有机结构解析第五章综合解析.ppt

第五章 综合解析 将与某化合物的结构有关的各种测试结果汇总起来 ， 进行综合解析 ， 从 而确定化合物的结构 。 一 、 结构解析的一般程序 1、 确定样品是否为纯净物 判断样品纯净物 方法：测物理常数： m.p b.p等 各种层析法、薄层色谱法等 是 否 做波谱谱图 分离提纯 方法 ： 蒸馏、重结晶、萃取、 各种 GC、 LC等 纯净物 2、确定分子量 对普通有机物确定分子量最好的方法是质谱法； 也可以用冰点下降法或其它方法； 高分子化合物常用 GPC（ 凝胶渗透法 ） 确定分子量以及分子量分布 。 3、 确定分子式 (1)、 元素分析法 （ 常用 ） 根据元素分析结果可以准确知道分子中所含的元素及其百分含量 。 再根据 已知的分子量即可方便的计算出各种元素的比例 ， 进而得到分子式 。 (2)、 质谱法 用高分辨率质谱仪准确测出分子离子峰的 m/e即可确定分子式 用质谱图中的同位素丰度法即 M+1/M、 M+2/M， 查贝农表确定分子式 。 (3) 1HNMR 求出不同化学环境中的 H原子的个数，用 IR确定 O、 N等的存在，并结合 其它分析结果，确定分子式。 4、 计算不饱和度 。 5、 推断结构式 IR： 判断样品分子中存在的官能团以及不可能存在的官能团； 1HNMR： 确定样品分子中含有几种不同化学环境的 H原子及其数量比； MS： 确认分子量，并可以通过碎片离子峰、同位素离子峰、亚稳离子峰 等确定分子开裂过程，验证分子结构。 总之 ， 运用已经学过的各种分析方法对测试结果进行分析 。 本课程中的应用点： 1、题中给出的都是纯净物的 UV、 IR、 1HNMR、 MS。 2、题中会给出相关的其它测试结果，如：沸点： b.p， 等，来说明该化合物的纯净程度。 3、题中化合物的分子量有两种求法： A、元素分析结果； B、质谱法给出。 二、综合解析 例 1、 某无色液体化合物 ， bp： 144 ， 其 IR、 1H NMR、 MS如 图所示 ， 推测其结构 （ UV： max 275nm， ： 12） 其 MS数据为： m/e 27 43 71 114(M) 115 (M+1) 116 (M+2) 强度 40 100 7 6 13 1 0.06 解： (1)根据有固定的物理常数 （ bp： 144 ） ， 所以 该化合物应是纯 净物 。 (2)根据其 MS谱图： M 114， 该化合物的分子量是 114。 (3)从 IR、 UV、 1H NMR可见，该化合物中没有苯环结构。 (4)根据 MS数据，计算 （ M 1） /M 1/13 7.7 （ M 2） /M 0.06/13 0.46 查贝农表，符合 M 114并且（ M 1） /M 6.7 8.4的式 子有 7个，去除三个含奇数 N原子的式子之后只剩 4个。如下： 分子式 （ M 1） /M （ M 2） /M C6H10O2 6.72 0.59 C6H14N2 7.47 0.24 C7H14O 7.83 0.47 C7H2N2 8.36 0.31 （ M 2） /M 0.46 也与已知数据相近的只有 C7H14O ， (5)、 C7H14O ： 7 1 14/2 1 (6)、 UV： max 275nm， ： 12， IR： 1709cm-1（ C=O , C=O） 推测有羰基， 但 2720 2700cm-1（ C-H）无吸收峰，故该化合物只能是酮类。 (7)、 对 1H NMR谱图分析 。 三组吸收峰 ， 其比例 2： 2： 3（ 共 14个 H原子 ） (ppm) 氢核数 可能结构 峰裂分数 邻近氢核数 (基团 ) 2.37 4 2个 CH2 三重峰 2个氢核 (CH2) 1.57 4 2个 CH2 六重峰 5个氢核 (CH2 ， CH3) 0.86 6 2个 CH3 三重峰 2个氢核 (CH2) 推测其应含有以下基团： C H 3 C H 2 C H 2 C O 从分子式中除去 C4H7O ， 得到余下 C7H14O C4H7O C3H7 ， 有两种可能的结构：正丙基和异丙基。