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分析化学手册. 7B. 碳-13核磁共振波谱分析(第三版)
核磁分册分析为分析化学手册之第七分册,A辑为 氢-1核磁共振波谱分析;B辑为碳-13核磁共振波谱分析。内容包括核磁共振基础理论篇,小分子化合物篇和复杂天然产物化合物篇。其中“核磁共振基本概念、基本原理等基础理论在A 辑同一介绍。小分子化合物包括:1. 烃类;2. 醇、醚、酚类;3. 醛、酮类;4. 酸、酯类;5. 含氮化合物;6. 含硫、磷等杂原子化合物,等等。本书的特色在于小分子数据尽可能的齐全;复杂天然产物重点在于总结特征波谱规律。
适读人群 :化学工作者,分析化学、有机化学专业的科研人员。 《碳-13核磁共振波谱分析》系《分析化学手册》之7B分册,杨峻山主编多年从事核磁共振分析,在有机分子结构解析,特别是复杂分子结构解析方面积累了丰富的经验。该书集结了其经验分享,通过大量的波谱数据,总结出每类物质的特征波谱数据,同时又给出了大量化合物的核磁共振波谱数据,方便读者比对和查阅。
碳-13核磁共振波谱(简称碳谱)是20世纪70年代得到广泛应用的一项核磁共振新技术,80年代后又产生出二维核磁共振新技术,并得到迅速发展和广泛应用。在有机化合物的化学结构研究中,碳谱和氢谱相互补充、相互印证,相得益彰,特别是在化合物的鉴别、化学结构的测定、异构体的识别、化学结构中的构型与构象分析、合成化学的反应机理研究以及生物化学和生物合成中都发挥出巨大的作用,目前已成为天然有机化学研究领域非常重要的有力工具。近年来化合物的数量剧增,积累了大量的13C波谱数据,有必要对其规律进行归纳总结。
本次修订在第二版第七分册《核磁共振波谱分析》的基础上,将“核磁共振波谱分析”分为了7A《氢-1核磁共振波谱分析》和7B《碳-13核磁共振波谱分析》两册。本书只是在收集文献数据的基础上对化合物进行分类整理,选择部分有代表性的化合物,分析各类化合物的碳-13谱化学位移数据的特征,方便读者在遇到这类化合物时参考。而有关核磁共振波谱的基本原理、重要谱学方法与相关参数,以及氢-1核磁共振波谱数据与偶合常数等内容,将集中在《氢-1核磁共振波谱分析》中介绍。 本书中对一般有机化合物仅以大分类法分成烃类(包括链烷烃、环烷烃、并合环烷烃、链烯烃、环烯烃、炔烃、芳烃等)、醇酚醚类、醛酮类、有机酸、酸酐、酯、杂环化合物、有机含氮化合物、含卤素化合物、含硫化合物、含磷化合物、有机金属化合物、离子化合物等。天然化合物分成脂肪族类、芳香族类、黄酮类、色原酮类、木脂素类、香豆素类、醌类、甾烷类、生物碱类、萜类、糖类、多元醇类、氨基酸类等。所引述化合物的数据是和该类化合物的碳-13核磁共振的化学位移谱特征分析相对应,尽可能做到全面反映,但一些类型的化合物由于数量有限,规律性不强,我们仅将其数据列出来以供参考。 众所周知,化合物化学位移数据越多,分析的准确度就会越高。然而由于时间有限、篇幅所限,不可能引述更多的实例,只能是选择一部分化合物进行归类分析,还望同道们谅解。 在编著本书的过程中,得到杨秀伟教授、赵毅民教授、林文翰教授、邹忠梅教授和索茂荣博士、朱寅荻博士、丁刚博士、吴海峰博士、吴丽真博士、郑庆霞博士的大力协助,积极帮助查找文献,在此对他们的帮助表示衷心的感谢。 杨峻山 2016年5月
杨峻山,药植所,研究员,曾任中国医学科学院中国协和医科大学药用植物研究所副所长。现兼任中国药学会常务理事、中药与天然药物专业委员会主任;中国植物学会理事、药用植物与植物药专业委员会副主任;《中国药学杂志》副主编。从事中药与天然药物、药用植物资源的科研与教学40余年。对百十种中药与天然药物的化学成分和有效成分有深入的研究,分离鉴定化合物800多个,其中新化合物近200个;人工合成了一些天然化合物,为创制新药提供了多个先导化合物。
绪 论 1
