谱图综合解析ppt课件

1、整理课件整理课件谱谱 图图 综综 合合 解解 析析整理课件整理课件二、各种谱图解析时的要点二、各种谱图解析时的要点三、光谱解析的一般程序三、光谱解析的一般程序一、概述一、概述主 要 内 容主 要 内 容四、综合光谱解析例解四、综合光谱解析例解整理课件整理课件一、概述一、概述紫外、红外、核磁（氢谱、碳谱、二维谱）、质谱。紫外、红外、核磁（氢谱、碳谱、二维谱）、质谱。“四大波谱四大波谱”对于比较复杂的有机化合物的结构测定（如天对于比较复杂的有机化合物的结构测定（如天然产物），需要综合各种波谱数据和理化性质进行然产物），需要综合各种波谱数据和理化性质进行结构推导，确定化合物结构。结构推导，确定化合物

2、结构。综合解析综合解析整理课件整理课件二、各种谱图解析时的要点二、各种谱图解析时的要点1UV法：法：主要用于提供分子的主要用于提供分子的芳香结构芳香结构和和共轭体系共轭体系信息信息横坐标：波长（横坐标：波长（）；）；纵坐标：吸光度（纵坐标：吸光度（A）；或摩尔吸光系数（）；或摩尔吸光系数（）。）。 整理课件整理课件二、各种谱图解析时的要点二、各种谱图解析时的要点1UV法：法：（1）220-800nm内无紫外吸收，说明是脂肪烃、脂环烃或其简单衍生物（氯化内无紫外吸收，说明是脂肪烃、脂环烃或其简单衍生物（氯化物、醇、醚、羧酸等），甚至可能是非共轭的烯。物、醇、醚、羧酸等），甚至可能是非共轭的烯。（

3、2）220-250nm内显示强的吸收（内显示强的吸收（ 近近10000或更大），这表明或更大），这表明K带的存在，即带的存在，即存在共轭的两个不饱和键（共轭二烯或存在共轭的两个不饱和键（共轭二烯或 、 不饱和醛、酮）。不饱和醛、酮）。（3）250-290nm内显示中等强度吸收，且显示不同程度的精细结构，说明苯环内显示中等强度吸收，且显示不同程度的精细结构，说明苯环或某些杂芳环的存在。或某些杂芳环的存在。（4）250-350nm内显示中、低强度的吸收，说明羰基或共轭羰基的存在。内显示中、低强度的吸收，说明羰基或共轭羰基的存在。（5）300nm以上以上有高强度的吸收，说明该具有较大的的共轭体系。若

4、高强度吸有高强度的吸收，说明该具有较大的的共轭体系。若高强度吸收具有明显的精细结构，说明稠环芳烃、稠环杂芳烃或其衍生物的存在。收具有明显的精细结构，说明稠环芳烃、稠环杂芳烃或其衍生物的存在。主要用于提供分子的主要用于提供分子的芳香结构芳香结构和和共轭体系共轭体系信息信息整理课件整理课件二、各种谱图解析时的要点二、各种谱图解析时的要点2IR法：法：判断分子中所含有的判断分子中所含有的特征官能团特征官能团和和化学键化学键的类型的类型整理课件整理课件二、各种谱图解析时的要点二、各种谱图解析时的要点2IR法：法：判定结构中含氧官能团的存在与否（特别是结构中不含氮判定结构中含氧官能团的存在与否（特别是结

5、构中不含氮原子时，非常容易确定原子时，非常容易确定OH、C=O、C-O-C这几类官能团这几类官能团的存在与否）。的存在与否）。判定结构中含氮官能团的存在与否（非常容易确定判定结构中含氮官能团的存在与否（非常容易确定NH、CN、NO2等官能团的存在与否）。等官能团的存在与否）。判定结构中芳香环的存在与否。判定结构中芳香环的存在与否。判定结构中烯烃、炔烃的存在与否和双键的类型判定结构中烯烃、炔烃的存在与否和双键的类型。判断分子中所含有的判断分子中所含有的特征官能团特征官能团和和化学键化学键的类型的类型整理课件整理课件红外光谱的九大区域红外光谱的九大区域（一）（一）O-H、N-H伸缩振动区（伸缩振动

6、区（37503000cm-1）（二）不饱和烃和芳烃（二）不饱和烃和芳烃C-H伸缩振动区（伸缩振动区（33003000cm-1）（三）饱和烃（三）饱和烃C-H和醛基和醛基C-H伸缩振动区（伸缩振动区（30002700cm-1）（四）叁键的对称伸缩振动区（四）叁键的对称伸缩振动区（24002100cm-1）（五）羰基的伸缩振动区（五）羰基的伸缩振动区（19001650cm-1）（六）双键的对称伸缩振动区（六）双键的对称伸缩振动区（16801500cm-1）（七）（七）C-H面内弯曲振动区（面内弯曲振动区（14751300cm-1）（八）单键（八）单键（C-O、C-X）伸缩振动区（）伸缩振动区（13

