1
PHỔ CỘNG HƯỞNG TỪ HẠT NHÂN
13
C – NMR
Nuclear magnetic resonance spectroscopy (NMR)
BÁO CÁO MÔN HÓA HỌC HỮU CƠ NÂNG CAO
Chuyên đề :
GVHD: TS. Nguyễn Tiến Công
HVTH: Phan Thị Thủy Hương
LỚP CAO HỌC LL&PPDH HÓA HỌC_K23
LỚP CAO HỌC LL&PPDH HÓA HỌC_K23
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP. HỒ CHÍ MINH
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Nguyễn Tiến Công (2009), Một số phương pháp phổ nghiên
cứu cấu trúc phân tử, Đại học Sư phạm TpHCM
2. L.G.Wade,Jr (2006), Oganic chemistry (sixth edition)
3. Robet M. silverstein, Francis X. Webster, David J. Kiemle
(1976), Spectrometric identification of organic compounds
(seventh edition)
3

Hàm lượng
13
C ~ 1,1%. Nên khi đo phổ
13
C – NMR phải:
dùng lượng mẫu lớn và thiết bị nhạy

Phần lớn tương tác spin – spin giữa
13
C –

 Trên phổ
13
C - NMR, vị trí của tín hiệu có ý nghĩa rất quan trọng
trong việc xác định cấu trúc của các hợp chất.
I. PHỔ CỘNG HƯỞNG TỪ CACBON 13 (
13
C – NMR)
I.1. Đặc điểm của phổ cộng hưởng từ
13
C
5
1 2 3


Nhận xét:
Cường độ vạch phổ của: C
3
có 3H > C
1
có 2H > C
2
không có H
I. PHỔ CỘNG HƯỞNG TỪ CACBON 13 (
13
C – NMR)
I.1. Đặc điểm của phổ cộng hưởng từ
13
C
Ví


I
+ Σs
C – C
α
− C
β
− C
γ
− C
δ
−
Nhóm thế
α β γ δ
–H 0,0 0,0 0,0 0,0
–C< 9,1 9,4 -2,5 0,3
–C=C< 21,5 6,9 -2,1 0,4
–C≡C–
4,4 5,6 -3,4 -0,6
–C
6
H
5
22,1 9,3 -2,6 0,3
–C=C=C< 14,4 5,0 -5,5 0,0
–CH=O 29,9 -0,6 -2,7 0,0
–F 70,1 7,8 -6,8 0,0
–Cl 31,0 10,0 -5,1 -0,5
–Br 18,9 11,0 -3,8 -0,7
–I -7,2 10,9 -1,5 -0,9
3

C
1
= −2,3 + 31,0 + 9,1 + 9,4 − 2,5 = 44,7 ppm
C
2
= −2,3 + 10,0 + 2*9,1 + 9,4 = 35,3 ppm
C
3
= −2,3 − 5,1 + 2*9,1 + 9,4 = 20,2 ppm
C
4
= −2,3 − 0,5 + 9,1 + 9,4 − 2,5 = 13,2 ppm
4 3 2 1
9
I. PHỔ CỘNG HƯỞNG TỪ CACBON 13 (
13
C – NMR)
I.2. Số gia nhóm thế cho phổ cộng hưởng
13
C của cacbon sp
3
051015202530354045
PPM
VD: Hợp chất CH
3
– CH
2
– CH
2
– CH

1
: s = − 4,8
Một cặp nhóm thế ở C
2
: s = 2,5
Nhóm thế Z
1
Z
2
Nhóm thế Z
1
Z
2
H− 0,0 0,0 C
6
H
5
− 12,5 −11,0
CH
3
− 10,6 − 7,9 ArCH
2
− 14,0 −7,5
C
2
H
5
− 15,5 −9,7 RO− 29,0 −39,0
n − C
3

I.3. Số gia nhóm thế cho phổ cộng hưởng
13
C của cacbon sp
2

olefin
VD:
C C
H
3
C
HOH
2
C
Cl
C
2
H
5
C
2
= 123,3 + 14,2 + 10,6 – 6,1 – 9,7 – 4,8 + 2,5 = 130 ppm
C
3
= 123,3 + 15,5 + 2,6 – 7,9 – 8,4 – 4,8 + 2,5 = 122,8 ppm
C
2
’ = −2,3 +21,5 +9,4 – 2,5 – 5,1 – 6,2 + 0,3 = 15,1 ppm
C
4

