波谱综合练习-波谱综合解析-教学课件.ppt

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1、一、各种谱图提供的结构信息1、MS法法(1).从分子离子峰组确定相对分子量和分从分子离子峰组确定相对分子量和分子式；子式；(2).Cl、Br、S的鉴定的鉴定(M+2M+4峰识别峰识别),确定同位素的存在确定同位素的存在；(3).含含N的确定的确定(氮律氮律-N规则规则)；(4).由简单碎片离子及其它资料，推测可由简单碎片离子及其它资料，推测可能的结构片断。能的结构片断。2、UV法法 (1).判断芳环的存在；判断芳环的存在；(2).判断共轭体系的存在；判断共轭体系的存在；(3).估算共轭体系的最大吸收波长。估算共轭体系的最大吸收波长。3、IR法法 (1).含氧官能团的判断含氧官能团的判断(特别是

2、确定特别是确定OH,C=O等等)；(2).含氮官能团的判断含氮官能团的判断(特别是确定特别是确定NH,CN,NO2等等)；(3).有关芳环的信息；有关芳环的信息；(4).异构体的判断异构体的判断(有无炔有无炔烯及取代类型烯及取代类型)。4、1HNMR法法 (1).各类质子数量比的确定各类质子数量比的确定(积分曲线积分曲线)；(2).由化学位移区分特殊的官能团；由化学位移区分特殊的官能团；(3).判断与杂原子及不饱和键相连的饱和判断与杂原子及不饱和键相连的饱和 碳原子；碳原子；(4).由自旋偶合确定基团间的位置关系；由自旋偶合确定基团间的位置关系；(5).由重水交换鉴定活泼氢。由重水交换鉴定活泼

3、氢。5、13CNMR法法 (1).确定碳原子数；确定碳原子数；(2).区分不同杂化态的碳；区分不同杂化态的碳；(3).判断碳基的存在；判断碳基的存在；(4).确定甲基类型。确定甲基类型。波谱综合解析步骤波谱综合解析步骤4.由质谱的分子离子峰，碎片离子峰可推知由质谱的分子离子峰，碎片离子峰可推知可能可能存在的分子片断，存在的分子片断，根据分子离子峰与碎根据分子离子峰与碎片离子峰以及各碎片离子峰片离子峰以及各碎片离子峰m/e的差值可推知的差值可推知可能可能失去的分子片断失去的分子片断，从而给出可能的，从而给出可能的分子分子结构。结构。5.核磁共振谱可给出分子中含核磁共振谱可给出分子中含几种类型氢几

4、种类型氢，各种氢的个数以及各种氢的个数以及相邻氢之间的关系相邻氢之间的关系，以验，以验证所推测结构是否合理。证所推测结构是否合理。质谱的碎裂规律质谱的碎裂规律表表2 根据失去碎片的情况判断化合物结构类型根据失去碎片的情况判断化合物结构类型离子离子失去的碎片失去的碎片化合物的结构类型化合物的结构类型M-1M-15M-18M-28M-29M-34M-35 M-36M-43M-45M-60HCH3H2OC2H4、CO、N2CHO、C2H5H2SCl、HClCH3CO、C3H7COOHCH3COOH醛醛(一些醚或胺一些醚或胺)甲基取代物甲基取代物醇醇麦氏重排、脂环酮中脱掉的麦氏重排、脂环酮中脱掉的CO

5、醛、乙基取代物醛、乙基取代物硫醇硫醇氯代物氯代物甲基酮、丙基取代物甲基酮、丙基取代物羧酸羧酸醋酸酯醋酸酯红外光谱的分区红外光谱的分区4000-2500cm-1:这是X-H单键的伸缩振动区。2500-2000cm-1:此处为叁键和累积双键伸缩振动区2000-1500cm-1:此处为双键伸缩振动区1500-600cm-1:此区域主要提供C-H弯曲振动的信息 取代类型取代类型C-HC-H面外弯曲振动吸收峰位置（面外弯曲振动吸收峰位置（cmcm-1-1）苯苯670670单取代单取代770-730770-730，710-690710-690二取代二取代1 1，2-2-770-735770-7351 1，

6、3-3-810-750810-750，725-690725-6901 1，4-4-833-810833-810三取代三取代1 1，2 2，3-3-780-760780-760，745-705745-7051 1，2 2，4-4-885-870885-870，825-805825-8051 1，3 3，5-5-865-810865-810，730-675730-675四取代四取代1 1，2 2，3 3，4-4-810-800810-8001 1，2 2，3 3，5-5-850-840850-8401 1，2 2，4 4，5-5-870-855870-855五取代五取代870870芳香环取代类型芳

