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文档简介
1、e-+第1页/共187页1、1913年:Thomson使用MS发现了Ne是由22Ne和24Ne两种 同位素组成,随后,同位素分析开始发展。2、20世纪30年代末至40年代:由于石油工业的发展,需要 测定油的成份。通常用蒸馏的方法先分离这些烃类混合 物,然后再利用分别测定其折光率的方法来分析它们。 这通常要花数天时间。将MS用于石油工业中烃的分析, 可以大大缩短分析时间。3、50年代初:质谱仪器开始商品化,并广泛用于各类有机 物的结构分析;同时质谱方法与NMR、IR等方法结合成 为分子结构分析的最有效的手段。发展历史第2页/共187页 4、60年代:出现了气相色谱-质谱联用仪,使质谱仪的应用 领
2、域大大扩展,开始成为有机物分析的重要仪器;计算 机的应用又使质谱分析法发生了飞跃变化 。5、90年代:由于生物分析的需要,一些新的离子化方法得 到快速发展,如快原子轰击离子源,基质辅助激光解吸 电离源,电喷雾电离源,大气压化学电离源等。6、目前:出现了比较成熟的液相色谱-质谱联用仪,感应耦 合等离子体质谱仪,傅立叶变换质谱仪等。质谱分析法 已广泛地应用于化学、化工、材料、环境、地质、能源 、药物、刑侦、生命科学、运动医学等各个领域。第3页/共187页 主要组成部分: 1.进样部分 2.离子源 3.质量过滤器(分析器) 4.离子检测器质谱分析原理及质谱仪一、质谱仪的基本结构 质谱仪是通过对样品电
3、离后产生的具有不同的 m/z 的离子来进行分离分析的。 为了获得离子的良好分离和分析效果,避免离子损失,凡有样品分子及离子存在和通过的地方,必须处于真空状态。第4页/共187页第5页/共187页进样系统离子源质量分析器检测器1.气体扩散2.直接进样3.气相色谱1.电子轰击2.化学电离3.场致电离4.激光 1.单聚焦 2.双聚焦 3.飞行时间4.四极杆 显示真空系统第6页/共187页质谱仪各部分的工作原理一般质谱仪都采用机械泵预抽空后,再用高效率扩散泵连续地运行以保持真空。现代质谱仪采用分子泵可获得更高的真空度。第7页/共187页2) 间歇式进样:适于气体、沸点低且易挥发的液体、中等蒸汽压固体。
4、1) 色谱进样:利用气相和液相色谱的分离能力,与质谱仪联用,进行多组份复杂混合物分析。第8页/共187页1.3-0.13Pa(加热)如图所示。注入样品(10-100g)贮样器(1L-3L)抽真空并加热样品蒸汽分子(压力陡度)漏隙高真空离子源。第9页/共187页3) 直接探针进样:高沸点液体及固体 探针杆通常是一根规格为25cm6mm,末端有一装样品的黄金杯(坩埚),将探针杆通过真空闭锁系统引入样品,如图所示。优点: 引入样品量小,样品蒸汽压可以很低;第10页/共187页第11页/共187页ee2MM电加热锑或钨的灯丝到2000,产生高速电子束,其能量为1070eV。第12页/共187页B. F
5、BI快速原子/离子轰击离子源(FAB) 使用高能量的惰性原子束(Ar)喷射样品靶上的样品和基质表面,基质是溶解样品的非挥发性溶剂,样品从基质中解吸附并汽化,离子化。基质的作用是溶解样品;吸收大部分能量,有助于样品离子化并保护样品不被高能量撞击破坏。适合分析高极性、相对分子量大难挥发、和热稳定相差的样品,对极性化合物测定不灵敏。常用的基质:甘油、乙二醇胺等。第13页/共187页 C. 基质辅助激光解吸附离子源(MALDI) MALDI是通过激光束照射样品与基质的共结晶而使样品分子电离,可以解决生物大分子的离子化难题,离子化过程与FBI有相似之处。对基质的要求是能吸收337nm紫外光并气化,能量由