第一章 一般有机化合物的13C NMR化学位移 4 第一节 烃类化合物的13C NMR化学位移 7 一、链烷烃的13C NMR化学位移及计算 7 二、环烷烃的13C NMR 化学位移 11 三、并合的环烷烃的13C NMR化学位移 15 四、链烯烃的13C NMR化学位移 19 五、环烯烃的13C NMR化学位移 23 六、炔烃的13C NMR化学位移 27 七、芳香化合物的13C NMR化学位移 29 第二节 醇、酚及醚类化合物的13C NMR化学位移 38 一、醇类化合物的13C NMR化学位移 38 二、酚类化合物的13C NMR 化学位移 46 三、醚类化合物的13C NMR化学位移 47 第三节 醛类和酮类化合物的13C NMR化学位移 55 一、醛类化合物的13C NMR化学位移 56 二、酮类化合物的13C NMR化学位移 56 第四节 有机酸、酸酐及酯类化合物的13C NMR 化学位移 68 一、有机酸类化合物的13C NMR化学位移 68 二、酸酐类化合物的13C NMR化学位移 70 三、酯类化合物的13C NMR化学位移 71 四、内酯类化合物的13C NMR化学位移 75 第五节 杂环化合物的13C NMR化学位移 78 一、三元杂环化合物的13C NMR化学位移 78 二、四元杂环化合物的13C NMR化学位移 80 三、五元杂环化合物的13C NMR化学位移 80 四、六元杂环化合物的13C NMR化学位移 85 五、七元杂环化合物的13C NMR化学位移 92 第六节 有机含氮化合物的13C NMR化学位移 94 一、酰胺和脲类化合物的13C NMR化学位移 95 二、腈、异腈及其衍生物的13C NMR化学位移 97 三、硝基和亚硝基类化合物的13C NMR化学位移 99 四、胺、亚胺以及羟胺类化合物的13C NMR化学位移 100 五、腙类、重氮类及偶氮类化合物的13C NMR化学位移 103 第七节 含卤素、硫和磷化合物的13C NMR化学位移 105 一、卤代化合物的13C NMR化学位移 105 二、含硫化合物的13C NMR化学位移 108 三、含磷化合物的13C NMR化学位移 114 第八节 有机金属化合物与离子化合物的13C NMR化学位移 122 一、有机金属化合物的13C NMR化学位移 122 二、离子化合物的13C NMR化学位移 125 第二章 天然脂肪族化合物的13C NMR化学位移 135 第一节 脂肪酸和脂肪醇类及其酯类化合物的13C NMR化学位移 135 第二节 脑苷脂类化合物的13C NMR化学位移 138 第三章 天然芳香族类化合物的13C NMR 化学位移 148 第一节 简单天然酚酸类化合物的13C NMR化学位移 148 第二节 缩酚酸酯的13C NMR化学位移 151 第三节 缩酚酮酸及其酯类化合物的13C NMR化学位移 154 第四节 二苯乙基类及其聚合体类化合物的13C NMR化学位移 160 第五节 苯丙素类化合物的13C NMR化学位移 167 第四章 黄酮类及色原酮类化合物的13C NMR化学位移 172 第一节 黄酮类化合物的13C NMR化学位移 172 第二节 黄酮醇类化合物的13C NMR化学位移 179 第三节 二氢黄酮类化合物的13C NMR化学位移 186 第四节 二氢黄酮醇类化合物的13C NMR化学位移 193 第五节 异黄酮类化合物的13C NMR化学位移 198 第六节 二氢异黄酮类化合物的13C NMR化学位移 202 第七节 黄烷类化合物的13C NMR化学位移 206 第八节 异黄烷类化合物的13C NMR化学位移 214 第九节 查耳酮类化合物的13C NMR化学位移 217 第十节 二氢查耳酮类化合物的13C NMR化学位移 222 第十一节 橙酮和异橙酮类化合物的 13C NMR化学位移 227 第十二节 酮类化合物的13C NMR化学位移 231 第十三节 高异黄酮类化合物的13C NMR化学位移 237 第十四节 紫檀烷类化合物的13C NMR化学位移 241 第十五节 鱼藤酮类化合物的13C NMR化学位移 247 第十六节 双黄酮类化合物的13C NMR化学位移 251 第十七节 2-苯乙基色酮类化合物的13C NMR化学位移 257 第五章 木脂素类化合物的13C NMR化学位移 261 第一节 丁烷衍生物类木脂素的13C NMR化学位移 261 第二节 四氢呋喃类木脂素的13C NMR化学位移 269 第三节 二苯基四氢呋喃并四氢呋喃类木脂素的13C NMR化学位移 276 第四节 4-苯基四氢萘类木脂素的13C NMR化学位移 284 第五节 4-苯基四氢萘并丁内酯类木脂素的13C NMR化学位移 294 第六节 苯并呋喃类木脂素的13C NMR化学位移 301 第七节 联苯环辛烯类木脂素的13C