综合波谱解析.ppt

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1、各种谱图解析时的要点：各种谱图解析时的要点：13C-NMR、2D-NMR：确定碳原子数确定碳原子数从二维谱或从二维谱或DEPT谱中确定与碳原子相连的氢谱中确定与碳原子相连的氢原子数及类型（伯、仲、叔、季原子数及类型（伯、仲、叔、季 碳碳)确定碳原子类型确定碳原子类型从二维谱确定碳链连接顺序从二维谱确定碳链连接顺序1H-NMR法：法：确定质子总数和每一类质子数确定质子总数和每一类质子数区分羧酸、醛、芳香族区分羧酸、醛、芳香族(有时知道取代位置有时知道取代位置)、烯烃、烷烃质子烯烃、烷烃质子1从自旋偶合相互作用研究其相邻的取代基从自旋偶合相互作用研究其相邻的取代基加入重水检出活泼氢加入重水检出活泼

2、氢MS法法:从分子离子峰及其同位素峰确定分子量、分子从分子离子峰及其同位素峰确定分子量、分子式式(并非总是可能的并非总是可能的)Cl、Br、S等的鉴定等的鉴定(从从M+2、M+4峰峰)含氮原子的推断含氮原子的推断(氮规则、断裂形式氮规则、断裂形式)由简单的碎片离子与其它图谱资料的相互比较由简单的碎片离子与其它图谱资料的相互比较,推测官能团及结构片段推测官能团及结构片段2IR法：法：官能团的检出官能团的检出有关芳香环的信息有关芳香环的信息(有无芳香环以及电负性不有无芳香环以及电负性不强的取代强的取代 基位置基位置)确定炔烃、烯烃，特别是双键类型的判断确定炔烃、烯烃，特别是双键类型的判断UV法：法

3、：判断芳香环的存在判断芳香环的存在判断是否有共轭体系存在判断是否有共轭体系存在估算估算max3结构研究的一般程序结构研究的一般程序 纯度检查纯度检查测定分子量测定分子量确定分子式确定分子式计算不饱和度计算不饱和度推断结构碎片推断结构碎片推断平面结构式推断平面结构式确定立体构型确定立体构型结构确证结构确证4某未知物分子式为某未知物分子式为C5H12O，它的质谱、红外光，它的质谱、红外光谱以及核磁共振谱如图，它的紫外吸收光谱在谱以及核磁共振谱如图，它的紫外吸收光谱在200 nm以上没有吸收，试确定该化合物结构以上没有吸收，试确定该化合物结构 567分析：分析：(1)分子式分子式C5H12O求得不饱

4、和度为求得不饱和度为0故未知故未知物应为饱和化合物。物应为饱和化合物。(2)未知物的未知物的IR在在3640cm-1处有处有1尖峰，这是游离尖峰，这是游离-OH基基的特征吸收峰；在的特征吸收峰；在3360cm-1处有处有1宽峰，但当溶液稀宽峰，但当溶液稀释后复又消失，说明存在着分子间氢键；未知物释后复又消失，说明存在着分子间氢键；未知物NMR谱中谱中4.1处的宽峰，经重水交换后消失。上述处的宽峰，经重水交换后消失。上述事实确定，未知物分子中存在着羟基。事实确定，未知物分子中存在着羟基。(3)未知物未知物NMR谱中谱中0.9处的单峰，积分高度为处的单峰，积分高度为9，可，可能是同一能是同一C上的

5、上的3个个CH3；3.2处的单峰，积分高度处的单峰，积分高度为为2，对应，对应1个个-CH2-，单峰意味着相邻原子上无，单峰意味着相邻原子上无H与与其偶合，很可能位于特丁基和羟基之间。其偶合，很可能位于特丁基和羟基之间。(4)质谱中从分子离子峰失去质量质谱中从分子离子峰失去质量31（CH2OH）部）部分而形成基峰分而形成基峰m/e57的事实为上述看法提供了证据。的事实为上述看法提供了证据。8MS中的主要碎片离子得到了如下解释中的主要碎片离子得到了如下解释:综合以上信息，推断未知物综合以上信息，推断未知物的结构是：的结构是：9未知化合物的质谱、红外光谱、核磁共振氢谱如图未知化合物的质谱、红外光谱

6、、核磁共振氢谱如图,紫外光谱紫外光谱:乙醇溶剂中乙醇溶剂中max220nm(log=4.08),max287nm(log=4.36)。根据这些光谱，推测其。根据这些光谱，推测其结构。结构。1011解析：解析：质谱上高质量端质谱上高质量端m/z为为146的峰，从它与相邻低质量的峰，从它与相邻低质量离子峰的关系可知它可能为分子离子峰。离子峰的关系可知它可能为分子离子峰。m/z为为147的（的（M+1）峰，相对于分子离子峰其强度为）峰，相对于分子离子峰其强度为10.81%，m/z为为148的（的（M+2）峰，强度为）峰，强度为0.73%。根据分子。根据分子量与同位素峰的相对强度从量与同位素峰的相对强