6、基质传给样品使样品一起气化并离子化。第14页/共187页常用基质 1、氰基4羟基肉桂酸 CCA 多肽 2、3,5二甲氧基4羟基肉桂酸 SA 蛋白 3、龙胆酸(2,5二羟基苯甲酸 DHB 聚合物 4、吡啶甲酸 PA 5、3羟基吡啶甲酸 3HPA MALDI源由氮激光器产生短周期脉冲激光,产生的多为单电荷离子,效率很高,即使只有极少的样品也可分析第15页/共187页D. 电喷雾离子源( ESI) 4000v强电场中,使用强静电场电离技术使样品形成高度荷电的雾状小液滴从而使样品分子电离。 第16页/共187页E 化学电离源(CI)第17页/共187页4. 质量分析器(过滤器)质谱仪的质量分析器位于离
7、子源和检测器之间,依据不同方式将样品离子按质荷比 m/z 分开。质量分析器的主要类型有:磁分析器、飞行时间分析器、四极滤质器、 离子捕获分析器和离子回旋共振分析器等。第18页/共187页5. 检测与记录 质谱仪常用的检测器有法拉第杯、电子倍增器及闪烁计数器、照相底片等。 现代质谱仪一般都采用较高性能的计算机对产生的信号进行快速接收与处理,同时通过计算机可以对仪器条件等进行严格的监控,从而使精密度和灵敏度都有一定程度的提高。 第19页/共187页第20页/共187页 二、质谱仪的主要性能指标A A 质量测定范围 质谱仪的质量测定范围表示质谱仪所能进行分析的样品的相对原子质量(或相对分子质量)范围
8、,通常采用原子质量单位(u u)进行度量。 测定气体用的质谱仪,一般质量测定范围在2 2100100,而有机质谱仪一般可达几千,现代质谱仪甚至可以研究相对分子量达几十万的生化样品。第21页/共187页B B 分辨率 分辨率,是指质谱仪分开相邻质量数离子的能力。即: 对两个相等强度的相邻峰,当两峰间的峰谷不大于其峰高10%10%时,认为两峰已经分开,其分辨率为: R = mR = m1 1 / /(m m2 2-m-m1 1)= m= m1 1/m /m 其中m m1 1、m m2 2为质量数,且m m1 1m电子电子奇电子离子:带有未成对电子的离子(OE)偶电子离子:外层电子完全成对的离子(E
9、E)第25页/共187页 有机化合物分子离子峰的稳定性顺序:芳香化合物共轭链烯烯烃脂环化合物直链烷烃酮胺酯醚酸支链烷烃醇第26页/共187页质谱图上质荷比最大的峰一定为分子离子峰吗?如何鉴别分子离子峰?第27页/共187页由、X(卤素)组成的有机化合物,一定是偶数。由、组成的有机化合物,奇数,奇数。由、组成的有机化合物,偶数,偶数。分子离子不可能裂解出三个以上的氢原子和小于一个甲基的基团,故分子离子峰的左面不可能出现小于314个质量单位的峰。 分子离子峰的判断标准第28页/共187页 有机化合物受高能作用时产生各种形式的分裂,一般强度最大的质谱峰相应于最稳定的碎片离子。通过各种碎片离子相对峰高
10、的分析,有可能获得整个分子结构的信息。因为M+可能进一步断裂或重排,因此要准确地进行定性分析最好与标准谱图进行比较。B、碎片离子峰 分子离子产生后可能具有较高的能量,将会通过进一步碎裂或重排而释放能量,碎裂后产生的离子形成的峰称为碎片离子峰。第29页/共187页烷烃化合物断裂多在C-C之间发生,且易发生在支链上:烯烃多在双键旁的第一个键上开裂: 第30页/共187页H3CCH2CH2CH2CH2CH315712957434357297115H3CCH2CH2CH2CH2CH3H3CCH2CH2CH2CH2CH3H3CCH2CH2CH2CH2CH3H3CCH2CH2CH2CH2CH3CH3CH2