7、香环取代类型烯烃类型烯烃类型CH面外弯曲振动吸收位置面外弯曲振动吸收位置（cm-1）R1CH=CH2995-985，910-905R1R2C=CH2895-885R1CH=CHR2(顺顺)730-650R1CH=CHR2(反）反）980-965R1R2C=CHR3840-790=C-H的面外弯曲振动的面外弯曲振动对判断双键的取代类型有用对判断双键的取代类型有用300020001000X-H伸缩振动伸缩振动(X:C,N,O,S)三键三键 双键双键伸缩振动伸缩振动其它伸缩振动，其它伸缩振动，弯曲振动弯曲振动游离游离OH3600缔合缔合OH3300-NH233003500-NHR-C C-H 330

8、0C=C-H2960,CH32925,CH228702850-COH2820,2720-SH26002550-C-H2885-C N2240-C C-2220-C C-H 2120C=O 1715C=C 1650苯环苯环1600158015001460-NO21550 1370 1460 1380-CH31470-CH2-C-O-C13001020C-OH伯伯仲仲叔叔酚酚苯苯烯烯氢氢指指纹纹区区COOH3000红外图谱的解析步骤红外图谱的解析步骤 40001500cm-1范围为官能团区，可以判断化合物的种类。范围为官能团区，可以判断化合物的种类。1500600cm-1范围为指纹区，反映整个分子

9、结构的特点范围为指纹区，反映整个分子结构的特点 如：苯环的存在可以由如：苯环的存在可以由3100-3000、1600、1580、1500、1450cm-1的吸收带判断，而苯环上的取代位置要用的吸收带判断，而苯环上的取代位置要用900600cm-1区域的吸收带判断。区域的吸收带判断。先找特征吸收峰，再找相关峰佐证 可通过一组峰来识别 例:羧酸 3200-2500;1710 1420;922红外图谱的解析步骤红外图谱的解析步骤 否定法：否定法：如果已知某波数区的谱带对于某个基团是特如果已知某波数区的谱带对于某个基团是特征的，那么当这个波数区没有出现谱带时，就可以判征的，那么当这个波数区没有出现谱带

10、时，就可以判断在分子中不存在这个基团。断在分子中不存在这个基团。例如，如果在例如，如果在1850-1650cm-1附近没有强吸收带，就附近没有强吸收带，就可以判断没有羰基的存在；可以判断没有羰基的存在；如果在如果在3700-3100cm-1区域没有吸收带，就可以判断区域没有吸收带，就可以判断没有没有NH、OH基团的存在；基团的存在；如果在如果在3100-3000、1600、1580、1500、1450cm-1区区域没有吸收带，就可以判断没有苯环基团的存在。域没有吸收带，就可以判断没有苯环基团的存在。红外图谱的解析步骤红外图谱的解析步骤 肯定法：肯定法：如果一张未知物的光谱图不能直接辨认，则必如

11、果一张未知物的光谱图不能直接辨认，则必须对其进行详细的分析。分析时一般从谱图中主要的谱须对其进行详细的分析。分析时一般从谱图中主要的谱带开始，因为它往往对应化合物中的主要官能团，也就带开始，因为它往往对应化合物中的主要官能团，也就可能较特征地反映出化合物的结构。可能较特征地反映出化合物的结构。有许多谱带是特征的，如在有许多谱带是特征的，如在2242cm-1处有吸收，就可以处有吸收，就可以判断有判断有CN、CC、C=C=C等存在。如某一化合物等存在。如某一化合物在在1100cm-1处具有一个很强、形状对称的谱带，就可处具有一个很强、形状对称的谱带，就可以判断有醚键。以判断有醚键。特征质子的化学位

12、移值特征质子的化学位移值102345678910111213C3CH C2CH2 C-CH3环烷烃环烷烃0.71.7CH2Ar CH2NR2 CH2S C CH CH2C=O CH2=CH-CH31.73CH2F CH2Cl CH2Br CH2I CH2O CH2NO224.70.5(1)5.568.510.512CHCl3(7.27)4.56.0910OH NH2 NHCR2=CH-RRCOOHRCHO常用溶剂的质子常用溶剂的质子的化学位移值的化学位移值D炔氢质子炔氢质子1.83.4l积分曲线与峰面积积分曲线与峰面积u 积分曲线的高度与其相对应的一组吸收峰的峰面积积分曲线的高度与其相对应的一