7、度从Beynon表中可以查出分表中可以查出分子式子式C10H10O的的(M+1)为为10.65%，(M+2)为为0.75%，与已知的谱图数据最为接近。与已知的谱图数据最为接近。12从从从从C C1010HH1010OO可以算出不饱和度为可以算出不饱和度为可以算出不饱和度为可以算出不饱和度为6 6，因此该未知物可能是，因此该未知物可能是，因此该未知物可能是，因此该未知物可能是芳香族化合物。芳香族化合物。芳香族化合物。芳香族化合物。红外光谱：红外光谱：红外光谱：红外光谱：3090cm3090cm-1-1处的中等强度的吸收带是处的中等强度的吸收带是处的中等强度的吸收带是处的中等强度的吸收带是=CHC

8、H。1600cm1600cm-1-1、1575cm1575cm-1-1以及以及以及以及1495 cm1495 cm-1-1处的较强吸收带是苯处的较强吸收带是苯处的较强吸收带是苯处的较强吸收带是苯环的骨架振动环的骨架振动环的骨架振动环的骨架振动 C=CC=C。740cm740cm-1-1和和和和690cm690cm-1-1的较强带是苯环的较强带是苯环的较强带是苯环的较强带是苯环的外面的外面的外面的外面=CHCH，结合，结合，结合，结合20001660cm20001660cm-1-1的的的的=CHCH倍频峰，表倍频峰，表倍频峰，表倍频峰，表明该化合物是单取代苯。明该化合物是单取代苯。明该化合物是单

9、取代苯。明该化合物是单取代苯。1670cm1670cm-1-1的强吸收带表明未知物结构中含有羰基，波数的强吸收带表明未知物结构中含有羰基，波数的强吸收带表明未知物结构中含有羰基，波数的强吸收带表明未知物结构中含有羰基，波数较低，可能是共轭羰基。较低，可能是共轭羰基。较低，可能是共轭羰基。较低，可能是共轭羰基。31003000cm31003000cm-1-1除苯环的除苯环的除苯环的除苯环的=CHCH以外，还有不饱和碳氢伸缩振动吸收带。以外，还有不饱和碳氢伸缩振动吸收带。以外，还有不饱和碳氢伸缩振动吸收带。以外，还有不饱和碳氢伸缩振动吸收带。1620cm1620cm-1-1吸收吸收吸收吸收带可能是

10、带可能是带可能是带可能是 C=CC=C，因与其他双键共轭，使吸收带向低波，因与其他双键共轭，使吸收带向低波，因与其他双键共轭，使吸收带向低波，因与其他双键共轭，使吸收带向低波数移动。数移动。数移动。数移动。970cm970cm-1-1 强吸收带为面外强吸收带为面外强吸收带为面外强吸收带为面外=CH=CH，表明双键上有，表明双键上有，表明双键上有，表明双键上有反式二取代。反式二取代。反式二取代。反式二取代。13核磁共振氢谱：共有三组峰，自高场至低场为单峰、核磁共振氢谱：共有三组峰，自高场至低场为单峰、双峰和多重峰，谱线强度比双峰和多重峰，谱线强度比3:1:6。高场。高场H2.25ppm归属于甲基

11、质子，低场归属于甲基质子，低场H7.57.2ppm归归属于苯环上的五个质子和一个烯键质子。属于苯环上的五个质子和一个烯键质子。H6.67、6.50ppm的双峰由谱线强度可知为一个质子的贡献，的双峰由谱线强度可知为一个质子的贡献，两峰间隔两峰间隔0.17ppm，而低场多重峰中，而低场多重峰中H7.47、7.30ppm的两峰相隔也是的两峰相隔也是0.17ppm，因此这四个峰存，因此这四个峰存在相关性。在相关性。综合以上的分析，该未知物所含的结构单元有：综合以上的分析，该未知物所含的结构单元有：14甲基不可能与一元取代苯连结，因为那样会使结构甲基不可能与一元取代苯连结，因为那样会使结构闭合。如果闭合

12、。如果CH3与烯相连，那么甲基的与烯相连，那么甲基的H应在应在1.91.6ppm，与氢谱不符，予以否定。，与氢谱不符，予以否定。CH3与羰基与羰基相连，甲基的相连，甲基的H应在应在2.62.1ppm，与氢谱，与氢谱(H2.25ppm)相符。相符。紫外光谱：紫外光谱：max220nm(log=4.08)为为跃迁跃迁的的K吸收带，表明分子结构中存在共轭双键；吸收带，表明分子结构中存在共轭双键；max287nm(log=4.36)为苯环的吸收带，表明为苯环的吸收带，表明苯环与双键有共轭关系。因此未知物的结构为：苯环与双键有共轭关系。因此未知物的结构为：15用质谱验证：用质谱验证：亚稳离子亚稳离子亚稳