11、CH2CH2CH2CH31529435771第31页/共187页m/z15294357859911314271正癸烷第32页/共187页C、亚稳离子峰 若质量为m1的离子在离开离子源受电场加速后,在进入质量分析器之前,由于碰撞等原因很容易进一步分裂失去中性碎片而形成质量m2的离子,即 m1m2+m由于一部分能量被中性碎片带走,此时的m2离子比在离子源中形成的m2离子能量小故将在磁场中产生更大的偏转,观察到的m/z 较小。这种峰称为亚稳离子峰,用m*表示。它的表观质量m*与m1、m2的关系是: m* = ( m2 )2 / m1式中m1为母离子的质量, m2为子离子的质量。第33页/共187页
12、亚稳离子峰由于其具有离子峰宽(约25个质量单位)、相对强度低、m/z不为整数等特点,很容易从质谱图中观察。 通过亚稳离子峰可以获得有关裂解信息,通过对m*峰观察和测量,可找到相关母离子的质量与子离子的质量m2从而确定裂解途径。第34页/共187页例如:CH4 M=1612C+1H4=16 M13C+1H4=17 M+112C+2H+1H3=17 M+113C+2H+1H3=18 M+2分子离子峰同位素离子峰第35页/共187页 E、重排离子峰 在两个或两个以上键的断裂过程中,某些原子或基团从一个位置转移到另一个位置所生成的离子,称为重排离子。质谱图上相应的峰为重排离子峰。转移的基团常常是氢原子
13、的类型很多,其中最常见的一种是麦氏重排。这种重排形式可以归纳如下: 第36页/共187页CHCHCHCZHR1R2R3R4C HC HR3R4H CCZ HR1R2麦氏重排条件:l含有C=O, C=N,C=S及碳碳双键;l与双键相连的链上有碳,并在 碳有H原子(氢);l六圆环过度, H转移到杂原子上,同时 键发生断裂,生成一个中性分子和一个自由基阳离子。第37页/共187页BAHDR+HDRBA+ 邻位重排第38页/共187页F.多电荷离子 多电荷离子指带两个或两个以上电荷的离子,多电荷离子质谱峰的m/z值是相同结构单电荷离子值的1/n,n为失去电子的数目。第39页/共187页 设有机化合物由
14、A,B,C和D组成,当蒸汽分子进入离子源,受到电子轰击可能发生下列过程而形成各种类型的离子:分子离子碎片离子重排裂解碰撞裂解同位素离子峰第40页/共187页四、有机质谱的裂解反应离子峰的产生是化学键断裂的结果,化学键的断裂一般分三种均裂:一个键的两个电子裂开,每个碎片上各保留一个电子。均裂-单电子转移 异裂-双电子转移 第41页/共187页 第42页/共187页基本的质谱碎裂机制1)自由基中心引发的断裂A 饱和杂原子化合物的断裂反应自由基引发的断裂反应,动力来自自由基强烈的电子配对倾向。该反应由自由基中心提供一个电子与邻接的原子形成一个新键,而邻接原子的另一个化学键则发生断裂。下面分述几种含n
15、、电子化合物发生断裂反应的情况 电负性:N S O Cl 生成正离子的稳定性: N S O Cl第43页/共187页OR1R2+OR1R2=+CH2+CH2= OR2+ R1+OHOH+R1R2+R1R2= CH2+CH2R2+ R1NHN+H= N+H醚:醇:胺:第44页/共187页a+OO+OO酯: .+C = O R1R2R1 R2 OO+ +R2CC +R1酮:B 含不饱和杂原子化合物的断裂反应(P228)通式第45页/共187页C 碳不饱和键化合物的断裂反应(P228)烯:烯烃、芳烃的分子离子通过断裂形成烯丙基离子,卓鎓离子是质谱反应的一个重要规律,甲苯、乙苯(强91的离子峰)第46
16、页/共187页RYR+ YRR+RYH+ YHR+奇电子离子偶电子离子 2)电荷中性引发的i裂解: 这是由正电荷引发的碎裂过程,它涉及两个电子的转移,动力来自于电荷的诱导。第47页/共187页+O+CR1R2R1+OCR2iiC l+ (CH3)2CH + CH2 = C l +OO+i+OCO+酮:氯代物:酯:第48页/共187页i断裂与断裂反应1、杂原子为单键时,i断裂和断裂所引起的断键位置是不同的。杂原子为重键时,i断裂并不导致重建的断裂。2、产物的电荷稳定通常比游离基稳定更重要,因此不同的物质断键方式可能不同。3、奇电子离子无论是发生i断裂和断裂,一定产生一个偶电子离子和一个中性自由基
