GIÁO TRÌNH THỰC HÀNH HÓA HỮU CƠ TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP. HỒ CHÍ MINH (2016)

Với phổ 1 H NMR chúng ta đạt được thông tin về khung cacbon của một
phân tử hữu cơ bởi vì hầu hết (nhưng không phải tất cả) các nguyên tử
cacbon có it nhất một nguyên tử gắn hydrogen. Trong phổ 13 C chúng ta quan
sát khung cacbon trực tiếp và do đó chúng ta thấy các mũi từ tất cả các
nguyên tử cacbon xem thử chúng co mang hoặc không mang nguyên tử hyđro.
Một tiện ích của phổ 13 C là phạm vi rộng của độ dời hóa học vượt qua
những gì mà các hạt nhân nguyên tử 13 C hấp thu. Trong phổ 13 C tín hiệu từ
những hợp chất hữu cơ thì trải rộng vượt qua phạm vi độ dời hóa học 200 pm,
so sánh với phổ 1 H là 20 ppm. Phổ 13 C thì đơn giản hơn vì tín hiệu ít khi phủ
lấp.
Hàm lượng tự nhiên của đồng vị 13 C rất thấp có một ảnh hưởng quan
trọng là làm đơn giản hóa phổ 13 C. Bởi vì hàm lượng tự nhiên của nó thấp, có
một xác xuất thấp mà hai nguyên tử cacbon kề nhau sẽ có cả 2 nguyên tử 13 C.
Do đó trong phổ 13 C chúng ta sẽ không quan sát được sự ghép cặp spin-spin
giữa hai hạt nhân cacbon.
Kỹ thuật điện tử thì cũng hiện hữu cho phép khử (decoupling) của sự
ghép cặp spin-spin tương tác giữa hạt nhân 13 C và 1 H. Do đó nó phù hợp để
đạt được phổ 13 C mà trong phổ đó tất cả các cộng hưởng cacbon xuất hiện
như là mũi đơn. Phổ đạt được trong kiểu của điều hành của người đo phổ này
thì gọi là phổ khử ghép cặp proton (pronton-decoupled).
Người đo phổ 13 C cũng có thể điều hành trong một kiểu khác, một kiểu
mà cho phép một liên kết được ghép cặp giữa hạt nhân 13 C và 1 H xuất hiện.
Kiểu điều hành này được gọi là (proton off-resonance decoupling). Nó cho
ra một phổ mà trong phổ đó các nhóm metyl xuất hiện như là các mũi bốn
(quartets), các nhóm –CH 2 xuất hiện như là các mũi ba (triplets), các nhóm CH
xuất hiện như là các mũi đôi (doublets) và các nguyên tử C không có gắn
hyđro xuất hiện như là các mũi đơn (singlets).
Một ví dụ minh họa rất hay của ứng dụng của phổ 13 C cho thấy trong
phổ của 4-(N,N-dietylamino)benzalđêhit (hình 1.31). Chúng ta cũng cần lưu ý
trong hầu hết các phổ 13 C vùng bên dưới những tín hiệu không tỷ lệ với số
nguyên tử mà gây ra tín hiệu * . (* Tích phân phổ 13 C có thể đạt được, nhưng
trong kiểu tích phân này dụng cụ ít nhạy và mẫu phải nhiều hơn, thời gian phải
lâu hơn. Thường thường, hầu hết các phổ 13 C không tính tích phân
(integrated)).
(c) (d)
(f) (g)
O
(e) CH 2 CH 3
H C (b) N
(a)
CH 2 CH 3
(c) (d)
(f) (g)
50