有機(jī)波譜分析綜合解析PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1有機(jī)波譜分析綜合解析有機(jī)波譜分析綜合解析 2. NMR（1）積分曲線H個(gè)數(shù)（2）化學(xué)位移各類質(zhì)子（3）從偶合裂分各基團(tuán)的相互關(guān)系（4）判斷活潑H加D2O第1頁(yè)/共27頁(yè) 3. IR 判斷各種官能團(tuán)（1）含O: （2）含N:（3）芳環(huán)取代（4）炔、烯類型 4. UV（1）共軛體系、發(fā)色團(tuán)（2）從B帶精細(xì)結(jié)構(gòu)苯環(huán)的存在第2頁(yè)/共27頁(yè)6.2 綜合分析方法1.確定分子式2.計(jì)算不飽和度3.結(jié)構(gòu)單元的確定（官能團(tuán)）4.結(jié)構(gòu)單元的相應(yīng)關(guān)系5.提出可能的結(jié)構(gòu)式6.對(duì)結(jié)構(gòu)式、每一個(gè)基團(tuán)對(duì)照4個(gè)譜圖進(jìn)行指認(rèn)。 6.3 解析實(shí)例：第3頁(yè)/共27頁(yè) 例1：某未知物 C11H16 的 UV、IR、1H NM

2、R、MS 譜圖及 13C NMR 數(shù)據(jù)如下，推導(dǎo)未知物結(jié)構(gòu)。未知物碳譜數(shù)據(jù)序號(hào)c（ppm）碳原子個(gè)數(shù)序號(hào)c（ppm）碳原子個(gè)數(shù)1143.01632.012128.52731.513128.02822.514125.51910.01536.01 第4頁(yè)/共27頁(yè)第5頁(yè)/共27頁(yè)第6頁(yè)/共27頁(yè)解：1. 從分子式為 C11H16 ，計(jì)算 4； 2. 結(jié)構(gòu)式推導(dǎo) UV : 240275 nm 吸收帶具有精細(xì)結(jié)構(gòu)，表明化合物為芳烴； IR : 695、740 cm-1 表明分子中含有單取代苯環(huán)； MS : m/z 148為分子離子峰，其合理丟失一個(gè)碎片，得到 m/z 91 的芐基離子； 13C NMR

3、 :在（4010）ppm 的高場(chǎng)區(qū)有5個(gè) sp3 雜化碳原子； 1H NMR: 積分高度比表明分子中有 1 個(gè) CH3 和 4 個(gè) CH2， 其中（1.41.2）ppm 為 2 個(gè) CH2 的重疊峰； 因此，此化合物應(yīng)含有一個(gè)苯環(huán)和一個(gè) C5H11 的烷基。 1H NMR 譜中各峰裂分情況分析，取代基為正戊基，即化合物的結(jié)構(gòu)為：第7頁(yè)/共27頁(yè)3. 指認(rèn)（各譜數(shù)據(jù)的歸屬）第8頁(yè)/共27頁(yè)MS ：主要的離子峰可由以下反應(yīng)得到： 各譜數(shù)據(jù)與結(jié)構(gòu)均相符，可以確定未知物是正戊基苯。第9頁(yè)/共27頁(yè) 例2：某未知物的 IR、1H NMR、MS 譜圖及 13C NMR 數(shù)據(jù)如下，紫外光譜在 210 nm

4、以上無(wú)吸收峰，推導(dǎo)其結(jié)構(gòu)。序號(hào)c（ppm）碳原子個(gè)數(shù)序號(hào)c（ppm）碳原子個(gè)數(shù)1204.01532.012119.01621.71378.01712.01454.51 未知物碳譜數(shù)據(jù)第10頁(yè)/共27頁(yè)第11頁(yè)/共27頁(yè)解： （1）分子式的推導(dǎo) MS：分子離子峰為 m/z 125，根據(jù)氮律，未知物分子中含有 奇數(shù)個(gè)氮原子； 13C NMR：分子中由 7 個(gè)碳原子； 1H NMR：各質(zhì)子的積分高度比從低場(chǎng)到高場(chǎng)為 1：2：2：6， 以其中 9.50 ppm 1 個(gè)質(zhì)子作基準(zhǔn)，可算出分子的總氫數(shù)為 11 。 IR：1730 cm-1 強(qiáng)峰結(jié)合氫譜中 9.5 ppm 峰和碳譜中 204 ppm 峰，可