17、,而偶电子离子不发生断裂,发生i断裂时,占优势的是产生另一个偶电子离子和一个中性分子。第49页/共187页3)环状结构的裂解反应 环的裂解反应中,带未成对电子的原子与其邻近的碳原子形成一个新键,同时邻近碳原子的另一个键断开,有新键生产的部分成为中性碎片,产物中一定有一个奇电子离子。-e.+OO+i(OE )m/z 56H2CO第50页/共187页环己烯的六元环可以通过逆DA(RDA)反应生成碎片生成产物与取代基有关,反应朝着易生成稳定的带电离子的方向进行。RR RRRR RR+(电荷保留)RH 时 :80%C6H5m/z 54R=: 0.8%C6H5(电荷转移)+时RH 时 :2CH2CNH2
18、RCH2H2CNRR-HR 2CH2CNHR-HR 2Cm/z 30m/z 30m/z 44+14nm/z 58+14nm/z 44+14n第134页/共187页芳胺NH2C2H2m/z 93m/z 66m/z 65m/z 39+HCNHR CH2(CH2)nNH2H2C(CH2)nNH2R+NHCH2CH2RCH2R-NH CH2m/z=106OCCH3CHR2HOCHH2NH2NCHR3R1- R3CH CHR2R1Mclafferty rearrangementn=3, m/z=72. n=4, m/z=86第135页/共187页CHNCH2CH3CH2CH2CH3CH3CH3- C3H
19、7CHNCH2CH3CH2CH3Hm/z=86NCH2CH3Hm/z=44CHCH2CH3-CHNCH2CH3CH2CH2CH3CH3HCHNCH3CH3HCH2CH2CH2CH3-CH3-m/z=114m/z=58m/z=129第136页/共187页129(M )1008090100605030204070% OF BASE PEAK0204060801001030507090110861144429120 130 14058CHN CH2CH3CH2CH2CH3CH3CH3第137页/共187页NH- HNm/z=85m/z=84CH2NCH2HHCH2CH3+m/z=56CH3NCH2H
20、NCH2HNCH2HCH2CH2-NCH2HCH2CH2-m/z=29m/z=57CH2NCH2HHNCH2HHm/z=30CH2CH2HCH2C-CH2NCH2HHCH3NCH2HCH3-NCH2HCHCH2-H2CNCH2Hm/z=70m/z=42第138页/共187页M=85N85(M )1008090100605030204070% OF BASE PEAK02040608010010305070901100H855756444229第139页/共187页NHCH2H3CNHCH2H2CHNHCH2H3CNHCH2H3CNH-C2H4- CH3m/z=113m/z=85m/z=70-
21、CH3NHCH2HNH2CH2+m/z=30NHCH2H3CHCH2NHCH2H3CHNHCH2H2C- C2H5m/z=84NH2-C2H4m/z=85NHm/z=98HCH2NHHNHm/z=56- C2H5H第140页/共187页M=1131008090100605030204070% OF BASE PEAKNH84564127CH2H3C70113(M )20406080100103050709011001200第141页/共187页10 硝基化合物 脂肪族一元硝基化合物的分子离子峰很弱或不出现,主要特征离子峰是(M-NO2)离子峰。 芳香族硝基化合物的分子离子峰很强,并产生(M-N