13、组吸收峰的峰面积成正比，而峰面积与一组磁等价质子的数目成正比。成正比，而峰面积与一组磁等价质子的数目成正比。l 有几组峰有几组峰,则表示样品中有几种不同类型的质子；则表示样品中有几种不同类型的质子；l 每一组峰的强度每一组峰的强度(面积面积),),与质子的数目成正比。与质子的数目成正比。l 各个阶梯的高度比表示不同化学位移的质子数之比。各个阶梯的高度比表示不同化学位移的质子数之比。（1）母体）母体 215nm （2）母体）母体 215nm b b烷基烷基1 +12nm 环外双键环外双键1 +5nm a a烷基烷基1 +10nm b b烷基烷基1 +12nm l lmax=227nm l lma

14、x=242nm(2)前一结构，双键与极性基氧相连，前一结构，双键与极性基氧相连，C=O 吸收强度增大，氧原子对吸收强度增大，氧原子对C=O的诱导效应增强，的诱导效应增强，C=O 高波数位移，在高波数位移，在1750 cm-1以上。后一结构，以上。后一结构，C=C与与C=O共轭，共轭，C=O 低波数位移，在低波数位移，在1700 cm-1左右。左右。把下列把下列红红外光外光谱谱的的归归属属译译成成汉语汉语。2995-Aliphatic CH symmetric and asymmetric stretching vibration absorption.1765&1740-C=0 Note th

15、e two minima of this band.Two carbonyls.1380-CH3 bending vibrational band.The bands above 1400 are due also due to CH for methyl and methylene.1280-Asymmetric stretching for the C-O-C of the ester.Other bands in this region may be related due to the complex nature of the molecule.1045-Symmetric stre

16、tch for the C-O-C of the ester.The compound is diethyl malonate.苯酚中羟基的化学位移（苯酚中羟基的化学位移（d）随浓度减小而减小，而）随浓度减小而减小，而o-羟羟基苯乙酮中羟基的化学位移（基苯乙酮中羟基的化学位移（d=12.05），与浓度无关，），与浓度无关，请解释该现象。请解释该现象。Compared the chemical shifts of Ha and Hb in Compared the chemical shifts of Ha and Hb in the following compounds.At the sam

17、e time to the following compounds.At the same time to explain reasons.explain reasons.由分子离子峰簇和最大碎片离子，可确定其分子量为由分子离子峰簇和最大碎片离子，可确定其分子量为122，因，因此，该化合物不含此，该化合物不含N或含偶数或含偶数N。(M+1)/M%=7.9，(M+2)/M%=0.7，不含，不含Br、Cl、S等。等。由由(M+1)/M%估算估算C数：数：7.9/1.1=7，含，含7个个C或或6个个C；由由(M+2)/M%估算估算O数：数：0.7-(1.1 7或或6)2/200/0.20=2；剩余质

18、量数：剩余质量数：122-12 7-16 2=6，或，或122-12 6-16 2=18，因，因此该化合物不含此该化合物不含N，可能分子式为，可能分子式为C7H6O2或或C6H18O2，其中，其中C6H18O2为不合理元素组成。因此，该化合物的分子式为为不合理元素组成。因此，该化合物的分子式为C7H6O2。或：从或：从Beynon表可查出与该化合物表可查出与该化合物M+1，M+2峰相对强度接近峰相对强度接近的分子式有的分子式有C6H4NO2、C7H6O2。C6H4NO2与氮偶规律不符，与氮偶规律不符，由此可确定分子式为由此可确定分子式为C7H6O2。某化合物A的分子式为C9H10O，请解析各谱

19、图并推测分子结构。(1)紫外光谱：实验条件：1075 mg/10mL乙醇溶液，01cm样品池；实验结果：最大吸收峰位于240nm处，吸光度为0.95。(2)红外光谱：实验条件：液膜法。图谱主要结果：根据分子式C9Hl0O，计算不饱和度为5，推测化合物可能含有苯环(不饱和度为4)不饱和度U=(2+2n4+n3-n1)/2=(2+2x9-10)/2=5IR表明：1688cm-1有有吸吸收收，表表明明有有-C=O，此此吸吸收收与与正正常常羰羰基基相相比比有有一一定定红移，推测此红移，推测此-C=O可能与其他双键或可能与其他双键或键体系共轭。键体系共轭。2000-1669 cm-1有吸收有吸收,有泛频

20、峰形状表明可能为单取代苯。有泛频峰形状表明可能为单取代苯。1600cm-1，1580cm-1，1450cm-1有吸收，表明有苯环存在。有吸收，表明有苯环存在。1221cm-1处处有有强强峰峰，表表明明有有是是芳芳酮酮(芳芳酮酮的的碳碳碳碳伸伸(C)在在13251215cm-1区间区间)。746 cm-1，691 cm-1有有吸吸收收表表明明可可能能为为单单取取代代苯苯。故故推推测测化化合合物物有有C6H5-C=O基基团团(C7H5O)，分分子子式式为为C9Hl0O，则则剩剩余余基基团团为为C2H5。UV表明存在苯环。MS表明：分子离子峰m/Z=134，碎片离子峰m/z=77，可能为C6H5；碎

