《谱图综合解析》PPT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,*,第 六 章 谱 图 综 合 解 析,6.1 综合解析四种谱图的步骤,一、各种图谱解析的主要着眼点,1.质谱（,MS）,（1）,从,M.,+,分子量,（2）从(,M+2)/M、（M+1)/M,查贝农表，估计,C,数,（3）从,M、M+2、M+4Cl、Br、S,（4）,氮律,（5）主要碎片离子峰官能团,2.,NMR,（1）,积分曲线,H,个数,（2）化学位移各类质子,（3）从偶合裂分各基团的相互关系,（4）判断活泼,H,加,D,2,O,3.,IR,判断各种官能团,（1）含,O:,（2）,含,N:,（3）,芳环取代,（4）炔、烯类型,4.,UV,（1）,共轭体系、发色团,（2）从,B,带精细结构苯环的存在,二、综合解析四种谱图的步骤,综合解析四种谱图无固定的步骤，以下介绍的解析步骤，仅供参考。,1.,首先,根据质谱的分子离子峰和同位素峰及其相对强度，利用,Beynon,表,选出一些可能的化学式，进而,确定出分子式,。如果采用高分辨率质谱仪,进行了精确分子量的测定，也能确定出分子式。由分子式可以计算出被,测化合物的不饱和度。,2.,初步查看、分析四种谱图，从而判断化合物是脂肪族还是芳香族、是,否含不饱和键等等一些明显的结论。,3.,仔细辨认四种谱图，通常利用一种谱图的明显特征来印证另一谱图的,更精细的内容，从而了解样品分子中的官能团及其取代关系。,4.,利用已确定的结构单元，组成该化合物的几种可能结构。,5.,对以上所推出的几种可能结构，进行四种谱图的指认。如果某一种结,构对四种谱图的指认均很满意，说明该化合物就是被测物的结构。如,果有几种可能结构与谱图均大致相符时，可以对几种可能结构中的某,些碳原子或某些氢原子的,值利用经验公式进行计算，由计算值与实测,值的比较，得出最为合理的结构。,此外，在进行结构分析之前，首先要了解样品的,来源,，这样可以缩小分析范围。还必须了解样品是否为,纯品,，只有用纯样品作出的各种谱图才能用于推断未知物的结构。另外，还要尽量多了解一些试样的,理化性质,，这对结构分析很有帮助。,6.2 例 题,某未知物,C,11,H,16,的,UV、IR、,1,H NMR、MS,谱图及,13,C NMR,数据如下，推导未知物结构。,未知物碳谱数据,序号,c（ppm）,碳原子个数,序号,c（ppm）,碳原子个数,1,143.0,1,6,32.0,1,2,128.5,2,7,31.5,1,3,128.0,2,8,22.5,1,4,125.5,1,9,10.0,1,5,36.0,1,例1：,1.从分子式为,C,11,H,16,，,计算,4；,2.,结构式推导,UV:240275 nm,吸收带具有精细结构，表明化合物为芳烃；,IR:695、740 cm,-1,表明分子中含有单取代苯环；,MS:m/,z,148,为分子离子峰，其合理丢失一个碎片，得到,m/,z,91,的苄基离子；,13,C-NMR:,在（4010）,ppm,的高场区有5个,sp,3,杂化碳原子；,1,H-NMR:,积分高度比表明分子中有 1 个,CH,3,和 4 个,CH,2,，,其中（1.41.2）,ppm,为 2 个,CH,2,的重叠峰；,因此，此化合物应含有一个苯环和一个,C,5,H,11,的烷基。,1,H-NMR,谱中各峰裂分情况分析，取代基为正戊基，即化合物的结构为：,解：,3.指认（各谱数据的归属）,MS：,主要的离子峰可由以下反应得到：,各谱数据与结构均相符，可以确定未知物是正戊基苯。,某未知物的,IR、,1,H-NMR、MS,谱图及,13,C-NMR,数据如下，紫外光谱在 210,nm,以上无吸收峰，推导其结构。,序号,c（ppm）,碳原子个数,序号,c（ppm）,碳原子个数,1,204.0,1,5,32.0,1,2,119.0,1,6,21.7,1,3,78.0,1,7,12.0,1,4,54.5,1,未知物碳谱数据,例2：,（1）分子式的推导,MS：,分子离子峰为,m/,z,125，,根据氮律，未知物分子中含有奇数个氮原子；,13,C NMR：,分子中由 7 个碳原子；,1,H NMR：,各质子的积分高度比从低场到高场为 1：2：2：6，以其中 9.50,ppm 1,个质子作基准，可算出分子的总氢数为 11。