河北医科大学药学院 5 ABX system B 如何确定暴活遗川？ o y'om 1 天然药物化学室史清文教授
河北医科大学药学院 天然药物化学室史清文教授 1 CH3 O 9 4 8 5 7 6 O 1 3 2 O O H3C O O 11 12 13 14 15 H3C 19 OH 16 H3C 17 H3C 18 10 CH3 O 9 4 8 5 7 6 O 1 3 2 O O H3C O O 11 12 13 14 15 H3C 19 OH 16 H3C 17 H3C 18 10 Position d H J (Hz) dC HMBC NOESY 1 C=O -- 160.23 2 =CH 6.35 (d) 9.5 115.26 1 3 3 =CH 7.60 (d) 9.5 143.33 2, 5 2, 5 4 =C -- 114.22 5 =CH 6.67 (s) 103.78 3, 6 3, OMe6 6 C-O -- 149.13 OMe-6 3.88 (s) 56.22 149.1 (6) 5, OH12 7 =C-O 144.60 8 =C-O -- 140.33 OMe-8 4.03 (s) 61.88 140.33 (8) OH12 9 =C 143.19 10aO-CH2 10b 4.63 (dd) 4.01 (o.t) 9.9, 4.7 73.04 11, 12 7, 11, 12 11, 10b 10a, Me19 11 O-CH 4.11 (dd) 9.1, 4.7 81.60 12 10a, , 13b, OH12 12 C -- 78.05 OH-12 3.28 (s) -- 12, 13 11, Me19 13a CH2 13b 2.17 (dd) 2.00 (dd) 12.4, 6.8 12.1, 9.3 47.14 11, 12, 19 12, 14, 15, 19 13b, 14, Me19 11, 13a, 15 14 O-CH 4.76 (td) 8.9, 7.4 74.00 13a, 15, 18, 19 15 =CH 5.34 (d) 8.9 126.20 13b, 17 16 =C -- 136.30 17 Me 1.74 (s) 25.84 15, 16, 18 15 18 Me 1.68 (s) 18.04 15, 16, 17 14 19 Me 1.40 (s) 22.02 11, 12, 13 10b, 13a, 14, OH12 Ref CDCl3: 7.26 ppm in H-NMR, 77.0 ppm in C13 NMR. 2 O 3 1 4 5 8 O 7 6 1' 6' 2' 5' 3' 4' O O 7' O O H H DMSO ABX system A B X 能够看到多少个质子信号？ 184 8.12 8.34 7.33 185 如何确定是活泼H？ 186
河北医科大学药学院 积分 CH.O. 上 如何确定-1和H-6? 天然药物化学室史清文教授 2
河北医科大学药学院 天然药物化学室史清文教授 2 187 积分 C6H12O3 NMR Solvent: CDCl3 O O HO 7.5 7.0 6.5 6.0 5.5 5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 Chemical Shift (ppm) 5.3 4.0 3.9 3.8 3.7 3.6 5 4 10 3 11 12 7 6 8 9 O 1 2 H3C O 13 H3C 15 HO CH3 14 H H H H 4 7 7 4 9 9 189 7 6 5 4 3 2 1 Chemical Shift (ppm) 2.03 1.00 0.99 1.03 1.96 1.05 5.15 3.26 0.78 3.20 3.05 5.00 4.75 4.50 4.25 Chemical Shift (ppm) 2.03 1.00 0.99 2.6 2.5 2.4 2.3 2.2 Chemical Shift (ppm) 1.03 1.96 1.05 O OH OH O 190 6 1 13 14 7 4 15 3 9 11 12 H 2C C H 3 O H H O O H 4 H 3 H H O H 2 C H 3 7 6 5 4 3 2 1 Chemical Shift (ppm) 2.03 1.00 0.99 1.03 1.96 1.05 5.15 3.26 0.78 3.20 3.05 5.00 4.75 4.50 4.25 Chemical Shift (ppm) 2.03 1.00 0.99 2.6 2.5 2.4 2.3 2.2 Chemical Shift (ppm) 1.03 1.96 1.05 O OH OH O 191 H-6 H-1 6 1 13 14 7 4 15 H-14 H-13 3 3a 9 11 12 如何确定H-1和H-6？ O OH OH O 180 160 140 120 100 80 60 40 20 Chemical Shift (ppm) 12.43 13.20 29.59 22.76 30.26 29.84 41.19 44.51 45.39 71.71 76.64 76.79 77.21 77.00 81.69 112.40 144.91 179.32 77.00 76.25 Chemical S... 76.64 77.21 77.00 76.79 30.00 Chemical ...29.59 30.26 29.84 192
河北医科大学药学院 * 人 数 H-NMR H-NMR 天然药物化学室史清文教授
河北医科大学药学院 天然药物化学室史清文教授 3 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 Chemical Shift (ppm) 12.45 13.22 22.78 29.61 29.85 30.28 45.40 41.21 71.73 81.73 112.43 193 H2C CH3 OH H O O H 4 H 3 H HO H 2 CH3 O OH OH O 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 194 O OH OH O 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 195 H2C CH3 OH H O O H 4 H 3 H HO H 2 CH3 O OH OH O 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 O OH OH O 196 1 2 3 4 5 6 7 10 9 8 11 12 13 15 14 O O H O O H 7 8 9 10 5 6 11 12 3 4 H3C H O H O O 2 1 O CH3 H 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 Chemical Shift (ppm) 0.86 1.00 0.98 1.03 1.01 0.98 0.98 4.29 2.13 1.22 1.25 10.40 9.70 9.60 Chemical S... 0.86 3.975 Chemic... 1.00 1H-NMR 197 2.5 2.0 1.5 Chemical Shift (ppm) 0.98 1.03 1.01 0.98 0.98 4.29 2.13 1.22 1.25 10.40 1 2 3 4 5 6 7 10 9 8 11 12 13 15 14 O O H O O H 1H-NMR 198
河北医科大学药学院 PC-NMR 翘 COSY HMQC NOESY 33 天然药物化学室史清文教授
河北医科大学药学院 天然药物化学室史清文教授 4 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 Chemical Shift (ppm) 0.86 1.00 0.98 1.03 1.01 0.98 0.98 4.29 2.13 1.22 1.25 10.40 9.70 9.60 Chemical S... 0.86 3.975 Chemic... 1.00 1 2 3 4 5 6 7 10 9 8 11 12 13 15 14 O O H O O H 199 1 2 3 4 5 6 7 10 9 8 11 12 13 15 14 O O H O O H 50 45 40 35 30 25 20 15 Chemical Shift (ppm) 12.42 18.06 22.39 25.15 29.67 32.28 35.29 41.15 47.72 48.61 48.70 52.17 48.5 48.0 Chemica... 47.7248.61 48.70 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 Chemical Shift (ppm) Chloroform -d 18.06 12.42 22.39 25.15 29.67 32.28 41.15 35.29 47.72 48.61 52.17 77.21 77.00 76.79 80.52 177.62 201.40 211.03 13C-NMR 200 COSY 201 1 2 3 4 5 6 7 10 9 8 11 12 13 15 14 O O H O O H HMQC 202 HMBC 203 NOESY 204
