有機(jī)化合物波譜綜合解析課件

有機(jī)化合物波譜綜合解析波譜綜合解析的含義：利用各種波譜分析方法獲得盡可能多的結(jié)構(gòu)信息，通過對各種波譜分析信息之間的相互對比、印證，從而獲得被分析化合物準(zhǔn)確結(jié)構(gòu)的定性分析方法。不同波譜分析方法在功能上既有重疊部分，也有互補(bǔ)部分，在綜合解吸時應(yīng)該充分發(fā)揮各自優(yōu)勢。在條件允許的情況下，要充分關(guān)注1HNMR和13CNMR，因為NMR提供數(shù)據(jù)最豐富，可靠性最高。第一節(jié)波譜解析的一般程序一、分子式（元素組成）確定：a.由高分辨質(zhì)譜測定的精確分子量計算（試誤法）得到。分子量尾數(shù)=（0.078y+0.0031z+0.0051),結(jié)合N規(guī)則進(jìn)行判斷。b.由同位素相對豐度計算:(M+1)/Mx100%=1.1x+0.37z,(M+2)/Mx100%=[(1.1x)2/200]+0.2wc.元素分析+分子量。C數(shù)目=M*C%/12,H數(shù)目=M*H%,O數(shù)目=M*O%/16,N數(shù)目=M*N%/14官能團(tuán)的確定：IR:>3100cm-1:-NH2,-OH等活性氫的確定,<3000cm-1>:飽和與不飽和氫的確定，~2100cm-1:三鍵和累積雙鍵的確定，1900~1600cm-1羰基的確定等。UV-Vis:共軛體系的確定（母核基本吸收波長+取代基波長變化）。MS:不同烴類特征，苯環(huán)特征，羥基特征等。13CNMR和HNMR：不同官能團(tuán)的特征吸收。分子碎片的確定：主要依靠MS的裂解機(jī)理，特別注意分子離子峰，同位素峰，脫小分子峰，重排機(jī)理，α斷裂機(jī)理，σ斷裂機(jī)理等。注意N規(guī)則，同位素規(guī)則等確定碎片可能元素組成。根據(jù)質(zhì)譜、分子組成信息提供所有可能碎片。結(jié)合其他分析方法提供的信息，排除不合理部分。分子骨架的確定：主要依靠NMR，特別關(guān)注偶合常數(shù)關(guān)系，積分關(guān)系，充分利用二維NMR，以及其他特殊NMR技術(shù)，如DEPT,結(jié)合IR,MS,UV-Vis等數(shù)據(jù)，將可能的碎片合理連接。最后充分利用所有波譜分析數(shù)據(jù)對可能結(jié)構(gòu)進(jìn)行確證，排除所有不合理結(jié)構(gòu)。1.例題1：根據(jù)提供的IR,HNMR,13CNMR和MS推測結(jié)構(gòu)C14H18O14不飽和基團(tuán)的確定：IR：1715cm-1(s)νC＝O,1630cm-1(s)，νC＝C,1600cm-1、1580cm-1、1510cm-1’為苯環(huán)骨架振動。820cm-1(s)為苯環(huán)上兩個相鄰氫的面外彎曲振動，表明為對位取代苯。13CNMRδ114-167范圍的共振吸收峰為sp3雜化碳的共振吸．其中有苯，碳碳雙鍵和羰基?；顫姎涞拇_定：IR譜3000cm-1以上無O—H、N—H特征吸收峰，偏共振13CNMR提供的信息表明所有的氫都與碳直接相連．且無CHO基存在，故分子中無活潑氫存在。13CNMR信息(ppm)：sp3C:15.2(q)CH3-C,55.2(q)CH3-O,63.6(t)CH2-O,66.5(t)CH2-O,68.5CH2—O。sp2C;114.4(d)2CH＝,129.8(d)2CH＝，127．2(s)的季碳及161.5(s)的C—O表明分子中含有對位取代苯基，且其中一個季碳與氧原子相連-ph-O-。115.4(d)與144.6(d)為雙取代烯碳[-CH=CH-)。167.0(s)為酯基碳(-COOR)，IR11001300cm-1的強(qiáng)、寬譜帶也證明了酯基的存在。1HNMR信息：1.25(3H,t)為CH3CH2-：3.6(2H，q)CH3CH2-O。3.9(3H，s)為CH3O-，且表明與不飽和基相連。3.8(2H，t)與4.4(2H，t)相關(guān)，且與電負(fù)性取代基氧相連，故存在-OCH2CH2O-，低場位移較大，可能與不飽和基相連。6-8范圍為6H的多重峰，由氫原子數(shù)目、裂距、峰形的對稱性分析：6.4(1H,d)與7.65(1H,d)相關(guān)，J＝16Hz，為反式雙取代烯的共振吸收峰。66.8—7.5范圍的4個氫為是對位取代苯氫的共振吸收峰。MS裂解機(jī)理例題2：UV(甲醇）：λmax=236nm,(ε=8200),300nm(ε=3500),1NMR,13CNMR,IR,MS如下，推測結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)驗證：IR:3430cm-1和3220cm-1為NH2伸縮振動，1600,1560，1460為苯環(huán)特征峰。3000以上弱吸收為苯環(huán)碳?xì)涞纳炜s振動吸收帶。13CNMR:δ142（q)為胺碳，118(t)為對位碳，132(t)為3，5位碳，108(q)為溴碳。1HNMR:δ4.7(s)為NH2,6.5(t)為ph-H(4),7.5(d)為ph-H(3),ph-H(5)。UV:取代苯的e帶和K帶(受三個取代基影響發(fā)生紅移）。MS:例題三：1HNMR、13CNMR、IR、MS譜見下圖，在甲醇溶劑中測得紫外光譜λmax(nm):232(1.23),276(0.57),312(0.57),組成式C8H6O3,推測結(jié)構(gòu)。解：IR：3100~2700cm-1吸收表明有飽和和不飽和碳?xì)湔駝樱?695cm-1、表明有羰基（醛或酮），1600、1470cm-1中等強(qiáng)度吸收帶為苯環(huán)的骨架伸縮振動，1230cm-1的強(qiáng)吸收帶為C—O伸縮振動吸收。UV:232nm,276nm,313nm三個吸收帶可能為苯的E帶、B帶及醛或酮碳基的R帶。λ和ε值增大表示它們可能與助色團(tuán)相連。

