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1、谱图综合解析 二 各种谱图解析时的要点 三 光谱解析的一般程序 一 概述 主要内容 四 综合光谱解析例解 一 概述 紫外 红外 核磁 氢谱 碳谱 二维谱 质谱 四大波谱 对于比较复杂的有机化合物的结构测定 如天然产物 需要综合各种波谱数据和理化性质进行结构推导 确定化合物结构 综合解析 二 各种谱图解析时的要点 1 UV法 主要用于提供分子的芳香结构和共轭体系信息 横坐标 波长 纵坐标 吸光度 A 或摩尔吸光系数 二 各种谱图解析时的要点 1 UV法 1 220 800nm内无紫外吸收 说明是脂肪烃 脂环烃或其简单衍生物 氯化物 醇 醚 羧酸等 甚至可能是非共轭的烯 2 220 250nm内显
2、示强的吸收 近10000或更大 这表明K带的存在 即存在共轭的两个不饱和键 共轭二烯或 不饱和醛 酮 3 250 290nm内显示中等强度吸收 且显示不同程度的精细结构 说明苯环或某些杂芳环的存在 4 250 350nm内显示中 低强度的吸收 说明羰基或共轭羰基的存在 5 300nm以上有高强度的吸收 说明该具有较大的的共轭体系 若高强度吸收具有明显的精细结构 说明稠环芳烃 稠环杂芳烃或其衍生物的存在 主要用于提供分子的芳香结构和共轭体系信息 二 各种谱图解析时的要点 2 IR法 判断分子中所含有的特征官能团和化学键的类型 二 各种谱图解析时的要点 2 IR法 判定结构中含氧官能团的存在与否
3、特别是结构中不含氮原子时 非常容易确定OH C O C O C这几类官能团的存在与否 判定结构中含氮官能团的存在与否 非常容易确定NH C N NO2等官能团的存在与否 判定结构中芳香环的存在与否 判定结构中烯烃 炔烃的存在与否和双键的类型 判断分子中所含有的特征官能团和化学键的类型 红外光谱的九大区域 一 O H N H伸缩振动区 3750 3000cm 1 二 不饱和烃和芳烃C H伸缩振动区 3300 3000cm 1 三 饱和烃C H和醛基C H伸缩振动区 3000 2700cm 1 四 叁键的对称伸缩振动区 2400 2100cm 1 五 羰基的伸缩振动区 1900 1650cm 1
4、六 双键的对称伸缩振动区 1680 1500cm 1 七 C H面内弯曲振动区 1475 1300cm 1 八 单键 C O C X 伸缩振动区 1300 1000cm 1 九 不饱和C H面外弯曲振动区 1000 650cm 1 3 MS法 二 各种谱图解析时的要点 分子离子峰 1 图谱中质量数最大的离子峰 最右端 2 奇电子离子 3 与左侧的离子峰有合理的中性碎片 自由基或小分子 丢失 这是判断该离子峰是否是分子离子峰的最重要依据 1 从分子离子峰及其同位素峰确定分子量 分子式 基峰 质谱图中离子强度最大的峰 规定其相对丰度为100 基峰 分子离子峰 3 MS法 2 含氮原子的推断 氮规则
5、 断裂形式 由C H O组成的有机化合物 M一定是偶数 由C H O N组成的有机化合物 N奇数 M奇数 由C H O N组成的有机化合物 N偶数 M偶数 3 CI Br等的鉴定 从M 2 M 4峰 二 各种谱图解析时的要点 4 由简单的碎片离子 推测官能团及结构片段 二 各种谱图解析时的要点 4 1H NMR法 1 根据积分曲线的数值推算结构中质子数 溶剂DMSO d6 500MHz 二 各种谱图解析时的要点 4 1H NMR法 2 区分羧酸 醛 芳香族 烯烃 烷烃质子 二 各种谱图解析时的要点 4 1H NMR法 3 根据自旋偶合裂分判定基团的连接情况 AA XX 系统 CDCl3 300
6、MHz 二 各种谱图解析时的要点 4 1H NMR法 4 根据自旋偶合作用研究其相邻的取代基 二 各种谱图解析时的要点 4 1H NMR法 5 根据峰形判定结构中活泼质子的存在与否 OH 醇 酚和羧酸的质子交换速度很快 通常在谱图中呈现尖锐的峰 当存在氢键缔合时 质子交换速度变慢 会呈现锐峰 甚至 馒头峰 它们的化学位移值都有较大的变化范围 尖锐的峰馒头峰 二 各种谱图解析时的要点 4 1H NMR法 5 根据峰形判定结构中活泼质子的存在与否 NH 一级和二级胺多为尖的峰 在酸性溶液中胺成盐后 铵离子的质子交换速度大为降低 NH变为宽峰 甚至出现裂分 酰胺的 NH一般在5 0 8 5ppm出现