13、离子亚稳离子mm81.081.0，证明了，证明了，证明了，证明了m/z131m/z131的离子裂解为的离子裂解为的离子裂解为的离子裂解为m/z103m/z103的离子。质谱图上都有上述的碎片离子峰，因此结构式的离子。质谱图上都有上述的碎片离子峰，因此结构式的离子。质谱图上都有上述的碎片离子峰，因此结构式的离子。质谱图上都有上述的碎片离子峰，因此结构式是正确的是正确的是正确的是正确的 16某未知物的某未知物的 IR、1H-NMR、MS谱图及谱图及13C-NMR数数据如下，紫外光谱在据如下，紫外光谱在210 nm以上无吸收峰，推导以上无吸收峰，推导其结构其结构。未知物碳谱数据：未知物碳谱数据：未知

14、物碳谱数据：未知物碳谱数据：序号序号序号序号C(ppm)C(ppm)C C个数个数个数个数序号序号序号序号C(ppm)C(ppm)C C个数个数个数个数1 1204.0204.01 15 532.032.01 12 2119.0119.01 16 621.721.71 13 378.078.01 17 712.012.01 14 454.554.51 110.010.01 11718解析：解析：（1 1）分子式的推导）分子式的推导）分子式的推导）分子式的推导 MS MS：分子离子峰为：分子离子峰为：分子离子峰为：分子离子峰为 m/z125 m/z125，根据氮律，未知物分子，根据氮律，未知物分

15、子，根据氮律，未知物分子，根据氮律，未知物分子中中中中 含有奇数个氮原子；含有奇数个氮原子；含有奇数个氮原子；含有奇数个氮原子；1313C NMRC NMR：分子中由：分子中由：分子中由：分子中由7 7个碳原子；个碳原子；个碳原子；个碳原子；1 1H NMRH NMR：各质子的积分高度比从低场到高场为：各质子的积分高度比从低场到高场为：各质子的积分高度比从低场到高场为：各质子的积分高度比从低场到高场为 1:2:2:61:2:2:6，以其中，以其中，以其中，以其中9.50 ppm 19.50 ppm 1个质子作基准，可算个质子作基准，可算个质子作基准，可算个质子作基准，可算出分子的总氢数为出分子

16、的总氢数为出分子的总氢数为出分子的总氢数为1111。IR IR：1730 cm1730 cm-1-1 强峰结合氢谱中强峰结合氢谱中强峰结合氢谱中强峰结合氢谱中9.5 ppm 9.5 ppm 峰和碳谱中峰和碳谱中峰和碳谱中峰和碳谱中204ppm204ppm峰，可知分子中含有一个峰，可知分子中含有一个峰，可知分子中含有一个峰，可知分子中含有一个CHOCHO；由相对分子量由相对分子量由相对分子量由相对分子量 125 1251271271111111611611414，即，即，即，即分子含有分子含有分子含有分子含有1 1个个个个N N原子，所以分子式为原子，所以分子式为原子，所以分子式为原子，所以分子

17、式为C C7 7HH1111NONO。（2 2）计算不饱和度）计算不饱和度）计算不饱和度）计算不饱和度3 3（该分子式为合理的分子式）（该分子式为合理的分子式）（该分子式为合理的分子式）（该分子式为合理的分子式）19（3 3）结构式推导）结构式推导）结构式推导）结构式推导 IR IR：2250 cm2250 cm-1-1有有有有1 1个小而尖的峰，可确定分子中含一个小而尖的峰，可确定分子中含一个小而尖的峰，可确定分子中含一个小而尖的峰，可确定分子中含一个个个个R RCNCN基团；基团；基团；基团；1313C NMRC NMR：119 ppm119 ppm处有一个季碳信号；处有一个季碳信号；处有

18、一个季碳信号；处有一个季碳信号；UV UV：210 nm 210 nm 以上没有吸收峰，说明腈基与醛基是不以上没有吸收峰，说明腈基与醛基是不以上没有吸收峰，说明腈基与醛基是不以上没有吸收峰，说明腈基与醛基是不相连的。相连的。相连的。相连的。1 1H NMRH NMR：HH数数数数峰型峰型峰型峰型结构单元结构单元结构单元结构单元6 6单峰单峰单峰单峰2 22 2多重峰多重峰多重峰多重峰多重峰多重峰多重峰多重峰CHCH2 2CHCH2 21 1单峰单峰单峰单峰CHOCHO 综合以上信息推断，可能组合的结构有：综合以上信息推断，可能组合的结构有：21Ex.1 p 2 8 6p 2 8 6MS:高质荷

