由于之后还要针对这个化合物做各种二维实验,因此碳谱的归属是必须要做的。与氢谱想比,由于C13的丰度小,以及碳本身的旋磁比仅为H核的1/4,因此做碳谱需要比氢谱花更多的时间。很多氢谱扫描一次信噪比已经很好,但相同浓度的碳谱要得到同样的信噪比却需要数千次的扫描——即意味着数千倍的时间,因此很多合成人员的碳谱都被安排在晚上过夜。而事实上,很多情况下在得到氢谱的数据后,如果需要加做碳谱往往只是解谱人员对某些基团的不确定,当这些基团不是季碳的时候,有一种碳谱能够在1/3的时间内得到比普通碳谱更好的结果——DEPT!
DEPT是Distortion Enhancement by Polarization Transfer的缩写,翻译成中文就是无畸变极化转移增强。其碳信号增强原理与大名鼎鼎的INEPT相似,但是较后者有更多的优点,原理我就不多说了,在氢谱不能给出满意答案不得不求助于碳谱的信息时,我会习惯先做一个DEPT135!
上图即是这一结构的DEPT135的谱图,我们可以看到有正和负两种相位,这正是DEPT135的奇妙之处!它能够让CH3 和CH信号为正,CH2 信号为负,而不与氢相连的季碳不出信号!(即所谓的奇正偶负)由于普通碳谱对氢去耦后不像氢谱能观察到相邻基团的耦合信息,对于碳谱的解读很多时候只能靠数碳的个数和看化学位移来大致判断,当化合物结构很复杂时,对于碳的归属往往让人一筹莫展。但DEPT135能在更短的时间内帮我们把这些信号分类:去除掉季碳信号;将碳信号按照正负排列;更别说还能大幅度减少实验时间——何乐而不为呢。几乎只瞄了一眼这图我们就可以清晰认出,43和30 ppm的两个负峰为亚甲基的碳,55.8 ppm的那个峰为与氧相连的甲基碳,低场的4个峰为环上的4个CH。
不过对于解谱人员有一点需要了解的是,拿到手的谱图相位有可能是反的。因为在输入相位校正命令的时候软件自动将最高的峰定义为正,有时候当CH2 的信号最强时,往往会被校正为正峰。对于软件而言,正负只是相对的。如果出现了谱图中碳信号与预想中正负完全相反时,可以要求核磁人员将信号校正过来。
此外,DEPT谱还有另外两种常见的形式,分别是DEPT45和DEPT90。与DEPT135一样,所有DEPT实验都没有季碳信号。(这里要注意,与碳谱不同,理论上氘代溶剂DEPT应该不出峰。但是实际上有时候能够在DEPT谱上看到较弱的溶剂信号。这一信号可以对应碳谱的溶剂出峰位置予以排除)但是,区别在于DEPT45中所有CH,CH2 ,CH3 均为正峰,而DEPT90中我们理论上仅能看到CH信号。在DEPT家族中,DEPT135给出的信息显然最多,因此一般做135即可。而与另外两种实验结果线性组合可以给出CH,CH2 ,CH3 三种信号的三个独立子谱。
为了让帖子更为完整,今天补充做了DEPT90和DEPT45的谱图如下,方便大家与DEPT135进行区别。可以看到,在DEPT90的谱图上还是可以看到残留的季碳信号的,这是由于90度H脉冲与实际值偏差导致,可以通过调节仪器的P3时间来优化谱图。
DEPT90
DEPT45