,IR：1730 cm,-1,强峰结合氢谱中 9.5,ppm,峰和碳谱中 204,ppm,峰，可知分子中含有一个,CHO；,由相对分子量 125,C7H11O114，,即分子含有1 个,N,原子，所以分子式为,C,7,H,11,NO,。,（2）,计算不饱和度,3。（,该分子式为合理的分子式）,解,：,（3）结构式推导,IR：2250 cm-1,有 1 个小而尖的峰，可确定分子中含一个,RCN,基团；,13,C NMR：119 ppm,处有一个季碳信号；,不饱和度与计算值相符。,UV：210 nm,以上没有吸收峰，说明腈基与醛基是不相连的。,1,H NMR：,可能组合的结构有：,计算两种结构中各烷基,C,原子的化学位移值，并与实例值比较：,从计算值与测定值的比较，可知未知物的正确结构式应为,B。,（4）各谱数据的归属：,UV：210 nm,以上没有吸收峰，说明腈基与醛基是不相连的，也,与结构式相符。,未知物核磁共振碳谱数据如表1所示，其质谱、核磁共振氢谱、红外光谱则分别如图2、3、4所示。推导未知物结构。,表1 未知物核磁共振碳谱数据,例3.,图2 未知物质谱,图3 未知物核磁共振氢谱,图4,未知物,红外谱,1.元素组成式的确定,碳谱18个碳原子,氢谱0.8199,ppm,处的三重峰可考虑是与,CH,2,相连的 端甲基，以此作为氢谱积分曲线定标的基准，得出未知物共含35个氢原子。,质谱,m/,z,281,符合分子离子峰的条件，可初步判断为分子离子峰，因此未知物含奇数个氮原子。,红外1649.1,cm-1,的吸收，碳谱171.45,ppm,的吸收，可知未知物含羰基，即未知物含氧原子。,综上所述，未知物元素组成式为,C,18,H,35,ON,，,分子量为281，与各种谱图均很吻合。,解：,2.不饱和度的计算,2,3.官能团的确定,1）未知物中含有,基团，其理由如下：,碳谱 171.45,ppm,的峰反映羰基应与杂原子相连，而未知物中，除氧之外，杂原子仅余氮；,红外光谱中，1649.1,cm,-1,的强吸收只能是此基团，羰基若不连氮，其吸收位置在 1680,cm-1,之上；目前数值与叔酰胺相符。,2）未知物中含正构长链烷基：,碳谱：27,ppm,附近的多个碳原子，以及 26，25，21，20，,11,ppm,的峰，说明未知物含正构长链烷基；,氢谱：1.195,ppm,的高峰（18 个氢）及 0.819,ppm,的三重峰，,说明未知物含正构烷基；,红外：2924.5 和 2853.5,cm,-1,的吸收极强，以致未见 2960，,2870,cm,-1,的甲基吸收；721.4,cm,-1,的吸收也说明含,CH2,长链；,质谱：从,m/,z,23898,相隔 14,u,的峰簇。,3）未知物含一个环，且为内酰胺：,未知物含羰基，但所有的谱图均说明不含烯基，而由分子,式计算其不饱和度为 2，因此必含一个环；,碳谱：46.98 和45.68,ppm,的两个峰说明这两个碳原子应与,氮原子相连，而且它们的化学环境略有不同；,氢谱：3.26,ppm,处的四个氢原子与碳谱的结论相呼应；,碳谱中 35.02,ppm,的峰和氢谱中 2.42,ppm,的峰说明一个,CH,2,与羰基相连；,红外：从 1422.6 到 1482.9,cm-1,共有四个吸收，这说明未,知物中,CH,2,的环境有几种（与碳原子相连的,CH,2,，,与杂原子或与电负性基团相连的,CH,2,）；,由以上几点可知，未知物含一个内酰胺基团，再加上前面分析的未知物含一个正构长链烷基，因此该化合物结构为（下面左图）：,至此，剩下的任务就是确定烷基链的长度了。质谱的基峰,m/,z,126，,其强度远远超过其它峰，结合上面所得的结论，基峰应对应上面右图结构：,因而定出：,于是氮上取代的烷烃为正构,C,12,H,23,。,因此未知物结构为：,指认从简。,1、联合谱图解析,1700,cm,-1,C=O,醛,酮,3000,cm,-1,-C-H,饱和烃,两种质子 1：3或3：9,-,CH,3,：-C(CH,3,),9,无裂分，无相邻质子,练习：,分子式为：,C,6,H,12,O,2.谱图解析,分子式为,C,8,H,14,O,4,1700,cm,-1,C=O,醛,酮，排除羧酸，醇，酚,3000,cm,-1,-C-H,饱和烃，无芳环,1三种质子 4：4：,裂分，有相邻质子；,=1.3(6,H),两个,CH,3,裂分为3,相邻,C,有2,H;CH,3,-CH,2,-,4.,=2.5(4,H),单峰,CO-CH,2,CH,2,-CO-,5.,=4.1(4,H),低场(吸电子),两个-,O-CH,2,-,3.,