河北医科大学药学院 in-at Temp-298 H-NMR H-NMR Hnactonetmp=258K HMQC NOESY 天然药物化学室史清文教授 5
河北医科大学药学院 天然药物化学室史清文教授 5 5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 Chemical Shift (ppm) H in acetone-d6 at Temp=298K O OH HO O 1H-NMR 205 5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 Chemical Shift (ppm) H in acetone at temp=268K O OH HO O 1H-NMR 206 O OH HO O 207 O OH HO O HMQC 208 O OH HO O HMBC 209 O OH HO O NOESY 210
河北医科大学药学院 核磁共振碳谱 五、核磁共振碳谱 在决定有机化合物时，与HNR 3C-NMR Spectra 更酸废只有H核的164，且平度比善小，仅为11%，故返的 信号灵敏度仅为H核的LV60,或使C-NR关期不能授入 失际应用。近30年来电味冲-得丽叶变梳P下可)核磁共嫌兼工 的出现，度计算机的]入，C-NMR才得到其正应用。 核磁共振碳谱 BC NMR C-NMR的化学位移是最重要的泰数，它直接反 映了所观察核周的电子分布的情况，即核所 受的屏藏作用的大小。 瓦对被所处的化学环境很敏感，品的范圈远 G宽。分子中有不同的构型和构泰时，（比G更教 成。 对子季碳，碳清比直潘更具优游。 化学位移：SP，SP,含杂原子 核磁共振碳谱 10. 0 的大小香对所 140 天然药物化学室史清文教授 6
河北医科大学药学院 天然药物化学室史清文教授 6 五、核磁共振碳谱 13C-NMR Spectra 211 在决定有机化合物结构时，与1H-NMR相比13C-NMR在 某种程度上起着更为重要的作用，两者相辅相成。 自然界存在的碳同位素中，12C虽然丰度比最大(98.9%) 但因没有磁性而无法测定，13C虽有磁性 (I = 1/2)，但因观测 灵敏度只有1H核的1/64，且丰度比甚小，仅为1.1%，故总的 信号灵敏度仅为1H核的1/6000，致使13C-NMR长期不能投入 实际应用。近30年来电脉冲-傅丽叶变换(PFT) 核磁共振装置 的出现，及计算机的引入，13C-NMR才得到真正应用。 核磁共振碳谱 212 13C-NMR的化学位移是最重要的参数，它直接反 映了所观察核周围的基团电子分布的情况，即核所 受的屏蔽作用的大小。 dC 对核所处的化学环境很敏感，dC的范围远比 dH宽。分子中有不同的构型和构象时，dC比 dH更敏 感。 核磁共振碳谱 对于季碳，碳谱比氢谱更具优势。 213 13C NMR 214 215 13C-NMR的化学位移是最重要的参数，它直接反映了 所观察核周围的基团电子分布的情况，即核所受的屏蔽作用 的大小。dC 对核所处的化学环境很敏感，dC的范围远比 dH 宽。分子中有不同的构型和构象时，dC比dH更敏感。 核磁共振碳谱 化学位移：SP2, SP3， 含杂原子 O O OCH3 OH HO C=O 216
河北医科大学药学院 碳信号 (C=0,C=C C-OR,C-C 核磁共振碳谱 589 影响CNMR的化学位移的因素 1.来化：8值受减原于杂化的影响，共次序与平行， 一餐情况是：&8ea>&a,>&e 核磁共振碳谱 影响1 C-NMR的化学位移的因素 3。构蜜的影响：构型的不同8值也不相同· 22.1 29.3 42.9142 天然药物化学室史清文教授
河北医科大学药学院 天然药物化学室史清文教授 7 O OH OH O 180 160 140 120 100 80 60 40 20 Chemical Shift (ppm) 12.43 13.20 29.59 22.76 30.26 29.84 41.19 44.51 45.39 71.71 76.64 76.79 77.21 77.00 81.69 112.40 144.91 179.32 77.00 76.25 Chemical S... 76.64 77.21 77.00 76.79 30.00 Chemical ... 30.26 29.84 29.59 217 碳信号 (C=O, C=C, C-OR, C-C) C=O C=C C-OR C-C 218 影响 13C-NMR的化学位移的因素 1. 杂化：dC值受碳原子杂化的影响， 其次序与dH平行。 一般情况是： dsp3 ＜ dsp ＜ dsp2 核磁共振碳谱 2. 