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1、红外吸收光谱的特征峰 与一定结构单元相联系的 在一定范围内出现的化学键振动频率 基团特征频率 特征峰 常见的有机化合物基团频率出现的范围 4000 600cm 1依据基团的振动形式 分为四个区 1 4000 2500cm 1X H伸缩振动区 X O N C S 2 2500 1900cm 1三键 累积双键伸缩振动区 3 2000 1330cm 1双键伸缩振动区 1 3 称为官能团区 4 1350 600cm 1X Y伸缩 X H变形振动区称为指纹区 红外光谱信息区 1 由分子式计算不饱和度2 峰归属3 可能的结构 红外吸收光谱谱图解析步骤 不饱和度 定义 不饱和度是指分子结构中达到饱和所缺一价
2、元素的 对 数 如 乙烯变成饱和烷烃需要两个氢原子 不饱和度为1 计算 若分子中仅含一 二 三 四价元素 H O N C 则可按下式进行不饱和度的计算 2 2n4 n3 n1 2n4 n3 n1分别为分子中四价 三价 一价元素数目 作用 由分子的不饱和度可以推断分子中含有双键 三键 环 芳环的数目 验证谱图解析的正确性 质谱 质谱是纯物质鉴定的最有力工具之一 其中包括相对分子质量测定 化学式确定及结构鉴定等 1 相对分子质量的测定如前所述 从分子离子峰的质荷比的数据可以准确地测定其相对分子质量 所以准确地确认分子离子峰十分重要 虽然理论上可认为除同位素峰外分子离子峰应是最高质量处的峰 但在实际
3、中并不能由此简单认定 有时由于分子离子稳定性差而观察不到分子离子峰 因此在实际分析时必须加以注意 在纯样品质谱中 分子离子峰应具有以下性质 l 原则上除同位素峰外它是最高质量的峰 但要注意某些样品会形成质子化离子 M H 峰 醚 脂 胺等 去质子化离子 M H 峰 芳醛 醇等 及缔合离子 M R 峰 2 它要符合 氮律 在只含C H 0 N的化合物中 不含或含偶数个氮原子的分子的质量数为偶数 含有奇数个氮原子的分子的质量数为奇数 这是因为在由C H 0 N P卤素等元素组成的有机分子中 只有氮原子的化合价为奇数而质量数为偶数 3 存在合理的中性碎片损失 因为在有机分子中 经电离后 分子离子可能
4、损失一个H或CH3 H20 C2H4 等碎片 相应为M l M 15 M 18 M 28 碎片峰 而不可能出现M 3至M 14 M一21至M 24范围内的碎片峰 若出现这些峰 则峰不是分子离子峰 4 在EI源中 若降低电子轰击电压 则分子离子峰的相对强度应增加 若不增加则不是分子离子峰 由于分子离子峰的相对强度直接与分子离子稳定性有关 其大致顺序是 芳香环 共轭烯 烯 脂环 羰基化合物 直链碳氢化合物 醚 脂 胺 酸 醇 支链烃在同系物中 相对分子质量越大则分子离子峰相对强度越小 2 化学式的确定 由于高分辨的质谱仪可以非常精确地测定分子离子或碎片离子的质荷比 误差可小于10 5 则利用表21
5、 3中的确切质量求算出其元素组成 如CO与N2两者的质量数都是28但从表21 3可算出其确切质量为27 9949与28 0061 若质谱仪测得的质行比为28 0040则可推断其为N2 同样 复杂分子的化学式也可算出 在低分辨的质谱仪上 则可以通过同位素相对丰度法推导其化学式 同位素离子峰相对强度与其中各元素的天然丰度及存在个数成正比 对于一个CwHxNyOz的化合物 其同位素离子峰 M l M 2 与分子离子峰M 的强度之比为 注 忽略2H 17O影响 利用精确测定的 M 1 M 2 相对于M 的强度比值 可从Beynon表中查出最可能的化学式 再结合其他规则 确定化学式 对于含有Cl Br
6、S等同位素天然丰度较高的元素的化合物 其同位素离子峰相对强度可由 a b n展开式计算 式中a b分别为该元素轻 重同位素的相对丰度 n为分子中该元素个数 如在CH2Cl2中 对元素Cl来说 a 3 b l n 2故 a b n 9 6 l 则其分子离子峰与相应同位素离子峰相对强度之比为 m z84 M m z86 M 2 m z88 M 4 9 6 1若有多种元素存在时 则以 a b n a b n 计算 谱图中化合物的结构信息 1 峰的数目 标志分子中磁不等性质子的种类 多少种 2 峰的强度 面积 每类质子的数目 相对 多少个 3 峰的位移 每类质子所处的化学环境 化合物中位置 4 峰的裂
7、分数 相邻碳原子上质子数 5 偶合常数 J 确定化合物构型 核磁共振氢谱 一级谱的特点 裂分峰数符和n 1规律 相邻的核为磁等价即只有一个偶合常数J 若相邻n个核n1个核偶合常数为J1 n2个核偶合常数为J2 n n1 n2则裂分峰数为 n1 1 n2 1 峰组内各裂分峰强度比 a 1 n的展开系数从谱图中可直接读出 和J 化学位移 在裂分峰的对称中心 裂分峰之间的距离 Hz 为偶合常数J 谱图解析步骤 由分子式求不饱合度由积分曲线求1H核的相对数目解析各基团首先解析 再解析 低场信号 最后解析 芳烃质子和其它质子活泼氢D2O交换 解析消失的信号由化学位移 偶合常数和峰数目用一级谱解析参考IR UV MS和其它数据推断解构得出结论 验证解构 核磁共振氢谱