19、比的峰成对出现高质荷比的峰成对出现,且丰度比为且丰度比为1:1,180-101=79(Br)分子结构中可能含有分子结构中可能含有1个个Brm/z 73 可能为可能为C4H9O+,COOC2H5+m/z 29 为为CHO+,C2H5+分子结构中可能含有分子结构中可能含有O22IR:1720cm-1,C=O 峰峰H1-NMR:4组峰组峰,积分高度比积分高度比 2:2:2:34.2 为为-O-CH2-CH33.6 可能可能为为Br-CH2-CH2-2.7 为为CH2-CH2-C=O1.3 为为-O-CH2-CH3C C1313-NMR:5-NMR:5种种种种C:1C:1种季种季种季种季C(C(连有吸

20、电子基连有吸电子基连有吸电子基连有吸电子基),3),3种亚种亚种亚种亚甲基甲基甲基甲基,1,1种甲基种甲基种甲基种甲基分子式分子式分子式分子式:C C5 5H H9 9BrOBrO2 2 分子量分子量分子量分子量:180:18023化合物结构化合物结构:14.214.260.860.837.837.826.526.5167.2167.224Exp.2某一未知化合物，其分子式为某一未知化合物，其分子式为C13H16O4。已测定。已测定它的红外光谱、核磁共振谱以及紫外吸收光谱它的红外光谱、核磁共振谱以及紫外吸收光谱.如图，试确该未知化合物的结构。如图，试确该未知化合物的结构。2526解析解析:从分

21、子式从分子式C13H16O4知道其不饱和度为知道其不饱和度为6，因此未，因此未知物可能是芳香化合物。对于这一点，很容易从知物可能是芳香化合物。对于这一点，很容易从如下的光谱中得到证实。如下的光谱中得到证实。红外光谱中在红外光谱中在31003020cm-1处有一弱吸收带处有一弱吸收带CH，在，在1600和和1500 cm-1处的两个吸收带是由处的两个吸收带是由苯核骨架振动引起的。而苯核骨架振动引起的。而730和和700 cm-1处的两个处的两个中强吸收带为中强吸收带为CH(面外面外)。这些都说明未知物分。这些都说明未知物分子中存在着子中存在着1个单取代苯环。个单取代苯环。在核磁共振谱中在核磁共振

22、谱中7.25处的宽单峰，通过积分值处的宽单峰，通过积分值指出具有指出具有5个质子，也说明分子中存在着个质子，也说明分子中存在着1个单取个单取代苯环。代苯环。27在红外光谱中在红外光谱中1740cm-1附近的强吸收带，说明未知附近的强吸收带，说明未知物存在羰基。而在物存在羰基。而在1220cm-1和和1030 cm-1附近的两个附近的两个吸收带，是由于吸收带，是由于COC伸缩振动所引起的。上述伸缩振动所引起的。上述三个吸收带表示有非共轭的酯存在。从紫外吸收光三个吸收带表示有非共轭的酯存在。从紫外吸收光谱数据谱数据max 260nm(215)，证实芳环没有与酯基共，证实芳环没有与酯基共扼。因为一般

23、扼。因为一般C6H5R（R是烷基是烷基)的的max都在都在260nm附近。附近。在在1.15处的三重峰，偶合常数为处的三重峰，偶合常数为J=7Hz，通过积分，通过积分值指出具有值指出具有6个质子，这说明是两个甲基。而在个质子，这说明是两个甲基。而在4.1处的四重峰，通过积分值指出其具有处的四重峰，通过积分值指出其具有4个质子，这应个质子，这应该是与上述该是与上述1.15处的处的2个甲基分别相连的个甲基分别相连的2个亚甲基，个亚甲基，即两个即两个CH3CH2。由于它们的化学位移稍偏低场，。由于它们的化学位移稍偏低场，所以它们可能分别与氧原子相连，即分子中存在着所以它们可能分别与氧原子相连，即分子中存在着2个个 OCH2CH3。28 在在4.45处的单峰，积分值指出具有处的单峰，积分值指出具有1个质子，这个质子，这说明是说明是1个次甲基，并且它邻近没有氢原子。个次甲基，并且它邻近没有氢原子。综合以上信息，我们可以指出未知物具有下列的综合以上信息，我们可以指出未知物具有下列的碎片结构：碎片结构：这些碎片的总和正好等于未知物的分子式，并且这些碎片的总和正好等于未知物的分子式，并且它们只有一种连结方式它们只有一种连结方式:29