吸电子基团极其密集性：吸电子基团的诱导效应使dC 核去屏蔽，电负性愈强，去屏蔽效应愈大，吸电子基 团愈多，位移也愈大 dC-F ＞ dC-Cl ＞ dC-Br ＞dC-I 219 影响 13C-NMR的化学位移的因素 3. 构型的影响：构型的不同dC值也不相同。 在烯烃的顺反异构中， 烯碳的dC相差1-2 ppm，顺式在 较高场。与烯碳相连的饱和碳的dC相差要多些，约3-5 ppm, 顺式也在高场。 核磁共振碳谱 C N O R CH2 CH2 CH3 CH3 40.0 13.1 42.9 14.2 C N H2C H3C OH H3C C N H2C H3C OH H3C 22.1 19.0 10.2 159.4 29.3 13.2 11.0 159.7 220 Tetrahedron, 2013, 69: 8505 O O O H 85.0 76.7 168.7 199.3 27.4 O OH O OH 182.4 73.4 Phytochem. Lett., 2012, 5: 78 221 O OH O O H 60.4 57.7 3.00 Phytochem. Lett., 2012, 5: 78 Phytochem,2010, 71: 1387 Phytochem,2012, 83: 136 67.3 55.6 O O O O HO 167.2 Phytochem,2008, 69: 2993 O O O O O H H OAc 72.4 57.6 H O O O O 61.8 64.7 222
河北医科大学药学院 chem Lett2012,27 Eoc82r8 数 em.203.7:12 tot tt-se 核磁共振碳谱 彩响C-NMR的化学位移的因素 4环己挑上的束尺盖处于直a)成平快eg时与8值形响 电不 OH (e) 22 天然药物化学室史清文教授 8
河北医科大学药学院 天然药物化学室史清文教授 8 Phytochem Lett,2012, 5: 297 68.5 64.8 O OH OH OH Phytochem Lett,2010, 3: 148 56.8 3.06, J=3.8 Hz 60.6 O 2.59 Phytochem,2002, 61: 79 56.4 50.8 O O 180.0 HO O O O 172.2 4.08, J=5.0 3.39, J=9.0, 5.0 62.5 O O O H 72.4 Biochemical Systematics and Ecology，2012，45： 115–119 223 OH HO H O O OH HO H O O 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters 2011, 21: 366 224 59.9 79.6 HO H O O O 174.3 Phytochem, 2013, 87: 126 O O HO H O HO RO 71.9 62.0 169.1 794 Fitotherapia, 2013, 85: 169 O O HO O O 67.6 64.5 177.3 74.5 66.7 Phytochem, 2001, 58: 1189 225 1 2 3 4 5 6 7 10 9 8 11 12 13 15 14 O O H O O H 50 45 40 35 30 25 20 15 Chemical Shift (ppm) 12.42 18.06 22.39 25.15 29.67 32.28 35.29 41.15 47.72 48.61 48.70 52.17 48.5 48.0 Chemica... 47.7248.61 48.70 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 Chemical Shift (ppm) Chloroform -d 18.06 12.42 22.39 25.15 29.67 32.28 41.15 35.29 47.72 48.61 52.17 77.21 77.00 76.79 80.52 177.62 201.40 211.03 d 177 ppm d 211 d 201 226 Formula C15H20O3 FW 248.3175 Acquisition Time (sec) 0.9789 Comment 09st412 Yucheng Gu ZML-16 Date Dec 9 2009 Date Stamp Dec 9 2009 File Name \\friapfil04\NMRprocessor\MReid Projects\09st412\CARBON_01.fid\fid Frequency (MHz) 150.85 Nucleus 13C Number of Transients 