谱图综合解析课件

谱 图 综 合合 解解 析析1 1a a二、各种二、各种谱图解析解析时的要点的要点三、光三、光谱解析的一般程序解析的一般程序一、概述一、概述主主 要要 内内 容容四、四、综合光合光谱解析例解解析例解2 2a a一、概述一、概述紫外、紫外、红外、核磁（外、核磁（氢谱、碳、碳谱、二、二维谱）、）、质谱。“四大波四大波谱”对于比于比较复复杂的有机化合物的的有机化合物的结构构测定（如天定（如天然然产物），需要物），需要综合各种波合各种波谱数据和理化性数据和理化性质进行行结构推构推导，确定化合物，确定化合物结构。构。综合解析合解析3 3a a二、各种二、各种谱图解析解析时的要点的要点1UV法：法：主要用于提供分子的主要用于提供分子的芳香芳香结构构和和共共轭体系体系信息信息横坐横坐标：波：波长（）；）；纵坐坐标：吸光度（：吸光度（A）；或摩）；或摩尔吸光系数（吸光系数（）。）。4 4a a二、各种二、各种谱图解析解析时的要点的要点1UV法：法：（1）220-800nm内内无无紫紫外外吸吸收收，说明明是是脂脂肪肪烃、脂脂环烃或或其其简单衍衍生生物物（氯化化物、醇、物、醇、醚、羧酸等），甚至可能是非共酸等），甚至可能是非共轭的的烯。（2）220-250nm内内显示示强的的吸吸收收（近近10000或或更更大大），这表表明明K带的的存存在在，即存在共即存在共轭的两个不的两个不饱和和键（共（共轭二二烯或或、不不饱和和醛、酮）。）。（3）250-290nm内内显示示中中等等强度度吸吸收收，且且显示示不不同同程程度度的的精精细结构构，说明明苯苯环或某些或某些杂芳芳环的存在。的存在。（4）250-350nm内内显示中、低示中、低强度的吸收，度的吸收，说明明羰基或共基或共轭羰基的存在。基的存在。（5）300nm以以上上有有高高强度度的的吸吸收收，说明明该具具有有较大大的的的的共共轭体体系系。若若高高强度度吸收具有明吸收具有明显的精的精细结构，构，说明稠明稠环芳芳烃、稠、稠环杂芳芳烃或其衍生物的存在。或其衍生物的存在。主要用于提供分子的主要用于提供分子的芳香芳香结构构和和共共轭体系体系信息信息5 5a a二、各种二、各种谱图解析解析时的要点的要点2IR法：法：判断分子中所含有的判断分子中所含有的特征官能特征官能团和和化学化学键的的类型型6 6a a二、各种二、各种谱图解析解析时的要点的要点2IR法：法：判定判定结构中含氧官能构中含氧官能团的存在与否（特的存在与否（特别是是结构中不含氮构中不含氮原子原子时，非常容易确定，非常容易确定OH、C=O、C-O-C这几几类官能官能团的的存在与否）。存在与否）。判定判定结构中含氮官能构中含氮官能团的存在与否（非常容易确定的存在与否（非常容易确定NH、CN、NO2等官能等官能团的存在与否）。的存在与否）。判定判定结构中芳香构中芳香环的存在与否。的存在与否。判定判定结构中构中烯烃、炔、炔烃的存在与否和双的存在与否和双键的的类型型。判断分子中所含有的判断分子中所含有的特征官能特征官能团和和化学化学键的的类型型7 7a a红外光外光谱的九大区域的九大区域（一）（一）O-H、N-H伸伸缩振振动区（区（37503000cm-1）（二）不（二）不饱和和烃和芳和芳烃C-H伸伸缩振振动区（区（33003000cm-1）（三）（三）饱和和烃C-H和和醛基基C-H伸伸缩振振动区（区（30002700cm-1）（四）（四）叁键的的对称伸称伸缩振振动区（区（24002100cm-1）（五）（五）羰基的伸基的伸缩振振动区（区（19001650cm-1）（六）双（六）双键的的对称伸称伸缩振振动区（区（16801500cm-1）（七）（七）C-H面内弯曲振面内弯曲振动区（区（14751300cm-1）（八）（八）单键（C-O、C-X）伸）伸缩振振动区（区（13001000cm-1）（九）不（九）不饱和和C-H面外弯曲振面外弯曲振动区（区（1000650cm-1）8 8a a3MS法法二、各种二、各种谱图解析解析时的要点的要点分子离子峰分子离子峰（1）图谱中中质量数最大量数最大的离子峰（最右端）；的离子峰（最右端）；（2）奇奇电子离子子离子；（3）与与左左侧的的离离子子峰峰有有合合理理的的中中性性碎碎片片（自自由由基基或或小小分分子子）丢失，失，这是判断是判断该离子峰是否是分子离子峰的最重要依据。