NMR化学位移 307 第八节 氢化苯并呋喃类木脂素的13C NMR化学位移 317 第九节 苯并二烷类木脂素的13C NMR化学位移 323 第十节 环辛烷类木脂素的13C NMR化学位移 326 第十一节 联苯类木脂素的13C NMR化学位移 329 第十二节 氧新木脂素的13C NMR化学位移 332 第六章 香豆素化合物的13C NMR化学位移 336 第一节 简单香豆素化合物的13C NMR化学位移 336 第二节 角型呋喃香豆素化合物的13C NMR化学位移 342 第三节 线型呋喃香豆素的13C NMR化学位移 351 第四节 角型吡喃香豆素的13C NMR化学位移 357 第五节 线型吡喃香豆素的13C NMR化学位移 363 第六节 多聚香豆素的13C NMR化学位移 366 第七章 醌类化合物的13C NMR化学位移 372 第一节 苯醌类化合物的13C NMR化学位移 372 第二节 萘醌类化合物的13C NMR化学位移 376 第三节 蒽醌类化合物的13C NMR化学位移 382 第四节 菲醌类化合物的13C NMR化学位移 387 第五节 萜醌及其他醌类化合物的13C NMR化学位移 392 第八章 甾烷类化合物的13C NMR化学位移 400 第一节 雄甾烷类化合物的13C NMR化学位移 400 第二节 心甾内酯类化合物的13C NMR化学位移 405 第三节 胆甾烷类化合物的13C NMR化学位移 413 第四节 孕甾烷类化合物的13C NMR化学位移 422 第五节 雌甾烷类化合物的13C NMR化学位移 430 第六节 胆酸类化合物的13C NMR化学位移 432 第七节 螺甾烷类化合物的13C NMR化学位移 435 第八节 麦角甾烷类化合物的13C NMR化学位移 443 第九节 植物甾烷类化合物的13C NMR化学位移 452 第九章 有机胺、吡咯、吡咯里西啶、莨菪烷、吡啶、吖啶酮类生物碱化合物的13C NMR化学位移 459 第一节 有机胺类生物碱的13C NMR化学位移 459 一、麻黄碱类化合物的13C NMR化学位移 459 二、秋水仙碱类化合物的13C NMR化学位移 459 三、酰胺类化合物的13C NMR化学位移 462 第二节 吡咯类生物碱的13C NMR化学位移 465 第三节 吡咯里西啶类生物碱的13C NMR化学位移 467 第四节 莨菪烷类生物碱的13C NMR化学位移 473 第五节 吡啶和氢化吡啶类生物碱的13C NMR化学位移 478 第六节 吖啶酮类生物碱的13C NMR化学位移 483 第十章 喹啉、异喹啉和喹诺里西啶类化合物的13C NMR化学位移 488 第一节 简单喹啉类生物碱的13C NMR化学位移 488 第二节 氢化喹啉和多取代喹啉类生物碱的13C NMR化学位移 490 第三节 金鸡纳类生物碱的13C NMR 化学位移 493 第四节 简单异喹啉类生物碱的13C NMR化学位移 495 第五节 苄基异喹啉类生物碱的13C NMR 化学位移 497 第六节 原阿朴菲类生物碱的13C NMR化学位移 499 第七节 阿朴菲类生物碱化合物的13C NMR化学位移 501 第八节 原小檗碱类生物碱化合物的13C NMR化学位移 506 第九节 普托品类生物碱的13C NMR化学位移 512 第十节 苯酞异喹啉和螺环苄基异喹啉类生物碱的 13C NMR化学位移 514 一、苯酞异喹啉类生物碱的13C NMR化学位移 514 二、螺环苄基异喹啉类生物碱的13C NMR化学位移 516 第十一节 吐根碱异喹啉类生物碱的13C NMR化学位移 519 第十二节 萘酚异喹啉类生物碱的13C NMR化学位移 521 第十三节 吗啡烷类生物碱的13C NMR化学位移 524 第十四节 双苄基异喹啉类生物碱的13C NMR化学位移 528 第十五节 苯并菲啶类生物碱的13C NMR化学位移 533 第十六节 简单喹诺里西啶化合物的13C NMR化学位移 538 第十七节 石松碱和三环喹诺里西啶化合物的13C NMR化学位移 540 一、石松碱类化合物的13C NMR化学位移 540 二、三环喹诺里西啶化合物的13C NMR化学位移 542 第十八节 苦参碱类化合物的13C NMR化学位移 544 第十九节 金雀儿碱类化合物的13C NMR化学位移 