13CNMR:寬帶去偶表明分子中有8種化學(xué)環(huán)境不同的碳，由偏共振13CNMR可知．Δ192(t),表明為醛基碳，130~155范圍內(nèi)三個季碳共振吸收垮及106，108，128三個叔碳共振吸收表明分子中有三取代苯結(jié)構(gòu)，102表示有仲碳，并發(fā)生強(qiáng)去屏蔽，暗示可能與兩個吸電基團(tuán)連接。1HNMH：從低場到高場積分比約為1：2：1：2,可能含有6個氫，其中9.8(1H,s)為醛基氫，6.7,~7.4的多重峰為苯環(huán)上三個氫的共振吸收峰。從分裂形狀判定，兩個化學(xué)環(huán)境不同的氫相鄰，另外一個僅發(fā)生遠(yuǎn)程偶合，為孤立氫。6.0(2H.s)為對應(yīng)碳譜亞甲基結(jié)構(gòu)，沒有相鄰氫，從化學(xué)位移判斷，必然為兩個強(qiáng)吸電基團(tuán)兩端連接，IR中有C-O強(qiáng)吸收，可能為兩個氧相鄰。MS:M+為150，不含N或偶數(shù)N，M-1峰為基峰，表明有醛，121為M-29，可能為脫醛基。考慮到有上述因素，應(yīng)該含有3個氧，故化合物的分子式為C8H6O3,與質(zhì)譜數(shù)據(jù)相符。其UN＝6，應(yīng)該有一個苯環(huán)（三取代），一個羰基，兩個環(huán)，其結(jié)構(gòu)為：練習(xí)題1：根據(jù)下列譜圖推測結(jié)構(gòu)，UV:λmax=295nmC9H11NO2練習(xí)題2：根據(jù)下列圖譜推測結(jié)構(gòu)：UV:λmax=251nmC15H14O2練習(xí)題4：根據(jù)下列譜圖推測結(jié)構(gòu),UV:λmax=243nmC9H10練習(xí)題5：根據(jù)下列圖譜推測結(jié)構(gòu)：紫外無吸收C7H11NO練習(xí)題6：根據(jù)下列圖譜推測結(jié)構(gòu)：UV:λmax=285nm練習(xí)題7：根據(jù)下列圖譜推測結(jié)構(gòu)：紫外無吸收C6H12O2練習(xí)題8：根據(jù)下列圖譜推測結(jié)構(gòu),UV:λmax=270nmC9H12O3S練習(xí)題：兩個異構(gòu)體A和B,分子式皆為C8H10O,它們的R和1H-NMR的譜圖如下所示,試推測其結(jié)構(gòu)。

練習(xí)題：某有機(jī)化合物在紫外光區(qū)的205nM以上沒有吸收，它的質(zhì)譜、紅外（純液膜）和氫核磁共振譜如下圖。試推定該化合物的分子結(jié)構(gòu)，并對各譜數(shù)據(jù)作合理的解釋。