其中 1H NMR谱图只有三 组吸收峰，故该化合物只能是对称结构，该化合物应是 C H 3 C H 2 C H 2 C O C H 2 C H 2 C H 3 (8)、 再将化合物的结构与各已知的谱图相对照 ， 核实 。 C H 3 C H 2 C H 2 C O C H 2 C H 2 C H 3 4 3 7 1 7 1 4 3 例 2、一未知物沸点： 219 ， 元素分析结果： C% 78.6， H% 8.3 。其 UV、 IR、 1H NMR、 MS如图 5 4， 5， 6， 7 所示，推测其结构。 解： (1)从 MS谱图知： M=122， 结合元素分析结果算分子式： 碳原子个数： 122 78.6 1/12 8 氢原子个数： 122 8.3 1/1 10 余下： 122 （ 100 78.6 8.3） (1/16) 1 故：分子式为 C8H10O： 8 1 10/2 4 (2)UV谱图： max 285nm， 中等强度的吸收 ， 有苯环状吸收 峰 ， 又与 相符 ， 故可能存在苯环结构 。 (3)IR: 1709cm-1无吸收峰 ， 无羰基 ， 不是醛 、 酮化合物 。 3350cm-1（ O-H） 强吸收峰 ， 故可能含 O-H 。 (4)对 1H NMR谱图分析。 四组吸收峰 ， 其峰面积比例 5： 2： 2： 1 (ppm) 氢核数 可能结构 峰裂分数 邻近氢核数 (基团 ) 7.2 5 苯环氢 单峰 苯环上连饱和单取代 3.7 2 CH2 三重峰 2个氢核 (CH2 ) 2.7 2 CH2 三重峰 2个氢核 (CH2 ) 2.4 1 O-H 单峰 推测其结构是 C H 2 C H 2 O H C H 2 C H 2 O H 9 1 3 1 (5)用 MS核对 m/e： 91 ， 65 用亚稳离子峰核对： 912/122 68 ， 922/122 69.4 总之，证实化合物为苯乙醇。 (6)将化合物结构与各个谱图对照，核实，推测正确。 例 3、某化合物的 IR,UV,1H NMR,MS如下 5 8，解析其结构。 解： (1)根据 MS谱图得知此化合物的分子量 M 134。 (2)IR谱图中 ， 1715cm-1有峰 ， 示有羰基存在 。 UV中示有苯环 ， 1HNMR可见有苯环 。 总之该化合物至少有 7个碳原子 。 (3)1H NMR分析：三组氢 ， 峰面积比为 5： 2： 3， 则 H原子个数 10 氢核数 可能结构 峰裂分数 邻近氢核数 (基团 ) 7.2 5 苯环氢 单峰 苯环上连饱和单取代 3.7 2 CH2 单峰 或无氢或连苯环 、 羰基 2.1 3 CH3 单峰 或无氢或连氧 、 羰基 推测其结构是 (5)用 MS核对 C H 2 C O C H 3 C H 2 9 1 4 3 C O C H 3 (6)经核实，所推测的结构正确。 (4)查贝农表 M 134的各种分子式，其中碳原子个数 7的， H原子个数 10,又含有羰基的 可能结构为： C9H10O 。 例 4、某化合物的各谱图 (书上图 5-9)如下，解析其结构。 解： (1)MS谱图知 ， 该化合物的分子量 M 134， 分子式为 C9H10O; (2)IR谱图中 ， 1690cm-1有强烈吸收峰 ， 表示有羰基存在 。 1600、 1580 cm-1有峰 ， 示有苯环 ， 700、 750 cm-1有峰 ， 示有苯环单取代 。 UV、 1H NMR中显示有苯环结构 。 (3)MS m/e 77 C6H5 m/e 105 (基峰 ) C C H 2 C H 3 O C H 2 C H 2 O C H C C H C H 3 H O C O C H 2 C H 2 C C H 3 H 故：此化合物的可能结构是醛、酮， 又已知 M 134， 134 105 29。 m/e 29的可能碎片是 C2H5 ， CHO (4)1HNMR 三组氢 峰面积比 5： 2： 3 氢核数 可能结构 峰裂分数 邻近 基团 8 7 5 苯环氢 裂分峰 苯环上连不饱和单取代 2.9 2 CH2 四重峰 CH3 1.2 3 CH3 三重峰 CH2 C C H 2 C H 3 O (5)用其它谱图核实，推测结果正确。 所以该化合物的结构是：