545 第二十节 呋喃喹诺里西啶化合物的13C NMR化学位移 548 第十一章 吲哚生物碱及吲哚里西啶类生物碱的13C NMR化学位移 550 第一节 简单吲哚生物碱的13C NMR化学位移 550 第二节 卡巴唑类生物碱的13C NMR化学位移 552 第三节 卡巴啉类生物碱的13C NMR化学位移 554 第四节 沃洛亭和波里芬类生物碱的13C NMR化学位移 558 一、沃洛亭类生物碱的13C NMR化学位移 558 二、波里芬类生物碱的13C NMR化学位移 560 第五节 育亨宾类化合物的13C NMR化学位移 561 第六节 吐根吲哚类化合物的13C NMR化学位移 565 第七节 白坚木碱型生物碱的13C NMR化学位移 567 第八节 长春胺型与马钱子碱型生物碱的13C NMR化学位移 571 一、长春胺型生物碱的13C NMR化学位移 571 二、马钱子碱型生物碱的13C NMR化学位移 572 第九节 长春花碱型生物碱的13C NMR化学位移 574 第十节 柯南碱型生物碱的13C NMR化学位移 576 第十一节 长春蔓啶碱型生物碱的13C NMR化学位移 580 第十二节 氧化吲哚碱型生物碱的13C NMR化学位移 582 第十三节 麦角碱型生物碱的13C NMR化学位移 587 第十四节 双聚吲哚型生物碱的13C NMR化学位移 590 第十五节 吲哚里西啶型生物碱的13C NMR化学位移 596 一、娃儿藤碱类生物碱的13C NMR化学位移 596 二、交让木环素定类生物碱的13C NMR化学位移 598 三、一叶萩碱类生物碱的13C NMR化学位移 600 第十二章 萜类生物碱和甾烷类生物碱的13C NMR化学位移 605 第一节 单萜类生物碱和倍半萜类生物碱的13C NMR化学位移 605 一、单萜类生物碱的13C NMR化学位移 605 二、倍半萜类生物碱的13C NMR化学位移 607 第二节 二萜类生物碱的13C NMR化学位移 611 一、C18和C19二萜生物碱的13C NMR化学位移 611 二、C20二萜生物碱的13C NMR化学位移 617 第三节 三萜类生物碱的13C NMR化学位移 623 一、虎皮楠生物碱类化合物的13C NMR化学位移 623 二、黄杨生物碱的13C NMR化学位移 626 第四节 甾烷类生物碱的13C NMR化学位移 631 第五节 异甾烷类生物碱的13C NMR化学位移 638 第十三章 核苷类、环肽类以及大环类生物碱的13C NMR化学位移 643 第一节 核苷类生物碱的13C NMR 化学位移 643 第二节 环肽类生物碱的13C NMR化学位移 645 第三节 大环生物碱的13C NMR化学位移 650 一、麻黄根碱类生物碱的13C NMR化学位移 651 二、美登辛类生物碱的13C NMR化学位移 654 第十四章 单萜类化合物的13C NMR化学位移 657 第一节 开链单萜类化合物的13C NMR化学位移 657 第二节 薄荷烷型单环单萜类化合物的13C NMR化学位移 659 第三节 OCHTODANE型单环单萜类化合物的13C NMR化学位移 662 第四节 侧柏烷型双环单萜类化合物的13C NMR化学位移 664 第五节 莰烷型双环单萜类化合物的13C NMR化学位移 666 第六节 蒎烷型双环单萜类化合物的13C NMR化学位移 668 第七节 小茴香烷型双环单萜类化合物的13C NMR化学位移 671 第八节 环烯醚萜类化合物的13C NMR化学位移 672 第九节 裂环环烯醚萜苷化合物的13C NMR化学位移 678 第十五章 倍半萜化合物的13C NMR化学位移 683 第一节 开链倍半萜化合物的13C NMR化学位移 683 第二节 没药烷类倍半萜化合物的13C NMR化学位移 688 第三节 吉玛烷类倍半萜化合物的13C NMR化学位移 692 第四节 律草烷类倍半萜化合物的13C NMR化学位移 697 第五节 榄烷类倍半萜化合物的13C NMR化学位移 701 第六节 单环麝子油烷类倍半萜化合物的13C NMR化学位移 703 第七节 苍耳烷类倍半萜化合物的13C NMR化学位移 707 第八节 杜松烷型双环倍半萜化合物的13C NMR化学位移 709 第九节 补身烷型倍半萜化合物的13C NMR化学位移 713 