7、001000cm-1）（九）不饱和（九）不饱和C-H面外弯曲振动区（面外弯曲振动区（ 1000650cm-1 ）整理课件整理课件3MS法法二、各种谱图解析时的要点二、各种谱图解析时的要点分子离子峰分子离子峰（1）图谱中）图谱中质量数最大质量数最大的离子峰（最右端）；的离子峰（最右端）；（2）奇电子离子奇电子离子；（3）与左侧的离子峰有）与左侧的离子峰有合理的中性碎片合理的中性碎片（自由基或小分子）（自由基或小分子）丢失，这是判断该离子峰是否是分子离子峰的最重要依据。丢失，这是判断该离子峰是否是分子离子峰的最重要依据。 （1）从分子离子峰及其同位素峰确定分子量、分子式。）从分子离子峰及其同位素峰

8、确定分子量、分子式。基峰：基峰：质谱图中离子强度最大的峰质谱图中离子强度最大的峰，规定其相对丰度为，规定其相对丰度为100。基峰基峰分子离子峰分子离子峰整理课件整理课件3MS法法（2）含氮原子的推断（氮规则、断裂形式）。）含氮原子的推断（氮规则、断裂形式）。 由由C，H，O 组成的有机化合物，组成的有机化合物，M 一定是偶数。一定是偶数。 由由C，H，O，N 组成的有机化合物，组成的有机化合物，N 奇数，奇数，M 奇数奇数。 由由C，H，O，N 组成的有机化合物，组成的有机化合物，N 偶数，偶数，M 偶数偶数。（3） CI、Br等的鉴定（从等的鉴定（从M+2、M+4峰）。峰）。二、各种谱图解析

9、时的要点二、各种谱图解析时的要点（4）由简单的碎片离子，推测官能团及结构片段。）由简单的碎片离子，推测官能团及结构片段。整理课件整理课件二、各种谱图解析时的要点二、各种谱图解析时的要点41H-NMR法：法：（1）根据积分曲线的数值推算结构中质子数。）根据积分曲线的数值推算结构中质子数。溶剂溶剂DMSO-d6，500 MHz 整理课件整理课件二、各种谱图解析时的要点二、各种谱图解析时的要点41H-NMR法：法：（2）区分羧酸、醛、芳香族、烯烃、烷烃质子。区分羧酸、醛、芳香族、烯烃、烷烃质子。整理课件整理课件二、各种谱图解析时的要点二、各种谱图解析时的要点41H-NMR法：法：（3）根据自旋偶合裂

10、分判定基团的连接情况。根据自旋偶合裂分判定基团的连接情况。AAXX系统系统CDCl3，300 MHz 整理课件整理课件二、各种谱图解析时的要点二、各种谱图解析时的要点41H-NMR法：法：（4）根据自旋偶合作用研究其相邻的取代基。根据自旋偶合作用研究其相邻的取代基。整理课件整理课件二、各种谱图解析时的要点二、各种谱图解析时的要点41H-NMR法：法：（5）根据峰形判定结构中活泼质子的存在与否）根据峰形判定结构中活泼质子的存在与否 -OH： 醇、酚和羧酸的质子交换速度很快，通常在谱图中呈现尖锐的醇、酚和羧酸的质子交换速度很快，通常在谱图中呈现尖锐的峰。当存在氢键缔合时，质子交换速度变慢，会呈现锐

11、峰，甚峰。当存在氢键缔合时，质子交换速度变慢，会呈现锐峰，甚至至“馒头峰馒头峰”，它们的化学位移值都有较大的变化范围。，它们的化学位移值都有较大的变化范围。 尖锐的峰尖锐的峰 馒头峰馒头峰整理课件整理课件二、各种谱图解析时的要点二、各种谱图解析时的要点41H-NMR法：法：（5）根据峰形判定结构中活泼质子的存在与否）根据峰形判定结构中活泼质子的存在与否-NH：一级和二级胺多为尖的峰。在酸性溶液中胺成盐后，铵离子的质子交换一级和二级胺多为尖的峰。在酸性溶液中胺成盐后，铵离子的质子交换速度大为降低，速度大为降低，-NH变为宽峰，甚至出现裂分。变为宽峰，甚至出现裂分。酰胺的酰胺的-NH一般在一般在5

12、.0-8.5ppm出现宽峰。如氯代乙酰胺，在出现宽峰。如氯代乙酰胺，在7.3-7.6ppm处处出现两个宽的出现两个宽的NH2峰。峰。abab整理课件整理课件二、各种谱图解析时的要点二、各种谱图解析时的要点513C-NMR法法（1）判断碳原子个数及其杂化方式（）判断碳原子个数及其杂化方式（sp，sp2，sp3） 杂化状态是影响碳核化学位移的主要因素，一般来说它杂化状态是影响碳核化学位移的主要因素，一般来说它与该碳上氢的位移次序基本平行与该碳上氢的位移次序基本平行。整理课件整理课件二、各种谱图解析时的要点二、各种谱图解析时的要点513C-NMR法法（2）根据化学位移值判定羰基的存在与否及其种类。）

