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1、第5章综合解析姚新生有机波谱解析综合解析本章学习要求：了解有机化合物结构分析的一般了解有机化合物结构分析的一般程序。程序。 能够综合运用所学的波谱知识，能够综合运用所学的波谱知识，进行有机化合物的结构分析。进行有机化合物的结构分析。姚新生有机波谱解析综合解析综合波谱解析法定义：利用未知物（纯物质）的定义：利用未知物（纯物质）的 质谱（质谱（EI、CI、FI、FAB）、）、 紫外吸收光谱、紫外吸收光谱、 红外吸收光谱、红外吸收光谱、 核磁共振氢谱、核磁共振氢谱、 核核磁磁共共振振碳碳谱谱(COM、OFR、SEL、DEPT)等等光光谱谱，进进行行综综合合解解析析，确确定定未未知知物物分子结构的方法
2、，称为分子结构的方法，称为综合光谱解析法综合光谱解析法综合光谱解析法综合光谱解析法。姚新生有机波谱解析综合解析一、各种光谱的在综合光谱解析中的作用姚新生有机波谱解析综合解析质谱在综合光谱解析中的作用质谱(MS)主主主主要要要要用用用用于于于于确确确确定定定定化化化化合合合合物物物物的的的的分分分分子子子子量量量量、分分分分子式。子式。子式。子式。质谱图上的碎片峰可以提供一一级级结结构构信息。对于一些特征性很强的碎片离子，如烷基取代苯的mz91的苯甲离子及含氢的酮、酸、酯的麦氏重排离子等，由质谱即可认定某些结构的存在。质谱的另一个主要功能是作为综合光谱解析后，验证所推测的未知物结构的正确性验证所
3、推测的未知物结构的正确性验证所推测的未知物结构的正确性验证所推测的未知物结构的正确性。姚新生有机波谱解析综合解析紫外吸收光谱在综合光谱解析中的作用1紫外吸收光谱(UV)主要用于确定化合物用于确定化合物的类型及共轭情况的类型及共轭情况。？如是否是不饱和化合物？是否具有芳香环结构等化合物的骨架信息。1紫外吸收光谱虽然可提供某些官能团的信息，？如是否含有醛基、酮基、羧基、酯基、炔基、烯基等生色团与助色团。但特特征性差征性差，在综合光谱解析中一般可不予以考虑。紫外吸收光谱法主要用于定量分析主要用于定量分析。姚新生有机波谱解析综合解析红外吸收光谱在综合光谱解析中的作用*红外吸收光谱(IR)主主要要提提供
4、供未未知知物物具具有有哪哪些些官官能能团团、化化合合物物的的类类别别(芳香族、脂肪族；饱和、不饱和)等。*提供未未知知物物的的细细微微结结构构，如直链、支链、链长、结构异构及官能团间的关系等信息，但在综合光谱解析中居次要地位。姚新生有机波谱解析综合解析核磁共振氢谱在综合光谱解析中的作用核磁共振氢谱(1HNMR)在综合光谱解析中主主主主要提供化合物中所含要提供化合物中所含要提供化合物中所含要提供化合物中所含质质质质子子子子的的的的类类类类型型型型：说明化合物具有哪些种类的含氢官能团。氢分布：氢分布：氢分布：氢分布：说明各种类型氢的数目。核核核核间间间间关关关关系系系系: :氢核间的偶合关系与氢核
5、所处的化学环境 三方面的结构信息三方面的结构信息三方面的结构信息三方面的结构信息。姚新生有机波谱解析综合解析核磁共振碳谱在综合光谱解析中的作用(核磁共振碳谱(13CNMR)碳谱与氢谱类似，也可提供化合物中1.碳核的类型、2.碳分布、3.核间关系三方面结构信息。 主要提供化合物的碳主要提供化合物的碳“骨架骨架”信息信息。姚新生有机波谱解析综合解析核磁共振碳谱在综合光谱解析中的作用在碳谱中:质子噪音去偶或称全去偶谱(proton noisedeeoupling或protoncompletedeeoupling，缩写COM，其作用是完全除去氢核干扰)可可可可提提提提供供供供各各各各类碳核的准确化学位
6、移类碳核的准确化学位移类碳核的准确化学位移类碳核的准确化学位移 (3) (2)原原因因：Cl的的-I效效应应使使C=O电电子子云云密密度度增增大大，伸伸缩振动力常数增大，振动频率增大；缩振动力常数增大，振动频率增大； C=O与与C=C的的共共轭轭效效应应，使使C=O的的单单键键性性质质增增大大，伸伸缩缩振振动动力力常常数数减减小小，振振动动频频率率减减小。小。姚新生有机波谱解析综合解析3 比较下列化合物中比较下列化合物中Ha和和Hb的化学位移大的化学位移大小，并说明理由。小，并说明理由。化学位移大小：化学位移大小：Hb Ha解解释释：OH的的供供电电子子作作用用使使邻邻、对对位位电电子子云云密
7、密度度升高，升高，Ha的屏蔽效应增强，化学位移减小；的屏蔽效应增强，化学位移减小； CHO的的吸吸电电子子作作用用使使邻邻、对对位位电电子子云云密密度降低，度降低， Hb的去屏蔽效应增强，化学位移增大。的去屏蔽效应增强，化学位移增大。姚新生有机波谱解析综合解析5 下下面面化化合合物物的的质质谱谱有有几几种种主主要要碎碎片片离离子子峰？何者强度最大？峰？何者强度最大？其其中中m/Z=71的的碎碎片片离子强度最大。离子强度最大。原原因因：C3H7的的+I效效应应最最强强，使使CC的的可可极极化化度度增增大大，最最易易断断裂裂（最最大大烷基丢失）。烷基丢失）。姚新生有机波谱解析综合解析6 肉肉桂桂酸