7、宽峰 如氯代乙酰胺 在7 3 7 6ppm处出现两个宽的NH2峰 a b a b 二 各种谱图解析时的要点 5 13C NMR法 1 判断碳原子个数及其杂化方式 sp sp2 sp3 杂化状态是影响碳核化学位移的主要因素 一般来说它与该碳上氢的位移次序基本平行 二 各种谱图解析时的要点 5 13C NMR法 2 根据化学位移值判定羰基的存在与否及其种类 羰基化合物的 C在很低场 160 220ppm 且干扰很少 饱和醛和酮的羰基 C 195ppm 羰基与杂原子 具有孤对电子 或不饱和基团相连 p 共轭 电子云密度增大 共振移向高场方向 150 185ppm 酰氯 酰胺 酯 酸酐 羧酸 C 18
8、5ppm 二 各种谱图解析时的要点 5 13C NMR法 3 根据化学位移值判定芳香族或烯烃取代基性质 推测取代基的种类 芳烃及取代苯 苯的 C为128 5ppm 通常 未取代芳碳 在110 135ppm 取代芳烃 为123 167ppm 烯烃 烯碳为sp2杂化 碳的 为110 150ppm 与芳环碳有重叠 末端烯烃双键碳 CH2 的 值比与烷烃相连的双键碳 CH 向高场移动10 40个单位 顺式烯碳比反式烯碳在较高场 季碳 叔碳 仲碳 三 光谱解析的一般程序 1 测试样品的纯度 1 测定物理常数 沸点 熔点 折光率 2 色谱法 TLC GC HPLC 三 光谱解析的一般程序 2 分子量或分子
9、式的确定 1 经典的分子量测定方法 元素分析法 2 质谱法 高分辨质谱在测定精确分子量的同时 还能推出分子式 低分辨质谱由测得的同位素丰度比也可推出分子中元素的组成 进而得到可能的分子式 3 质谱结合核磁共振氢谱 碳谱等推测分子式 三 光谱解析的一般程序 3 计算不饱和度 分子式确定后 可方便的按下式计算不饱和度 U n4 1 n3 n1 2 n4 四价原子 C Si n3 三价原子 N P n1 一价原子 H X 三 光谱解析的一般程序 4 各部分结构的确定 a 不饱和类型红外光谱和核磁共振可用于判断C O C N等不饱和类型 UV可用于共轭体系的判断 b 官能团和结构单元鉴定可能存在的官能
10、团和部分结构时 各种光谱要交替参照 相互论证 以增加判断的可靠性 三 光谱解析的一般程序 5 结构式的推定 总结所有的官能团和结构片段 并找出各结构单元的关系 提出一种或几种可能结构式 6 核对与验证 四大波谱 数据进行一一核对 注意结构的对称性 7 与已知化合物谱图或数据进行对照或比较 例1 试根据化合物的波谱数据推断化合物的结构 四 综合光谱解析例解 m z 102不含N原子或含偶数个N原子 可能存在甲基 亚甲基 羰基和醚键 10个H质子 3 2 3 2CxH10Oy 5个C原子 1个C O 2个CH2 2个CH3C5H10Oy 结合MS得 y 2C5H10O2 1 58 67 43 20
11、8 30 例2 试根据所给化合物的波谱数据推断化合物的结构 四 综合光谱解析例解 羟基 不饱和烃 饱和烃 羰基 芳环 C11H12O5 不饱和度为6 6 99 2H s 6 43 1H d J 15 9Hz 7 50 1H d J 15 9Hz 3 80 6H s 300MHz 6 99 2H s 6 43 1H d J 15 9Hz 7 50 1H d J 15 9Hz 3 80 6H s 例3 试根据化合物的波谱数据推断化合物的结构 四 综合光谱解析例解 C8H8O2 不饱和度为5 不饱和烃 饱和烃 羰基 芳环 活泼氢质子 一组相互偶合的芳香氢信号 J 8 7HZ 甲基氢信号 推出的信息 有苯环和羰基活泼氢信号 10 3 一组相互偶合的芳氢信号 J 8 7Hz 甲基单峰信号 2 49 存在羧基 邻位偶合 对位取代 与吸电基团连接 感谢亲观看此幻灯片 此课件部分内容来源于网络 如有侵权请及时联系我们删除 谢谢配合
