《黃酮化合物解譜》課件

黃酮化合物解譜課程大綱黃酮化合物概述介紹黃酮化合物的定義、分類、結(jié)構(gòu)特征等光譜分析技術(shù)講解紫外光譜、紅外光譜、核磁共振波譜和質(zhì)譜等分析技術(shù)黃酮化合物結(jié)構(gòu)解析運(yùn)用光譜數(shù)據(jù)對黃酮化合物進(jìn)行結(jié)構(gòu)解析實(shí)例分析通過實(shí)例講解黃酮化合物結(jié)構(gòu)解析的具體步驟黃酮化合物的分類按基本母核分類黃酮類化合物根據(jù)其基本母核的不同，可分為黃酮、黃烷酮、異黃酮、查爾酮、花色素、二氫黃酮醇等。按取代基分類黃酮類化合物根據(jù)其母核上的取代基的不同，可分為羥基黃酮、甲氧基黃酮、二氫黃酮醇等。黃酮化合物的基本結(jié)構(gòu)黃酮類化合物是由兩個(gè)苯環(huán)和一個(gè)由三個(gè)碳原子構(gòu)成的丙二?；鶈卧M成的，丙二酰基單元連接兩個(gè)苯環(huán)。其中，一個(gè)苯環(huán)為A環(huán)，另一個(gè)為B環(huán)，丙二?；鶈卧纬蒀環(huán)。C環(huán)上的羰基與A環(huán)的2位碳原子相連，A環(huán)和C環(huán)連接，構(gòu)成一個(gè)二氫吡喃環(huán)。黃酮化合物的基本特征顏色大多為無色或淺黃色晶體。溶解性易溶于堿性溶液，難溶于水，在乙醇、乙醚、氯仿等有機(jī)溶劑中溶解度較小。光學(xué)活性大多數(shù)黃酮化合物具有旋光性。紫外光譜分析1吸收光譜紫外光譜通過測量樣品對不同波長紫外光的吸收程度來獲得物質(zhì)的信息。2電子躍遷紫外光譜分析基于紫外光照射樣品時(shí)，樣品中的電子發(fā)生從基態(tài)到激發(fā)態(tài)的躍遷，并吸收特定波長的紫外光。3特征吸收帶不同結(jié)構(gòu)的物質(zhì)對紫外光的吸收特征不同，呈現(xiàn)不同的吸收譜圖，由此可以推斷物質(zhì)的結(jié)構(gòu)信息。紫外光譜的特點(diǎn)吸收峰位置通過分析吸收峰的位置可以確定黃酮類化合物中不同官能團(tuán)的存在，例如，黃酮類化合物中常見的苯環(huán)、羰基和烯烴等官能團(tuán)的吸收峰位置在紫外光譜中都有明確的特征。吸收峰強(qiáng)度吸收峰的強(qiáng)度與黃酮類化合物中官能團(tuán)的濃度有關(guān)，可以通過測量吸收峰的強(qiáng)度來確定黃酮類化合物的含量。吸收峰形狀吸收峰的形狀可以反映黃酮類化合物的結(jié)構(gòu)特征，例如，黃酮類化合物中不同的取代基會(huì)對吸收峰的形狀產(chǎn)生不同的影響。紅外光譜分析1官能團(tuán)信息識(shí)別黃酮化合物中的官能團(tuán)2結(jié)構(gòu)確認(rèn)驗(yàn)證結(jié)構(gòu)中的關(guān)鍵特征3純度評估檢測雜質(zhì)和溶劑的存在紅外光譜的優(yōu)勢1結(jié)構(gòu)信息紅外光譜可以提供有關(guān)分子中官能團(tuán)的信息。2快速簡便紅外光譜分析是一種快速且簡便的分析方法。3非破壞性紅外光譜是一種非破壞性的分析方法，可以對樣品進(jìn)行重復(fù)分析。核磁共振波譜分析結(jié)構(gòu)解析核磁共振波譜可用于解析分子結(jié)構(gòu)，確定官能團(tuán)和原子間連接方式。動(dòng)力學(xué)研究通過分析化學(xué)物質(zhì)在不同條件下的核磁共振信號(hào)變化，可以研究化學(xué)反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)過程。定量分析核磁共振波譜可用于定量分析樣品中不同組分的含量，例如藥物或代謝產(chǎn)物的含量。氫核磁共振波譜的特點(diǎn)化學(xué)位移不同化學(xué)環(huán)境的氫原子在譜圖上顯示不同的峰位，提供有關(guān)氫原子周圍結(jié)構(gòu)的信息。峰面積峰面積與氫原子數(shù)量成正比，可用于確定分子中不同類型氫原子的比例。耦合常數(shù)相鄰氫原子之間的相互影響導(dǎo)致峰分裂，提供有關(guān)氫原子之間連接關(guān)系的信息。碳核磁共振波譜的特點(diǎn)化學(xué)位移范圍廣碳核磁共振波譜的化學(xué)位移范圍比氫核磁共振波譜更廣，覆蓋了0-200ppm的范圍。信號(hào)強(qiáng)度弱碳核磁共振信號(hào)強(qiáng)度較弱，需要較高的濃度和更長的掃描時(shí)間才能獲得高質(zhì)量的譜圖。1DNMR技術(shù)1簡化譜圖提供特定核的信息2化學(xué)位移反映核的化學(xué)環(huán)境3峰面積反映核的相對數(shù)量2DNMR技術(shù)1COSY譜同核相關(guān)譜，用于確定相鄰質(zhì)子之間的耦合關(guān)系。2HSQC譜異核單量子相關(guān)譜，用于確定直接相連的碳?xì)湓又g的關(guān)系。3HMBC譜異核多量子相關(guān)譜，用于確定碳?xì)湓又g的長程耦合關(guān)系。COSY譜的應(yīng)用連接性分析確定相鄰氫原子之間的耦合關(guān)系。