第十节 桉叶烷型双环倍半萜化合物的13C NMR化学位移 716 第十一节 沉香呋喃型双环倍半萜化合物的13C NMR化学位移 720 第十二节 石竹烷型双环倍半萜化合物的13C NMR化学位移 724 第十三节 艾里莫芬烷型双环倍半萜化合物的13C NMR化学位移 726 第十四节 甘松新烷型双环倍半萜化合物的13C NMR化学位移 729 第十五节 愈创木烷型双环倍半萜化合物的13C NMR化学位移 732 第十六节 香橙烷型三环倍半萜化合物的13C NMR化学位移 736 第十七节 原伊鲁烷型三环倍半萜化合物的13C NMR化学位移 738 第十八节 广藿香醇型倍半萜化合物的13C NMR化学位移 741 第十六章 二萜及二倍半萜化合物的13C NMR化学位移 743 第一节 开链二萜化合物的13C NMR化学位移 743 第二节 西松烷型二萜化合物的13C NMR化学位移 747 第三节 半日花烷型二萜化合物的13C NMR化学位移 750 第四节 克罗烷型二萜化合物的13C NMR化学位移 756 第五节 珊瑚烷型二萜化合物的13C NMR化学位移 761 第六节 尤尼斯烷型二萜化合物的13C NMR化学位移 766 第七节 维替生烷型二萜化合物的13C NMR化学位移 770 第八节 朵蕾烷型二萜化合物的13C NMR化学位移 772 第九节 海松烷型三环二萜化合物的13C NMR化学位移 776 第十节 松香烷型二萜化合物13C NMR化学位移 779 第十一节 卡山烷型二萜化合物的13C NMR化学位移 783 第十二节 海绵烷型二萜化合物的13C NMR化学位移 787 第十三节 紫杉烷型二萜化合物的13C NMR化学位移 790 第十四节 瑞香烷型二萜化合物的13C NMR化学位移 794 第十五节 对映贝壳杉烷型四环二萜化合物的13C NMR化学位移 800 第十六节 阿替生烷型四环二萜化合物的13C NMR化学位移 806 第十七节 木藜芦烷型四环二萜化合物的13C NMR化学位移 807 第十八节 五环二萜化合物的13C NMR化学位移 809 第十九节 双二萜化合物的13C NMR化学位移 810 第二十节 二倍半萜化合物的13C NMR化学位移 813 第十七章 三萜及多萜化合物的13C NMR化学位移 817 第一节 开链三萜化合物的13C NMR化学位移 817 第二节 单环三萜化合物的13C NMR化学位移 818 第三节 双环三萜化合物的13C NMR化学位移 821 第四节 三环三萜化合物的13C NMR化学位移 825 第五节 苦木素型三萜化合物的13C NMR化学位移 829 第六节 达玛烷型三萜化合物的13C NMR化学位移 833 第七节 大戟烷型三萜的13C NMR化学位移 840 第八节 羊毛甾烷型三萜化合物的13C NMR 化学位移 847 第九节 葫芦烷型三萜化合物的13C NMR化学位移 853 第十节 原萜烷型三萜化合物的13C NMR化学位移 860 第十一节 甘遂烷型三萜化合物的13C NMR化学位移 863 第十二节 环菠萝烷型三萜化合物的13C NMR化学位移 868 第十三节 羽扇豆烷型三萜化合物的13C NMR化学位移 876 第十四节 何帕烷型三萜化合物的13C NMR化学位移 881 第十五节 齐墩果烷型三萜化合物的13C NMR化学位移 885 第十六节 乌斯烷型三萜化合物的13C NMR化学位移 893 第十七节 木栓烷型三萜化合物的13C NMR化学位移 899 第十八节 多萜类化合物的13C NMR化学位移 904 第十八章 糖类和多元醇类以及氨基酸类化合物的13C NMR化学位移 913 第一节 单糖类化合物的13C NMR化学位移 913 第二节 双糖类化合物的13C NMR化学位移 921 第三节 三糖类化合物的13C NMR化学位移 929 第四节 四糖类化合物的13C NMR化学位移 934 第五节 五糖类化合物的13C NMR化学位移 936 第六节 多糖类化合物的13C NMR化学位移 937 第七节 多元醇类化合物的13C NMR化学位移 938 第八节 氨基酸类化合物的13C NMR化学位移 940 主题词索引 943
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