离子峰是否是分子离子峰的最重要依据。（1）从分子离子峰及其同位素峰确定分子量、分子式。）从分子离子峰及其同位素峰确定分子量、分子式。基峰：基峰：质谱图中离子中离子强度最大的峰度最大的峰，规定其相定其相对丰度丰度为100。基峰基峰分子离子峰分子离子峰9 9a a3MS法法（2）含氮原子的推断（氮）含氮原子的推断（氮规则、断裂形式）。、断裂形式）。由由C，H，O 组成的有机化合物，成的有机化合物，M 一定是偶数。一定是偶数。由由C，H，O，N 组成的有机化合物，成的有机化合物，N 奇数，奇数，M 奇数奇数。由由C，H，O，N 组成的有机化合物，成的有机化合物，N 偶数，偶数，M 偶数偶数。（3）CI、Br等的等的鉴定（从定（从M+2、M+4峰）。峰）。二、各种二、各种谱图解析解析时的要点的要点（4）由）由简单的碎片离子，推的碎片离子，推测官能官能团及及结构片段。构片段。1010a a二、各种二、各种谱图解析解析时的要点的要点41H-NMR法：法：（1）根据）根据积分曲分曲线的数的数值推算推算结构中构中质子数。子数。溶溶剂DMSO-d6，500 MHz 1111a a二、各种二、各种谱图解析解析时的要点的要点41H-NMR法：法：（2）区分区分羧酸、酸、醛、芳香族、芳香族、烯烃、烷烃质子。子。1212a a二、各种二、各种谱图解析解析时的要点的要点41H-NMR法：法：（3）根据自旋偶合裂分判定基根据自旋偶合裂分判定基团的的连接情况。接情况。AAXX系系统CDCl3，300 MHz 1313a a二、各种二、各种谱图解析解析时的要点的要点41H-NMR法：法：（4）根据自旋偶合作用研究其相根据自旋偶合作用研究其相邻的取代基。的取代基。1414a a二、各种二、各种谱图解析解析时的要点的要点41H-NMR法：法：（5）根据峰形判定）根据峰形判定结构中活构中活泼质子的存在与否子的存在与否-OH：醇、酚和醇、酚和羧酸的酸的质子交子交换速度很快，通常在速度很快，通常在谱图中呈中呈现尖尖锐的的峰。当存在峰。当存在氢键缔合合时，质子交子交换速度速度变慢，会呈慢，会呈现锐峰，甚峰，甚至至“馒头峰峰”，它，它们的化学位移的化学位移值都有都有较大的大的变化范化范围。尖尖锐的峰的峰 馒头峰峰1515a a二、各种二、各种谱图解析解析时的要点的要点41H-NMR法：法：（5）根据峰形判定）根据峰形判定结构中活构中活泼质子的存在与否子的存在与否-NH：一一级和二和二级胺多胺多为尖的峰。在酸性溶液中胺成尖的峰。在酸性溶液中胺成盐后，后，铵离子的离子的质子交子交换速度大速度大为降低，降低，-NH变为宽峰，甚至出峰，甚至出现裂分。裂分。酰胺的胺的-NH一般在一般在5.0-8.5ppm出出现宽峰。如峰。如氯代乙代乙酰胺，在胺，在7.3-7.6ppm处出出现两个两个宽的的NH2峰。峰。abab1616a a二、各种二、各种谱图解析解析时的要点的要点513C-NMR法法（1）判断碳原子个数及其）判断碳原子个数及其杂化方式（化方式（sp，sp2，sp3）杂化状化状态是影响碳核化学位移的主要因素，一般来是影响碳核化学位移的主要因素，一般来说它它与与该碳上碳上氢的位移次序基本平行的位移次序基本平行。1717a a二、各种二、各种谱图解析解析时的要点的要点513C-NMR法法（2）根据化学位移）根据化学位移值判定判定羰基的存在与否及其种基的存在与否及其种类。羰基化合物的基化合物的C 在很低在很低场（160 220 ppm），且干），且干扰很少。很少。饱和和醛和和酮的的羰基基 C 195 ppm；羰基与基与杂原子（具有孤原子（具有孤对电子）或不子）或不饱和基和基团相相连，p-共共轭，电子云密度增大，共振移向高子云密度增大，共振移向高场方向，方向，150 185 ppm。