22、O2)和(M-NO)离子峰。NH2HCNHHHHNHNO2-m/z=66m/z=65-M-1m/z=93Om/z=65- CO- NO2- NO第142页/共187页11.腈类 脂肪族腈类的分子离子峰很弱,可通过麦氏重排产生CnH2n-1N+.的分子离子峰,有时还可产生M-1,M+1峰。 脂肪族腈类的分子离子峰很强,通常为基峰,M-27也很强,CH2CNCH2CHHRCH2CNHCH2CNHCH2CH R-CHSCH2CH3CH3H3CHCSCH2CH2H3CHHCSHH3CCH3CH2H2C-m/z=61SH2CHH2CCH2CHHR-CH2CH2H2SCH2HCR第143页/共187页12
23、. 卤化物 可发生i断裂,生成(M-X)+峰, 发生断裂产生CnH2nX+通式的离子峰, 含Cl,Br的直连卤化物还可发生重排反应形成CnH2nX+通式的离子峰。 可产生(M-HX) +.脱卤化氢和CnH2n-1+的离子峰.第144页/共187页 碎片离子峰见 P261-267第145页/共187页MS的应用一、分子式的确定1、利用同位素的丰度推导分子式(1) 分子中氯、溴元素的识别 氯、溴均有A+2的同位素,因而出现M+2峰。 如果分子中只有一个卤素原子,则M与M+2的峰强度比为3:1和1:1。 如分子中含有多个卤素原子,则间隔两个质量数的质谱峰强度比为(a+b)n的展开式各项之比。a和b分
24、别是两种同位素的丰度比。第146页/共187页 如分子中既有氯也有溴,则用(a+b)n(c+d)m来计算。(2) 分子中硫、硅元素的识别 硫、硅也有A+2的同位素,但丰度较低,分别为4.2和3.4。 其原子数目可用下式计算(取整数):4 . 4100M2M(3)分子中碳原子数目的确定 碳有13C同位素,其丰度为1.1%,是A+1 类同位素中丰度最大的,且碳是组成有机化合物最基本的元素。 第147页/共187页 分子中碳原子数越多,13C出现的几率越高,M+1 峰的高度也越高。 1.1100M 1MC原子数上限2、利用Beynon表查阅可能的分子式 Beynon等利用同位素丰度以及M、M+1、M
25、+2离子峰的丰度比计算出可能的分子式(只含C、H、O、N),制成Beynon表。第148页/共187页第149页/共187页二、分子结构的推测根据分子式和质谱图推测分子结构1、根据分子式计算不饱和度21134nnnn1、n3、n4分别是分子中一、三、四价元素原子的数目。C2H5NO、C6H6、C8H8O、C9H10O2、C8H19N2、根据质谱图确定分子量3、研究质谱图的概貌,判断分子离子的稳定性4、根据重要的低质量离子推测物质的类型5、与标准物质的质谱对照第150页/共187页例1: 根据以下MS图谱推测化合物的结构m /z1821057751相对强度255075100150175182:C
26、13H12N、C13H10O、C13H26、C14H24105:C7H7N、C7H5O77:C6H5CO第151页/共187页例2: 根据以下MS图谱推测化合物的结构m /z128(M+)715743相对强度2040608010012058858699113第152页/共187页1)分子量为128,不含氮或含偶数个氮;2)出现43、57、71等峰,CnH2n+1 或CnH2n+1CO,而无30、44等含氮的特征峰,可认为化合物不含氮;3)无苯基的特征峰;4)58、86、100为麦氏重排峰,因而表明分子中有C=O;5)分子式为C8H16O;6)100的重排峰证明失去的是CH2=CH2,即有CH3