結(jié)構(gòu)鑒定通過耦合常數(shù)和化學(xué)位移分析，推斷化合物結(jié)構(gòu)片段。異構(gòu)體區(qū)分區(qū)分具有相似化學(xué)結(jié)構(gòu)但連接方式不同的異構(gòu)體。HSQC譜的應(yīng)用1直接相關(guān)性HSQC譜可以確定直接相連的碳?xì)湓訉?，直接反映出碳原子與氫原子的連接關(guān)系。2結(jié)構(gòu)碎片識(shí)別通過HSQC譜，可以識(shí)別出黃酮化合物分子中的各個(gè)結(jié)構(gòu)片段，例如苯環(huán)、吡喃環(huán)等。3官能團(tuán)鑒定HSQC譜可以幫助識(shí)別黃酮化合物分子中存在的各種官能團(tuán)，例如甲基、亞甲基、甲氧基等。HMBC譜的應(yīng)用長程耦合HMBC譜利用長程耦合信息，可以確定碳?xì)渲g的遠(yuǎn)程關(guān)聯(lián)關(guān)系，這對結(jié)構(gòu)解析至關(guān)重要。結(jié)構(gòu)推斷通過分析HMBC譜圖中碳?xì)渲g的關(guān)聯(lián)關(guān)系，可以推斷出黃酮化合物中各個(gè)官能團(tuán)的連接方式和空間位置。異構(gòu)體區(qū)分HMBC譜可以區(qū)分結(jié)構(gòu)相似的異構(gòu)體，因?yàn)樗梢蕴峁└敿?xì)的結(jié)構(gòu)信息，例如碳?xì)渲g的遠(yuǎn)程關(guān)聯(lián)關(guān)系。質(zhì)譜分析分子量測定質(zhì)譜法可以精確測定化合物的分子量，為結(jié)構(gòu)推斷提供重要信息。分子式推斷通過質(zhì)譜峰的豐度比和元素組成，可以推斷出化合物的分子式。結(jié)構(gòu)片段信息質(zhì)譜峰代表著化合物斷裂后的碎片離子，可以提供結(jié)構(gòu)片段信息。質(zhì)譜的工作原理離子化將樣品中的分子轉(zhuǎn)化為帶電離子。加速通過電場加速離子，使它們獲得相同的動(dòng)能。偏轉(zhuǎn)離子在磁場中偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)程度與離子質(zhì)量電荷比成反比。檢測檢測器記錄不同質(zhì)量電荷比的離子強(qiáng)度，得到質(zhì)譜圖。分子量測定方法原理優(yōu)勢高分辨質(zhì)譜精確測量離子的質(zhì)量確定分子式低分辨質(zhì)譜測定相對分子質(zhì)量快速分析分子式推斷質(zhì)荷比通過質(zhì)譜分析得到的質(zhì)荷比可以推斷出分子量。元素組成結(jié)合其他光譜數(shù)據(jù)，可以推斷出分子中各元素的比例?；搴头肿与x子峰基峰質(zhì)譜圖中強(qiáng)度最高的峰，代表了最穩(wěn)定的離子碎片。分子離子峰質(zhì)譜圖中質(zhì)量數(shù)最大的峰，代表了未發(fā)生斷裂的分子離子。同分異構(gòu)體鑒別利用質(zhì)譜圖的碎片信息來鑒別異構(gòu)體。比較不同異構(gòu)體在不同溶劑中的紫外光譜差異。分析異構(gòu)體在核磁共振波譜上的化學(xué)位移和耦合常數(shù)差異。結(jié)構(gòu)推斷實(shí)例1例如，化合物A的紫外光譜顯示λmax為258nm，紅外光譜顯示有羰基和羥基的吸收峰。氫核磁共振波譜顯示有四個(gè)單峰，化學(xué)位移分別為3.8、4.2、6.8和7.2ppm。碳核磁共振波譜顯示有六個(gè)碳信號(hào)，其中兩個(gè)碳信號(hào)與甲氧基相連。質(zhì)譜顯示分子量為152，并且有特征性碎片離子峰。綜合上述數(shù)據(jù)，可以推斷化合物A的結(jié)構(gòu)為：黃酮類化合物，分子式為C9H8O3。結(jié)構(gòu)推斷實(shí)例2通過核磁共振波譜和質(zhì)譜分析，結(jié)合紫外光譜和紅外光譜信息，可以對黃酮類化合物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行推斷。例如，對一個(gè)未知黃酮化合物進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)其在紫外光譜中出現(xiàn)最大吸收峰，在紅外光譜中出現(xiàn)羥基、羰基等特征吸收峰。在氫核磁共振波譜中，觀察到一系列峰，推測該化合物可能含有苯環(huán)、酚羥基和羰基。進(jìn)一步通過碳核磁共振波譜和質(zhì)譜分析，可以確定該化合物的分子式和結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)推斷實(shí)例3將上述光譜信息綜合分析，可以推斷出該黃酮化合物結(jié)構(gòu)如下：結(jié)構(gòu)推斷實(shí)例4將以上所有解譜方法相結(jié)合進(jìn)行綜合分析，最終確定化合物的結(jié)構(gòu)。例如，通過紫外光譜可以判斷化合物是否存在黃酮類結(jié)構(gòu)。通過紅外光譜可以確定化合物中含有哪些官能團(tuán)。通過核磁共振波譜可以確定化合物中各個(gè)原子之間的連接方式。通過質(zhì)譜分析可以確定化合物的分子量和分子式