Cl
C
2
H
5
1
2 3
4, 5
2’
60,2
(70,3)
132,6
(130)
128,5
(122,8)
32,1
(33,6)
9,5
(9,2)
10.3
(15,1)
13
I. PHỔ CỘNG HƯỞNG TỪ CACBON 13 (
13
C – NMR)
I.4. Số gia nhóm thế cho phổ cộng hưởng
13
C của cacbon sp
2


3
O- 30,2 -14,7 0,9 -8,1
CH
3
− 9,3 0,6 0,0 -3,1 C
6
H
5
O- 29,0 -9,9 2,0 -5,0
C
2
H
5
− 15,7 -0,6 -0,1 -2,8 CH
3
COO- 23,0 -6,0 1,0 -2,0
n-C
3
H
7
- 14,2 -0,2 -0,2 -2,8 CH
3
C(O)NH- 11,0 -10,0 0,0 -6,0
i-C
3
H
7
- 20,1 -2,0 0,0 -2,5 CH
3
OOC- 2,1 1,1 0,1 4,5

I. PHỔ CỘNG HƯỞNG TỪ CACBON 13 (
13
C – NMR)
I.4. Số gia nhóm thế cho phổ cộng hưởng
13
C của cacbon sp
2

trong
vòng benzen
Nhóm thế Z
1
Z
2
Z
3
Z
4
Nhóm thế Z
1
Z
2
Z
3
Z
4
HC≡C-
-6,1 3,8 0,4 -0,2 (CH
3
)

CH
3
O
c b a
d
e
ef
f
g
Ví dụ
C
a
= -2,3 +9,1 +2,0 + 0,3 = 9,1 ppm
C
b
= -2,3 +9,1 +22,6 – 2,6 = 26,8 ppm
C
d
= 128,5 +23 = 151,5 ppm
C
e
= 128,5 – 6,0 = 122,5 ppm
C
f
= 128,5 + 1,0 = 129,5 ppm
C
g
= 128,5 – 2,0 = 126,5 ppm
15
I. PHỔ CỘNG HƯỞNG TỪ CACBON 13 (

C – NMR)
I.5. Độ dịch chuyển hóa của
13
C của một số cấu trúc hay gặp (δ, ppm)
Dạng cấu trúc Vùng phổ
(ppm)
Dạng cấu trúc Vùng phổ (ppm)
CH
3
− (sp
3
, bậc 1) 0 − 30 =C< (sp
2
, aren) 110 − 160
−CH
2
− (sp
3
, bậc 2) 15 − 55
−C≡C− (sp)
65 − 85
−CH< (sp
3
, bậc 3) 20 − 60
−C≡N
110 − 130
− C − Cl 20 − 80 − C(O)NR
2
160 − 170
− C − Br 10 − 65 − C (O)X (X: Cl, Br) 160 − 170

hưởng của C  (n+1) vạch giống như tương tác của các p với nhau.
 CH
3
-: vân bốn; -CH
2
-: vân ba; >CH-: vân đôi; C bậc 4: vân đơn.

Để chỉ rõ mức độ thế ở mỗi nguyên tử C, thường kí hiệu: s (singlet),
d (doublet), t (triplet) và q (quartet) đặt phía trên các vạch phổ để cho
biết dạng vân phổ khi có tương tác spin – spin.
I. PHỔ CỘNG HƯỞNG TỪ CACBON 13 (
13
C – NMR)
I.6. Kĩ thuật đo phổ
13
C - NMR
19
Hạn chế: sự tách tín hiệu không phải luôn đủ rõ để xác định
độ bội của các vân phổ.
Đặc biệt: khi có nhiều tín hiệu cùng xuất hiện trên một
khoảng chuyển dịch hóa học hẹp, sự tách vạch gây ra sự xen
phủ, che lấp đáng kể các tín hiệu
 gây khó khăn cho việc phân tích phổ.
I. PHỔ CỘNG HƯỞNG TỪ CACBON 13 (
13
C – NMR)
I.6. Kĩ thuật đo phổ
13
C - NMR
20

13
C - NMR

Bảng tóm tắt
22
Bài 1: Qui kết tín hiệu của các chất sau:
a) Anlyl ancol
II. ỨNG DỤNG
H
2
C
CH CH
2
OH
3 2 1
23
Bài 1: Qui kết tín hiệu của các chất sau:
a)Anlyl ancol
Đáp án:
II. ỨNG DỤNG
H
2
C
CH CH
2
OH
3 2 1
2
1
3

3