27、CH2CH2C=O存在;7)86的重排峰证明失去的是CH2=CH-CH3,即有CH3CH2CH2CH2C=O或(CH3)2CHCH2C=O存在;8)化合物的结构为86的重排峰证明失去的是CH2=CH-CH3,即有CH3CH2CH2COCH2CH2CH2CH3或CH3CH2CH2COCH2CH(CH3)2第153页/共187页 5. 未知物质谱图如下,红外光谱显示该未知物在 11501070 cm-1有强吸收,试确定其结构。第154页/共187页解:从质谱图中得知以下结构信息: m/z 88 为分子离子峰; m/z 88 与 m/z 59质量差为29u,为合理丢失。且丢失的可能 的是 C2H5
28、或 CHO; 图谱中有 m/z 29、m/z 43 离子峰,说明可能存在乙基、正丙 基或异丙基; 基峰 m/z 31为醇或醚的特征离子峰,表明化合物可能是醇或 醚。 由于红外谱在17401720 cm-1 和36403620 cm-1无吸收,可否 定化合物为醛和醇。因为醚的 m/z 31 峰可通过以下重排反应产生:第155页/共187页 据此反应及其它质谱信息,推测未知物可能的结构为: 质谱中主要离子的产生过程第156页/共187页29313941445920406080100020406080100102RIm/zH3CCH2OCH2CH2CH25773CH3592973CH2CH2OCH2
29、+HHOCH2+m/z 31例 3第157页/共187页7.一个羰基化合物,经验式为C6H12O,其质谱见 下图,判断该化合物是何物。 解 ;图中m/z = 100的峰可能为分子离子峰,那么它的分 子量则为100。图中其它较强峰有:85,72,57,43等。第158页/共187页85的峰是分子离子脱掉质量数为15的碎片所得,应为甲基。m/z = 43的碎片等于M-57,是分子去掉C4H9的碎片。 m/z = 57的碎片是C4H9或者是M-Me-CO。根据酮的裂分规律可初步判断它为甲基丁基酮,裂分方式为:以上结构中C4H9可以是伯、仲、叔丁基,能否判断?图中有一m/z = 72的峰,它应该是M-
30、28,即分子分裂为乙烯后生成的碎片离子。只有C4H9为仲丁基,这个酮经麦氏重排后才能得到m/z = 72的碎片。若是正丁基也能进行麦氏重排,但此时得不到m/z = 72的碎片。第159页/共187页因此该化合物为3-甲基-2-戊酮。第160页/共187页8. 试由未知物质谱图推出其结构。第161页/共187页解:图中最大质荷比的峰为m/z 102,下一个质荷比的峰为 m/z 87,二者相差15u,对应一个甲基,中性碎片的丢失是合理的,可初步确定m/z 102为分子离子峰。 该质谱分子离子峰弱,也未见苯环碎片,由此可知该化合物为脂肪族化合物。 从m/z 31、45、73、87的系列可知该化合物含
31、氧且为醇、醚类型。由于质谱图上无 M18等有关离子,因此未知物应为脂肪族醚类化合物。结合分子量102可推出未知物分子式为C6H14O。 从高质量端m/z 87及强峰m/z 73可知化合物碎裂时失去甲基、乙基(剩下的含氧原子的部分为正离子)。综上所述,未知物的可能结构有下列两种:第162页/共187页 m/z 59、45分别对应m/z 87、73失28u,可设想这是经四员环氢转移失去C2H4 所致。由此可见,未知物结构式为(a),它产生m/z 59、45的峰,质谱中可见。反之,若结构式为(b),经四员环氢转移将产生m/z 45、31的峰,而无m/z 59,但质谱图中有m/z 59,而m/z 31
32、很弱,因此结构式(b)可以排除。第163页/共187页下面分析结构式(a)的主要碎裂途径:第164页/共187页综合谱图解析第165页/共187页 用IR核对官能团。 用13C-NMR核对碳的类型和对称性。 用1H-NMR核对氢核的化学位移和它们相互偶合关系,必要 时与计算值对照。 最后确定一种可能性最大的结构,并用质谱断裂方式证明 结构式推断无误。 用UV核对分子中共轭体系和一些官能团的取代位置,或用 经验规则计算max值。 第166页/共187页例1. C6H10O3第167页/共187页解:1. 该化合物的分子式为C6H10O3,示分子中不饱和度为2. 2. 各部分结构的推定: (1)