酰氯、酰胺、胺、酯、酸、酸酐、羧酸酸 C （叔碳）（叔碳）（仲碳）（仲碳）1919a a三、光三、光谱解析的一般程序解析的一般程序1测试样品的品的纯度度（1）测定物理常数：沸点、熔点、折光率。定物理常数：沸点、熔点、折光率。（2）色）色谱法：法：TLC、GC、HPLC。2020a a三、光三、光谱解析的一般程序解析的一般程序2分子量或分子式的确定分子量或分子式的确定（1）经典的分子量典的分子量测定方法定方法元素分析法元素分析法（2）质谱法法高分辨高分辨质谱在在测定精确分子量的同定精确分子量的同时，还能推出能推出分子式。低分辨分子式。低分辨质谱由由测得的同位素丰度比也可推得的同位素丰度比也可推出分子中元素的出分子中元素的组成，成，进而得到可能的分子式。而得到可能的分子式。（3）质谱结合核磁共振合核磁共振氢谱、碳碳谱等推等推测分子式。分子式。2121a a三、光三、光谱解析的一般程序解析的一般程序3计算不算不饱和度和度分子式确定后，可方便的按下式分子式确定后，可方便的按下式计算不算不饱和度：和度：(U)=n4+1+(n3-n1)/2n4：四价原子：四价原子（C、Si）n3:三价原子（三价原子（N、P）n1:一价原子（一价原子（H、X）2222a a三、光三、光谱解析的一般程序解析的一般程序4各部分各部分结构的确定构的确定（a）不）不饱和和类型型红外光外光谱和核磁共振可用于判断和核磁共振可用于判断 C=O、C=N 等不等不饱和和类型。型。UV可用于共可用于共轭体系的判断。体系的判断。（b）官能）官能团和和结构构单元元 鉴定可能存在的官能定可能存在的官能团和部分和部分结构构时，各种光各种光谱要要交替参照，相互交替参照，相互论证，以增加判断的可靠性，以增加判断的可靠性。2323a a三、光三、光谱解析的一般程序解析的一般程序5结构式的推定构式的推定 总结所有的官能所有的官能团和和结构片段，并找出各构片段，并找出各结构构单元的关系，提出一种或几种可能元的关系，提出一种或几种可能结构式。构式。6.核核对与与验证“四大波四大波谱”数据数据进行一一核行一一核对 注意注意结构的构的对称性称性。7.与已知化合物与已知化合物谱图或数据或数据进行行对照或比照或比较。2424a a例例1：试根据化合物的波根据化合物的波谱数据推断化合物的数据推断化合物的结构构四、四、综合光合光谱解析例解解析例解m/z=102 不含不含N原子或含偶数个原子或含偶数个N原子原子2525a a可能存在甲基、可能存在甲基、亚甲基、甲基、羰基和基和醚键2626a a10个个H质子：子：3:2:3:2CxH10Oy2727a a5个个C原子：原子：1个个C=O，2个个CH2，2个个CH3C5H10Oy：结合合MS得：得：y=2 C5H10O2=1586743208302828a a2929a a例例2：试根据所根据所给化合物的波化合物的波谱数据推断化合物的数据推断化合物的结构构四、四、综合光合光谱解析例解解析例解羟基基不不饱和和烃、饱和和烃羰基基芳芳环C11H12O5 不不饱和度和度为 63030a a6.99(2H,s)6.43(1H,d,J=15.9 Hz)7.50(1H,d,J=15.9 Hz)3.80(6H,s)300 MHz3131a a6.99(2H,s)6.43(1H,d,J=15.9 Hz)7.50(1H,d,J=15.9 Hz)3.80(6H,s)3232a a例例3：试根据化合物的波根据化合物的波谱数据推断化合物的数据推断化合物的结构构四、四、综合光合光谱解析例解解析例解C8H8O2 不不饱和度和度为 5不不饱和和烃、饱和和烃羰基基芳芳环3333a a活活泼氢质子子一一组相互偶合的芳相互偶合的芳香香氢信号信号J=8.7 HZ甲基甲基氢信号信号3434a a推出的信息：推出的信息：有苯有苯环和和羰基基活活泼氢信号（信号（10.3）一一组相互偶合的芳相互偶合的芳氢信号（信号（J=8.7 Hz）甲基甲基单峰信号（峰信号（2.49）存在存在羧基基邻位偶合位偶合对位取代位取代与吸与吸电基基团连接接3535a a