2048 Original Points Count 32768 Points Count 262144 Pulse Sequence s2pul Receiver Gain 60.00 Solvent CHLOROFORM-d Spectrum Offset (Hz) 16433.1406 Spectrum Type STANDARD Sweep Width (Hz) 33472.80 Temperature (degree C) 25.000 6 O 7 10 8 9 5 4 3 2 14 13 12 11 O 16 CH2 17 O 1 CH3 18 H C3 15 184 176 168 160 152 144 136 128 120 112 104 96 88 80 72 64 56 48 40 32 24 16 8 0 Chemical Shift (ppm) 16.33(13) 17.94(18) 29.40(12) 23.84(15) 32.44(4) 36.94(10) 37.26(11) 37.56(14) 39.40(5) 61.05(2) 67.39(3) 75.04(6) 123.66(17) 136.57(9) 169.53(8) No. Atom Exp. Shift (ppm) 1 2 61.05 2 3 67.39 3 4 32.44 4 5 39.40 5 6 75.04 6 8 169.53 7 9 136.57 8 10 36.94 9 11 37.26 10 12 29.40 11 13 16.33 12 14 37.56 13 15 23.84 14 17 123.66 15 18 17.94 d 169 ppm 227 影响 13C-NMR的化学位移的因素 4. 环己烷上的取代基处于直立(ax)或平伏(eq)对与dC值影响 也不相同。 核磁共振碳谱 d OH (ax) d OH (eq) 70 56 35 32 20 25 24 26 228
河北医科大学药学院 核磁共振碳谱 核磁共振碳谱 影响CNMR的化学位移的因素 影响C-NMR的化学位移的因廉 三质、落制的响：不同的介质可使8植麦化几个 6,煮能的形响：情别老分子内氩能，对有关的液原于的8 值也有形州。 知分子中有：NH,COOH.OH.SH著 ofc 核磁共振碳谱 核磁共振碳谱 凭底：)拿提硬原子（种别是无盖原子违接时）的信高 度变化，分子秋生变化，碳原子的 ,(可规过20ppm） 时间可事福认喷原子 难点：员敏度任、信比差 有强烈的彩响。 1C谱中最重要的信息是化学位移8 核磁共振碳谱的解析 化学位移：SP，SP叫，含杂原子 解析步绿 区分由条质华、剂华，不兵华的滑 中建原子的数司，花明分子有一定的对称检： 4)原子版的璃定（活浅的璃定）： 分 司 天然药物化学室史清文教授 9
河北医科大学药学院 天然药物化学室史清文教授 9 影响 13C-NMR的化学位移的因素 5. 介质、溶剂的影响：不同的介质可使dC值变化几个ppm, 甚至10 ppm以上。 分子中有可解离的基团，在不同的PH值下，可使dC值有 明显的变化。 如分子中有： NH2, COOH, OH, SH等 核磁共振碳谱 229 230 影响 13C-NMR的化学位移的因素 6. 氢键的影响：特别是分子内氢键，对有关的碳原子的dC 值也有影响。 核磁共振碳谱 H O 191.5 H O 196.9 O H CH3 O 195.7 CH3 O 204.1 O H 231 影响 13C-NMR的化学位移的因素 7. 温度的影响：温度变化，分子状态发生变化，碳原子的 dC值也会有变化。 核磁共振碳谱 8. 顺磁物质的影响：顺磁物质对NMR谱线的位移、线宽 有强烈的影响 。 232 优点：1) 掌握碳原子（特别是无氢原子连接时）的信息 2) 化学位移范围大（可超过200 ppm） 3) 可确定碳原子级数 4) 准确测定驰豫时间，可帮助指认碳原子 难点：灵敏度低、信噪比差 13C天然丰度：1.1%; S/N 3, C3/H3 1/64 （在同等实验条件下是氢谱的1/6000） 13C谱中最重要的信息是化学位移d 核磁共振碳谱 核磁共振碳谱的解析 解析步骤： 1）区分出杂质峰、溶剂峰，不要遗漏季碳的谱线； ÿ）计算不饱和度 Ā）分子对称性的分析：若谱线数目少于元素组成式 中碳原子的数目，说明分子有一定的对称性； 4）碳原子级数的确定（活泼氢数目的确定）； 5）碳原子d值的分区：饱和区、不饱和区、杂原子区、羰基区 6）推出结构单元，组合可能的结构式； 7）对推出的结构进行碳谱指认。 233 O OH OH O 180 160 140 120 100 80 60 40 20 Chemical Shift (ppm) 12.43 13.20 29.59 22.76 30.26 29.84 41.19 44.51 45.39 71.71 76.64 76.79 77.21 77.00 81.69 112.40 144.91 179.32 77.00 76.25 Chemical S... 76.64 77.21 77.00 76.79 30.00 Chemical ...29.59 30.26 29.84 化学位移：SP2, SP3， 含杂原子 C=O 234
