔或I=1/2的核〕偶合，那么被裂分為(n+1)個(gè)峰。例如：n+1規(guī)律只適合于互相偶合的質(zhì)子的化學(xué)位移差遠(yuǎn)大于偶合常數(shù)，即△v>>J時(shí)的一級(jí)光譜。其中J為偶合常數(shù)，它是相鄰兩裂分峰之間的距離，單位為赫茲〔Hz〕。在實(shí)際譜圖中互相偶合的二組峰強(qiáng)度會(huì)出現(xiàn)側(cè)高，外側(cè)低的情況，稱為向心規(guī)那么。利用向心規(guī)那么，可以找到吸收峰間互相偶合的關(guān)系。某組環(huán)境一樣的氫核，分別與n個(gè)和m個(gè)環(huán)境不同的氫核〔或I=1/2的核〕偶合,那么被裂分為(n+1)(m+1)條峰〔實(shí)際譜圖可能出現(xiàn)譜峰局部重疊，小于計(jì)算值〕。例如：

在儀器分辨率不高的情況下，只用n+1來計(jì)算，那么上述Hb只有n+1=5重峰。鄰近質(zhì)子數(shù)與裂分峰數(shù)和峰強(qiáng)度的關(guān)系：〔1+1〕〔1+1〕的情況：四重峰，具有同樣的強(qiáng)度。

〔2+1〕〔2+1〕的情況：強(qiáng)度比為1：2：1：2：4：2：1：2：1，特征不明顯，通常不易分辨出來。六．核磁共振譜的解析1。核磁共振氫譜可提供的信息：由吸收峰數(shù)可知分子中氫原子的種類。由化學(xué)位移可了解各類氫的化學(xué)環(huán)境。由裂分峰數(shù)目大致可知各種氫的數(shù)目。由各種峰的面積比即知各種氫的數(shù)目。15.3.5.2譜圖解析

核磁共振氫譜的解析通常有如下幾個(gè)步驟：

首先，要了解化合物的來源，對(duì)化合物有初步的了解，如化合物的顏色，晶形，熔點(diǎn)，溶解性等信息，又助于對(duì)化合物進(jìn)展分類。其次，通過元素分析或質(zhì)譜分析得到化合物的分子式，并計(jì)算不飽和度，不飽和度的計(jì)算如下式：〔其中n為分子中4價(jià)原子的數(shù)目，如C，Si；a為分子中3價(jià)原子的數(shù)目，如P，N；b為分子中1價(jià)原子的數(shù)目，如H，F(xiàn)，Cl，Br，I。氧和硫的存在對(duì)不飽和度沒有影響?！称浯危瑥姆e分曲線，算出各組信號(hào)的相對(duì)面積，再參考分子式中氫原子數(shù)目，來決定各組峰代表的質(zhì)子數(shù)目。也可用可靠的甲基信號(hào)或孤立的次甲基信號(hào)為標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算各組峰代的質(zhì)子數(shù)。從各組峰的化學(xué)位移，偶合常數(shù)及峰形，根據(jù)它們與化學(xué)構(gòu)造的關(guān)系，推出可能的構(gòu)造單元。識(shí)別譜圖中的一級(jí)裂分譜，讀出J值，驗(yàn)證J值是否合理。結(jié)合元素分析、紅外光譜、紫外光譜、質(zhì)譜、13C核磁共振譜和化學(xué)分析的數(shù)據(jù)推導(dǎo)化合物的構(gòu)造。例1

某分子式為C4H8O2的化合物，其HNMR如下：

試解析其分子構(gòu)造。解：該分子的不飽和度為1，說明分子構(gòu)造中有一個(gè)雙鍵或一個(gè)環(huán)。譜圖中共有三組核磁共振吸收，其中δ為1.9ppm處的3個(gè)氫核為單峰，說明其不與其他氫核相連，為一個(gè)孤立的甲基，而δ為4.1ppm處的兩個(gè)氫核為四重峰，δ為1.2ppm處的氫核裂分為3重峰，說明分子構(gòu)造中有一個(gè)-CH2CH3單元，其中CH2單元，由于氫的化學(xué)位移在4.1ppm,說明它與強(qiáng)吸電子基團(tuán)直接相連，分子中有兩個(gè)氧原子，結(jié)合以上數(shù)據(jù)，解析得其構(gòu)造為：例2．化合物C9H11O在UV中260nm、285nm有吸收；IR譜中于1720cm-1有吸收；NMR譜在δ7.2處〔5H〕單峰，δ3.6處〔2H〕單峰，δ2.1處〔3H〕單峰。試由上述光譜資料推測(cè)化合物的構(gòu)造。七．核磁共振碳譜簡(jiǎn)介13C核磁共振譜〔13MR〕的信號(hào)是1957年由P.C.Lauterbur首先觀察到的。碳是組成有機(jī)物分子骨架的元素，人們清楚認(rèn)識(shí)到13MR對(duì)于化學(xué)研究的重要性。由于13C的信號(hào)很弱，加之1H核的偶合干擾，使13MR信號(hào)變得很復(fù)雜，難以測(cè)得有實(shí)用價(jià)值得譜圖的。二十世紀(jì)七十年代后期，質(zhì)子去偶和傅立葉變換技術(shù)的開展和應(yīng)用，才使13MR的測(cè)定變成簡(jiǎn)單易得。二十多年來，核磁共振技術(shù)取得巨大開展，目前，13MR已廣泛應(yīng)用于有機(jī)化合物的分子構(gòu)造測(cè)定、反響機(jī)理研究、異構(gòu)體判別、生物大分子研究等方面，成為化學(xué)、生物化學(xué)、藥物化學(xué)及其他相關(guān)領(lǐng)域的科學(xué)研究和生產(chǎn)部門不可缺少的分析測(cè)試手段，對(duì)有關(guān)學(xué)科的開展起了極大的促進(jìn)作用。在有機(jī)物中，有些官能團(tuán)不含氫，例如：-C=O，-C=C=C-，-N=C=O等官能團(tuán)的信息，不能從1H譜中得到，只能從13C譜中得到有關(guān)的構(gòu)造信息。1．核磁共振碳譜的特點(diǎn)靈敏度低，分辨能力高，因?yàn)樘甲V的化學(xué)位移圍大，約300ppm為1H譜的20~30倍，譜線之間分得很開，容易識(shí)別。自然豐度1.1%，不必考慮