波谱综合练习-波谱综合解析-教学课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第,五,章 波谱综合解析,许 招 会,20,11,10,日,综合练习,一、各种谱图提供的结构信息,1、MS法,(1).从分子离子峰组确定相对分子量和分子式；,(2).Cl、Br、S的鉴定(M+2M+4峰识别),确定同位素的存在,；,(3).含N的确定(氮律-N规则)；,(4).由简单碎片离子及其它资料，推测可能的结构片断。,2、UV法,(1).判断芳环的存在；,(2).判断共轭体系的存在；,(3).估算共轭体系的最大吸收波长。,3、IR法,(1).含氧官能团的判断(特别是确定OH,C=O等)；,(2).含氮官能团的判断(特别是确定NH,CN,NO,2,等)；,(3).有关芳环的信息；,(4).异构体的判断(有无炔烯及取代类型)。,4,、,1,HNMR法,(1).各类质子数量比的确定(积分曲线)；,(2).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 碳原子；,(4).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。,5,、,13,CNMR法,(1).确定碳原子数；,(2).区分不同杂化态的碳；,(3).判断碳基的存在；,(4).确定甲基类型。,波谱综合解析步骤,4.由质谱的分子离子峰，碎片离子峰可推知可能,存在的分子片断，,根据分子离子峰与碎片离子峰以及各碎片离子峰m/e的差值可推知可能,失去的分子片断,，从而给出可能的,分子结构。,5.核磁共振谱可给出分子中含,几种类型氢,，各种氢的个数以及,相邻氢之间的关系,，以验证所推测结构是否合理。,质谱的碎裂规律,表2 根据失去碎片的情况判断化合物结构类型,离子,失去的碎片,化合物的结构类型,M-1,M-15,M-18,M-28,M-29,M-34,M-35 M-36,M-43,M-45,M-60,H,CH,3,H,2,O,C,2,H,4,、CO、N,2,CHO、C,2,H,5,H,2,S,Cl、HCl,CH,3,CO、C,3,H,7,COOH,CH,3,COOH,醛(一些醚或胺),甲基取代物,醇,麦氏重排、脂环酮中脱掉的CO,醛、乙基取代物,硫醇,氯代物,甲基酮、丙基取代物,羧酸,醋酸酯,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,C-H面外弯曲振动吸收峰位置（cm,-1,）,苯,670,单取代,770-730，710-690,二取代,1，2-,770-735,1，3-,810-750，725-690,1，4-,833-810,三取代,1，2，3-,780-760，745-705,1，2，4-,885-870，825-805,1，3，5-,865-810，730-675,四取代,1，2，3，4-,810-800,1，2，3，5-,850-840,1，2，4，5-,870-855,五取代,870,芳香环取代类型,烯烃类型,CH面外弯曲振动吸收位置（cm,-1,）,R,1,CH=CH,2,995-985，910-905,R,1,R,2,C=CH,2,895-885,R,1,CH=CHR,2,(顺),730-650,R,1,CH=CHR,2(,反）,980-965,R,1,R,2,C=CHR,3,840-790,=C-H的面外弯曲振动对判断双键的取代类型有用,3000,2000,1000,X-H,伸缩振动,(X:C,N,O,S),三键,双键,伸缩振动,其它伸缩振动，,弯曲振动,游离,OH,3600,缔合,OH,3300,-,NH,2,3300,3500,-,NHR,-C,C-H,3300,C,=,C-H,2960,CH,3,2925,CH,2,2870,2850,-COH,2820,2720,-SH,26002550,-C-H,2885,-C,N,2240,-C,C-,2220,-C,C-H,2120,C,=O,1715,C,=C,16,5,0,苯环,1600,1580,1500,1460,-,NO,2,1550,1370,1460,1380,-,CH,3,1470,-,CH,2,-,C-O-C,13001020,C-OH,伯,仲,叔,酚,苯,烯,氢,指纹区,CO,OH,3000,红外图谱的解析步骤,4000,1500,cm,-1,范围为官能团区，可以判断化合物的种类。,1,500,6,00,cm,-1,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,3100,-,3000,、,1600,、,1580,、,1500,、,1450cm,-1,的吸收带判断，而苯环上的取代位置要用,900,6,00,cm,-1,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 3,2,00-2500;,17,1,0,1420;922,红外图谱的解析步骤,否定法：,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，就可以判断在分子中不存在这个基团。,例如，如果在,1,850-1650,cm,-1,附近没有强吸收带，就可以判断没有羰基的存在；,如果在,3700,-,3100cm,-1,区域没有吸收带，就可以判断没有,NH,、,OH,基团的存在；,如果在,3100,-,3000,、,1600,、,1580,、,1500,、,1450cm,-1,区域没有吸收带，就可以判断没有苯环基团的存在。