33、UV:表示有双键的存在。(2) IR:1720及1750cm-1为俩个C=O的伸缩振动。第168页/共187页(3)NMR谱:(a) 4.1:按其峰数和积分面积,示为-CH2-CH3,该峰位置示为 -O-CH2-CH3.(b) 3.5: 按其峰数和积分面积,示为-CH2-,且其邻位上无氢连接,按其峰位,示有一强吸电子基团与其连接,但该基团不是氧。(d)1.2 按其峰数和积分面积及峰位,应为CH3CH2-,又因偶合常 数 与4.1的四重峰相同故这俩个基团一定相互偶合,碎片 结构为-O-CH2CH3.(c)2.2:按其峰数和积分面积,示为孤立-CH3,按其峰位,应与 一弱吸电子基团相连,该吸收峰应
34、与CH3-C=O-结构相符。第169页/共187页 综合以上,可得到一下碎片: C=O, C=O, CH3CH2O-,和孤立的-CH2 ,CH3-。其正好符合C6H10O3,U=2 H3CCOCOCH2OCH2CH3H3CCOCH2COOCH2CH3C2H5OCOCOCH2CH3ABC结构(A)化学位移最大的是CH2的单峰,应在4.1区域有相当于2个氢核的吸收峰。而四重峰在3.1附近。由于NMR并非如此,故(A)可排除。 结构C在4.2处应有相当于俩个氢核的四重峰(-CH2CH3),在2.0ppm处应有相当于俩个氢核的四重峰(-COCH2CH3).而图中2.0ppm处只有相当与俩个氢核的单峰。
35、故结构(C)也可排除。 结构B合理第170页/共187页例 2第171页/共187页解:从所给出的图谱粗略可看出: UV光谱示无共轭系统。 NMR也示无芳香系统。 IR光谱示无芳香系统,但有 C=O,-CH2 ,-CH3。 (1)由MS谱可找出M峰,其m/z = 114,故分子量为114。(3)NMR谱: NMR图谱出现三组氢核,其比值为2:2:3。0.86ppm:该峰相当于三个质子,为一甲基。裂分为三重峰,因此相邻C上必有俩个氢,即有CH3-CH2-结构。2.37ppm:该峰为俩个质子,峰位表示-CH2-与电负性强的基团相连,故具有如下结构:-CH2-CO-,又因该峰裂分为三重峰,说明邻近的
36、C上有俩个氢,故结构应为:-CH2-CH2-CO-。第172页/共187页1.57ppm:俩个质子,六重峰说明有五个相邻的质子,其结构必为CH3-CH2-CH2-,又峰位在1.57ppm处,说明该碳链与一吸电子基团相连,故可得出如下结构: CH3-CH2-CH2-CO- 0.86 1.57 2.37 由NMR可知氢原子个数比为2:2:3,故总的氢原子数为7N,另有一个结构与CH3-CH2-CH2-CO的7个氢原子对称,再结合M=114,碳原子数为7,所以该化合物的结构是: CH3-CH2-CH2-CO-CH2-CH2-CH3第173页/共187页3.验证: (1)有三个类型的质子,其比例为:2 2 3。裂分峰个数也对。(2)红外光谱、紫外光谱也符合。(3)质谱图上m/z 43、71系因-开裂产生:H3CCH2CH2COCH2CH2CH3H3CCH2CH2COCH2CH2CH3H3CCH2CH2COH3CCH2CH2CO均 裂异 裂+R+C3H7m/Z43m/Z71验证结果,说明所提出的结构是合理的。 第174页/共187页 例3:某未知物 C11H16 的 UV、IR、1H NMR、MS 谱图及 13C 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1143.01632.012128.52731.51312
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