8、酸（C6H5CH=CHCOOH）有有顺顺、反反两两种种异异构构体体，测测得得这这两两个个化化合合物物的的紫紫外外最最大大吸吸收收波波长长分分别别为为295nm和和280nm，试确定何者为顺式、何者为反式。，试确定何者为顺式、何者为反式。 l lmax = 295，反式；，反式； l lmax = 280，顺式。，顺式。 原原因因：顺顺式式异异构构体体存存在在空空间间阻阻碍碍，破破坏坏了了p,pp,p共轭作用，使最大吸收发生兰移。共轭作用，使最大吸收发生兰移。姚新生有机波谱解析综合解析8 液液体体化化合合物物C4H8O2的的质质谱谱图图如如下下，试试推推测其结构。测其结构。姚新生有机波谱解析综合
9、解析姚新生有机波谱解析综合解析10 中中性性化化合合物物C7H13O2Br，与与2,4-二二硝硝基基苯苯肼肼无无反反应应，其其IR在在28502950cm-1区区域域有有吸吸收收，在在1740cm-1有有一一强强吸吸收收，而而在在3000cm-1以以上上区区域域无无吸吸收收；1H NMR：d d 1.0(3H，三三重重峰峰)，1.3（6H，二二重重峰峰），2.1（2H，多多重重峰峰），4.2（1H，三三重重峰峰），4.6（1H，多多重重峰峰）。试推测其结构。试推测其结构。姚新生有机波谱解析综合解析 不饱和度为不饱和度为1； 与与2,4-二硝基苯肼无反应，表明不是醛、酮；二硝基苯肼无反应，表明不
10、是醛、酮； IR：2850-2950cm-1有有吸吸收收，表表明明含含有有饱饱和和CH，1740 cm-1的的强强峰峰为为C=O，3000cm-1以以上上无无吸吸收收，表表明明不不含含OH、=CH。这些结果提示为酯类化合物。这些结果提示为酯类化合物。 1H NMR：d d1.3的的双双峰峰（6H），表表明明相相邻邻C上上只只有有1个个H，为为2个个CH3，d d4.6的的1个个H（多多重重峰峰）与与d d1.3的的2个个CH3相相连连，且且与与O相相连连，这这表表明明存存在在OCH(CH3)2； d d1.0的的三三重重峰峰（3H），表表明明相相邻邻C上上有有2个个H，为为CH3，d d4.2
11、的的三三重重峰峰（1H），表表明明相相邻邻C上上有有2个个 H， 且且 该该 H与与 Br、 C=O相相 连连 ， d d2.1的的 多多 重重 峰峰（2H），为上述），为上述CH3与与CHBr之间的之间的CH2。姚新生有机波谱解析综合解析姚新生有机波谱解析综合解析7 根据下列图谱推测未知化合物的结构。根据下列图谱推测未知化合物的结构。姚新生有机波谱解析综合解析姚新生有机波谱解析综合解析姚新生有机波谱解析综合解析姚新生有机波谱解析综合解析由由MS确定分子式：确定分子式：分子量为偶数，应不含分子量为偶数，应不含N或含偶数或含偶数N。(M+1)/M%=(2.80/28.7) 100=9.76(M+
12、2)/M%=(0.26/28.7) 100=0.91，不含，不含Br,Cl,S等。等。C数：数：9.76/1.1=9，含，含9个个C或或8个个CO数：数：0.91-(1.1 9或或8)2/200/0.20=2剩余质量：剩余质量：150-12 9-16 2=10 或或150-12 8-16 2=22因此该化合物不含因此该化合物不含N，合理的分子式为，合理的分子式为C9H10O2。（或由（或由Beynon表确定分子式）表确定分子式）不饱和度不饱和度=5，可能存在苯环。，可能存在苯环。姚新生有机波谱解析综合解析MS在在m/Z77、65、51处处的的系系列列碎碎片片峰峰表表明明存存在在苯环，在苯环，在
13、91的碎片表明存在的碎片表明存在C6H5CH2。13C NMR在在d d140-120之之间间的的信信号号及及1H NMR在在d d7.3处的单峰（处的单峰（5H）证实存在苯环，且为单取代苯。）证实存在苯环，且为单取代苯。IR在在1750、1220和和1000cm-1处处的的吸吸收收及及13C NMR在在d d170处的信号表明为酯类化合物。处的信号表明为酯类化合物。1H NMR在在d d2.0处处的的单单峰峰（3H）为为CH3，且且与与C=O相相连连；在在d d5.0处处的的单单峰峰（2H）为为CH2，与与苯环及苯环及O相连。相连。因此，该化合物的结构式为：因此，该化合物的结构式为：姚新生有机波谱解析综合解析13C NMR归属：归属：MS主要碎片：主要碎片：姚新生有机波谱解析综合解析衷心感谢衷心感谢各位的合作各位的合作姚新生有机波谱解析综合解析姚新生有机波谱解析综合解析