,红外图谱的解析步骤,肯定法：,如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。,有许多谱带是特征的，如在,2242cm,-1,处有吸收，就可以判断有,CN,、,CC,、,C=C=C,等存在。如某一化合物在,1100cm,-1,处具有一个很强、形状对称的谱带，就可以判断有醚键。,特征质子的化学位移值,1,0,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,C,3,C,H,C,2,C,H,2,C-C,H,3,环烷烃,0.71.7,C,H,2,Ar C,H,2,NR,2,C,H,2,S C,C,H,C,H,2,C=O,CH,2,=CH-C,H,3,1.73,C,H,2,F C,H,2,Cl,C,H,2,Br C,H,2,I C,H,2,O C,H,2,NO,2,24.7,0.5(1)5.5,68.5,10.512,C,H,Cl,3,(7.27),4.56.0,910,O,H,N,H,2,N,H,CR,2,=C,H,-R,RCOO,H,RC,H,O,常用溶剂的质子的化学位移值,D,炔氢质子,1.,8,3.4,积分曲线与峰面积,积分曲线的高度与其相对应的一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。,有几组峰,则表示样品中有几种不同类型的质子；,每一组峰的强度,(,面积,),与质子的数目成正比。,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 215nm （2）母体 215nm,b,烷基1 +12nm 环外双键1 +5nm,a,烷基1 +10nm,b,烷基1 +12nm,l,max,=227nm,l,max,=242nm,(2)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C=O的诱导效应增强，,C=O,高波数位移，在1750 cm-1以上。后一结构，C=C与C=O共轭，,C=O,低波数位移，在1700 cm-1左右。,把下列红外光谱的归属译成汉语。,2995-Aliphatic CH symmetric and asymmetric stretching vibration absorption.,1765&1740-C=0 Note the two minima of this band.Two carbonyls.,1380-CH,3,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 stretch for the C-O-C of the ester.,The compound is diethyl malonate.,苯酚中羟基的化学位移（,d,）随浓度减小而减小，而,o,-,羟基苯乙酮中羟基的化学位移（,d=12.05,），与浓度无关，请解释该现象。,Compared the chemical shifts of Ha and Hb in the following compounds.At the same time to explain reasons.,由分子离子峰簇和最大碎片离子，可确定其分子量为122，因此，该化合物不含N或含偶数N。,(M+1)/M%=7.9，(M+2)/M%=0.7，不含Br、Cl、S等。,由(M+1)/M%估算C数：7.9/1.1=7，含7个C或6个C；,由(M+2)/M%,估算,O,数：,0.7-(1.1,7或6)2/200/0.20=2；,剩余质量数：122-12,7-162=6，或122-126-16 2=18，因此该化合物不含N，可能分子式为C7H6O2或C6H18O2，其中C6H18O2为不合理元素组成。因此，该化合物的分子式为C7H6O2。,或：从Beynon表可查出与该化合物M+1，M+2峰相对强度接近的分子式有C6H4NO2、C7H6O2。C6H4NO2与氮偶规律不符，由此可确定分子式为C7H6O2。,某化合物A的分子式为C,9,H,10,O，请解析各谱图并推测分子结构。,(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C,9,H,l0,O，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+2n,4,+n,3,-n,1,)/2=(2+2x9-10)/2=5,IR表明：,1688cm,-1,有吸收，表明有-C=O，此吸收与正常羰基相比有一定红移，推测此-C=O可能与其他双键或键体系共轭。,2000-1669 cm,-1,有吸收,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。,1221cm,-1,处有强峰，表明有是芳酮(芳酮的碳碳伸(C)在13251215cm,-1,区间)。,746 cm,-1,，691 cm,-1,有吸收表明可能为单取代苯。故推测化合物有C,6,H,5,-C=O基团(C,7,H,5,O)，分子式为C,9,H,l0,O，则剩余基团为C,2,H,5,。,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5：2：3。,=78，多峰，,五个