河北医科大学药学院 DMSO 帮册所罗罗 威20 0 核磁共振碳谱特点 优点：)掌湿呢原子（特别走无重原子迷接时）的信嘉 2)化位巷花国大可过200Ppm 难点：灵数度低、信噪比是 C泽中重要的信惠是化学位移 天然药物化学室史清文教授 10
河北医科大学药学院 天然药物化学室史清文教授 10 O OH OH O 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 Chemical Shift (ppm) 12.45 13.22 22.78 29.61 29.85 30.28 45.40 41.21 71.73 81.73 112.43 235 Formula C15H20O3 FW 248.3175 Acquisition Time (sec) 0.9789 Comment 09st412 Yucheng Gu ZML-16 Date Dec 9 2009 Date Stamp Dec 9 2009 File Name \\friapfil04\NMRprocessor\MReid Projects\09st412\CARBON_01.fid\fid Frequency (MHz) 150.85 Nucleus 13C Number of Transients 2048 Original Points Count 32768 Points Count 262144 Pulse Sequence s2pul Receiver Gain 60.00 Solvent CHLOROFORM-d Spectrum Offset (Hz) 16433.1406 Spectrum Type STANDARD Sweep Width (Hz) 33472.80 Temperature (degree C) 25.000 6 O 7 10 8 9 5 4 3 2 14 13 12 11 O 16 CH2 17 O 1 CH3 18 H C3 15 184 176 168 160 152 144 136 128 120 112 104 96 88 80 72 64 56 48 40 32 24 16 8 0 Chemical Shift (ppm) 16.33(13) 17.94(18) 29.40(12) 23.84(15) 32.44(4) 36.94(10) 37.26(11) 37.56(14) 39.40(5) 61.05(2) 67.39(3) 75.04(6) 123.66(17) 136.57(9) 169.53(8) No. Atom Exp. Shift (ppm) 1 2 61.05 2 3 67.39 3 4 32.44 4 5 39.40 5 6 75.04 6 8 169.53 7 9 136.57 8 10 36.94 9 11 37.26 10 12 29.40 11 13 16.33 12 14 37.56 13 15 23.84 14 17 123.66 15 18 17.94 C=O 236 4 O 3 1 2 O 5 6 7 8 9 O HO O CH3 H3C 2' A F B E C D OH O CH3 180 160 140 120 100 80 60 40 20 Chemical Shift (ppm) 55.80 46.53 41.01 38.84 34.60 56.22 71.31 76.79 77.21 77.00 105.20 111.39 122.03 113.99 129.51 128.96 133.47 146.73 144.55 147.06 178.73 C=O 237 O O OH HO O O OH OH COOH OH DMSO C=O 238 1' 2' 6' 3' 5' 4' O CH3 9 10 8 5 7 6 2 3 O 1 4 OH O O CH3 OH C=O 239 优点：1) 掌握碳原子（特别是无氢原子连接时）的信息 2) 化学位移范围大（可超过200 ppm） 3) 可确定碳原子级数 4) 准确测定驰豫时间，可帮助指认碳原子 难点：灵敏度低、信噪比差 13C天然丰度：1.1%; S/N 3, C3/H3 1/64 （在同等实验条件下是氢谱的1/6000） 13C谱中最重要的信息是化学位移d 核磁共振碳谱特点 240