21、片离子峰m/z=105，可能为C6H5CO；M-105=134-105=29，失去基团可能为C2H5。由此推测分子可能结构为:三种氢，比例为三种氢，比例为5：2：3。=78，多多峰峰，五五个个氢氢，对对应应于于单单取取代代苯苯环环，C6H5；=3，四四重重峰峰，二二个个氢氢，对对应应于于CH2，四四重重峰峰表表明明邻邻碳碳上上有有三三个个氢氢，即即分分子子中中存存在在 CH2CH3片片断断，化化学学位移偏向低场，表明与吸电子基团相连；位移偏向低场，表明与吸电子基团相连；=115，三三重重峰峰，三三个个氢氢，对对应应于于CH3，三三重重峰峰表明邻碳上有两个氢，即分子中存在表明邻碳上有两个氢，即分

22、子中存在CH2CH3片断。片断。综合上述分析，化合物结构为：某化合物的分子式为某化合物的分子式为C9H10O2，其，其IR谱图和谱图和1H NMR谱图如下，推测该化合物的结构。谱图如下，推测该化合物的结构。不饱和度不饱和度=5，可能存在苯环。，可能存在苯环。IR在在3000cm-1以上和以上和16401450cm-1之间的吸收及之间的吸收及1H NMR在在d7.2处的信号证实有苯环存在。处的信号证实有苯环存在。IR：1745、1225和和1015cm-1的强吸收表明为酯类化合物；的强吸收表明为酯类化合物；749和和697cm-1的吸收表明为单取代苯。的吸收表明为单取代苯。1H NMR：d7.2

23、处的单峰（处的单峰（5H）为单取代苯环上为单取代苯环上H的信号；的信号；d1.9处的单峰（处的单峰（3H）为）为CH3，且与，且与C=O相连；相连；d5.0处的处的单峰（单峰（2H）为为CH2，与与O及苯环相连。及苯环相连。因此，该化合物的结构为：因此，该化合物的结构为：.根据下列图谱及数据推测未知化合物的结构。根据下列图谱及数据推测未知化合物的结构。（1）UV：max=273nm max=20 （2）IR：（3）MS：（4）1H NMR：tmt分子式确定（根据分子式确定（根据MS）：）：由分子量知，该化合物不含由分子量知，该化合物不含N或含偶数或含偶数N M+1/M的相对强度：的相对强度：1

24、/13 100%=7.69%M+2/M的相对强度：的相对强度：0.06/13 100%=0.46%,不含不含S,Cl,Br 由由M+1峰相对强度计算峰相对强度计算C数：数：7.69/1.1=7，7个个C或或6个个C 由由M+2峰强度计算峰强度计算O数：数：0.46-(1.1 7或或6)2/200/0.20=1 剩余质量数：剩余质量数：114-12 7-16 1=14，或，或114-12 6-16=26 该化合物不含该化合物不含N，可能分子式为可能分子式为C7H14O或或C6H26O，其中后者为，其中后者为不合理元素组成，因此，分子式为：不合理元素组成，因此，分子式为：C7H14O。或：查或：查

25、Beynon表，分子量为表，分子量为114，且与该化合物的，且与该化合物的M+1峰和峰和M+2峰强度接近的分子式有：峰强度接近的分子式有：C7H14O、C7NO、C6H12NO，根据，根据“氮偶氮偶规律规律”，可知其分子式为，可知其分子式为C7H14O。该化合物的不饱和度为该化合物的不饱和度为1。IR：在：在1710cm-1处的强峰为处的强峰为C=O存在的证明。存在的证明。1H NMR：给出：给出3组信号，组信号，d0.9处的三重峰（处的三重峰（3H），），为为CH3，且其相邻且其相邻C上有上有2个个H；d2.4处的三重峰（处的三重峰（2H），为），为CH2，相，相邻邻C上有上有2个个H，且该

26、，且该CH2与与C=O相连；相连；d1.5处的多重峰处的多重峰（2H），），为上述为上述CH3和和CH2之间的之间的CH2。因此，含有基团因此，含有基团CH2CH2CH3。综上所述，该化合物的结构为：综上所述，该化合物的结构为：6.一未知物的元素分析数据及其相关谱图如下，推导其结构。一未知物的元素分析数据及其相关谱图如下，推导其结构。沸点：沸点：219 元素分析：元素分析：C 78.6%,H 8.3%液体薄膜5221M:1229192657.根据下列图谱及数据推测未知化合物的结构根据下列图谱及数据推测未知化合物的结构（4）13C NMR：Thank You!衷心感谢衷心感谢各位的合作各位的合作