13、根据化学位移值判定羰基的存在与否及其种类。 羰基化合物的羰基化合物的C 在很低场（在很低场（160 220 ppm），且干扰很少。），且干扰很少。 饱和醛和酮的羰基饱和醛和酮的羰基 C 195 ppm； 羰基与杂原子（具有孤对电子）或不饱和基团相连，羰基与杂原子（具有孤对电子）或不饱和基团相连，p-共轭，共轭，电子云密度增大，共振移向高场方向，电子云密度增大，共振移向高场方向， 150 185 ppm 。 酰氯、酰胺、酯、酸酐、羧酸酰氯、酰胺、酯、酸酐、羧酸 C （叔碳）（叔碳）（仲碳）（仲碳）整理课件整理课件三、光谱解析的一般程序三、光谱解析的一般程序1测试样品的纯度测试样品的纯度（1）测定

14、物理常数：沸点、熔点、折光率。）测定物理常数：沸点、熔点、折光率。（2）色谱法：）色谱法：TLC、GC、HPLC。整理课件整理课件三、光谱解析的一般程序三、光谱解析的一般程序2分子量或分子式的确定分子量或分子式的确定（1）经典的分子量测定方法）经典的分子量测定方法元素分析法元素分析法（2）质谱法）质谱法高分辨质谱在测定精确分子量的同时，还能推出高分辨质谱在测定精确分子量的同时，还能推出分子式。低分辨质谱由测得的同位素丰度比也可推分子式。低分辨质谱由测得的同位素丰度比也可推出分子中元素的组成，进而得到可能的分子式。出分子中元素的组成，进而得到可能的分子式。（3）质谱结合核磁共振）质谱结合核磁共振

15、氢谱氢谱、碳谱碳谱等推测分子式。等推测分子式。整理课件整理课件三、光谱解析的一般程序三、光谱解析的一般程序3计算不饱和度计算不饱和度分子式确定后，可方便的按下式计算不饱和度：分子式确定后，可方便的按下式计算不饱和度：(U)=n4 +1+(n3 -n1 )/2n4 ：四价原子：四价原子（C、Si）n3 : 三价原子（三价原子（N、P）n1 : 一价原子（一价原子（H、X）整理课件整理课件三、光谱解析的一般程序三、光谱解析的一般程序4各部分结构的确定各部分结构的确定（a）不饱和类型）不饱和类型红外光谱和核磁共振可用于判断红外光谱和核磁共振可用于判断 C=O、C=N 等不等不饱和类型。饱和类型。 U

16、V可用于共轭体系的判断。可用于共轭体系的判断。（b）官能团和结构单元）官能团和结构单元 鉴定可能存在的官能团和部分结构时，鉴定可能存在的官能团和部分结构时，各种光谱要各种光谱要交替参照，相互论证交替参照，相互论证，以增加判断的可靠性，以增加判断的可靠性。整理课件整理课件三、光谱解析的一般程序三、光谱解析的一般程序5结构式的推定结构式的推定 总结所有的官能团和结构片段，并找出各结构单总结所有的官能团和结构片段，并找出各结构单元的关系，提出一种或几种可能结构式。元的关系，提出一种或几种可能结构式。6. 核对与验证核对与验证 “四大波谱四大波谱”数据进行一一核对数据进行一一核对 注意结构的注意结构的

17、对称性对称性。7. 与已知化合物谱图或数据进行对照或比较。与已知化合物谱图或数据进行对照或比较。整理课件整理课件例例1：试根据化合物的波谱数据推断化合物的结构试根据化合物的波谱数据推断化合物的结构四、综合光谱解析例解四、综合光谱解析例解m/z=102 不含不含N原子或含偶数个原子或含偶数个N原子原子整理课件整理课件H-CO-CsH-COC可能存在甲基、亚甲基、羰基和醚键可能存在甲基、亚甲基、羰基和醚键整理课件整理课件10个个H质子：质子：3:2:3:2CxH10OyCOCH3整理课件整理课件5个个C原子：原子：1个个C=O，2个个CH2，2个个CH3C5H10Oy：结合：结合MS得：得：y=2

18、 C5H10O2=158674320830整理课件整理课件整理课件整理课件例例2：试根据所给化合物的波谱数据推断化合物的结构试根据所给化合物的波谱数据推断化合物的结构四、综合光谱解析例解四、综合光谱解析例解羟基羟基不饱和烃、饱和烃不饱和烃、饱和烃羰基羰基芳环芳环C11H12O5 不饱和度为不饱和度为 6整理课件整理课件6.99(2H, s)6.43(1H, d, J = 15.9 Hz)7.50(1H, d, J = 15.9 Hz)3.80(6H, s)300 MHz整理课件整理课件6.99(2H, s)6.43(1H, d, J = 15.9 Hz)7.50(1H, d, J = 15.9 Hz)3.80(6H, s)整理课件整理课件例例3：试根据化合物的波谱数据推断化合物的结构试根据化合物的波谱数据推断化合物的结构四、综合光谱解析例解四、综合光谱解析例解C8H8