5、知分子中含有一個(gè)CHO； 由相對(duì)分子量 125C7H11O114，即分子含有 1 個(gè) N 原子，所以分子式為 C7H11NO。 （2）計(jì)算不飽和度 3。（該分子式為合理的分子式）第12頁(yè)/共27頁(yè) （3）結(jié)構(gòu)式推導(dǎo) IR：2250 cm-1 有 1 個(gè)小而尖的峰，可確定分子中含一個(gè) RCN 基團(tuán)； 13C NMR ： 119 ppm 處有一個(gè)季碳信號(hào)； 不飽和度與計(jì)算值相符。 UV：210 nm 以上沒有吸收峰，說(shuō)明腈基與醛基是不相連的。 1H NMR：第13頁(yè)/共27頁(yè) 可能組合的結(jié)構(gòu)有： 計(jì)算兩種結(jié)構(gòu)中各烷基 C 原子的化學(xué)位移值，并與實(shí)例值比較： 從計(jì)算值與測(cè)定值的比較，可知未知物的正確

6、結(jié)構(gòu)式應(yīng)為 B。第14頁(yè)/共27頁(yè) （4）各譜數(shù)據(jù)的歸屬：UV：210 nm 以上沒有吸收峰，說(shuō)明腈基與醛基是不相連的，也 與結(jié)構(gòu)式相符。第15頁(yè)/共27頁(yè)例1. 未知物核磁共振碳譜數(shù)據(jù)如表1所示，其質(zhì)譜、核 磁共振氫譜、紅外光譜則分別如圖2、3、4所示。 推導(dǎo)未知物結(jié)構(gòu)。表1 未知物核磁共振碳譜數(shù)據(jù)第16頁(yè)/共27頁(yè)圖2 未知物質(zhì)譜第17頁(yè)/共27頁(yè)圖3 未知物核磁共振氫譜第18頁(yè)/共27頁(yè)圖4 未知物紅外譜第19頁(yè)/共27頁(yè)解：1.元素組成式的確定碳譜18個(gè)碳原子氫譜0.8199ppm處的三重峰可考慮是與CH2相連的 端甲基，以此作為氫譜積分曲線定標(biāo)的基準(zhǔn)，得出未知物共含35個(gè)氫原子。質(zhì)譜

7、m/z 281符合分子離子峰的條件，可初步判斷為分子離子峰，因此未知物含奇數(shù)個(gè)氮原子。紅外1649.1cm-1的吸收，碳譜171.45ppm的吸收，可知未知物含羰基，即未知物含氧原子。綜上所述，未知物元素組成式為C18H35ON，分子量為281，與各種譜圖均很吻合。 第20頁(yè)/共27頁(yè)2.不飽和度的計(jì)算 23.官能團(tuán)的確定 1）未知物中含有基團(tuán)，其理由如下： 碳譜 171.45 ppm 的峰反映羰基應(yīng)與雜原子相連，而未知物 中，除氧之外，雜原子僅余氮； 紅外光譜中，1649.1 cm-1 的強(qiáng)吸收只能是此基團(tuán)，羰基若不連氮，其吸收位置在 1680 cm-1 之上；目前數(shù)值與叔酰胺相符。第21頁(yè)

8、/共27頁(yè) 2）未知物中含正構(gòu)長(zhǎng)鏈烷基： 碳譜：27 ppm 附近的多個(gè)碳原子，以及 26，25，21，20， 11 ppm 的峰，說(shuō)明未知物含正構(gòu)長(zhǎng)鏈烷基； 氫譜：1.195 ppm 的高峰（18 個(gè)氫）及 0.819 ppm 的三重峰， 說(shuō)明未知物含正構(gòu)烷基； 紅外： 2924.5 和 2853.5 cm-1 的吸收極強(qiáng)，以致未見 2960， 2870 cm-1 的甲基吸收；721.4 cm-1 的吸收也說(shuō)明含 CH2長(zhǎng)鏈； 質(zhì)譜：從 m/z 23898 相隔 14u 的峰簇。第22頁(yè)/共27頁(yè) 3）未知物含一個(gè)環(huán)，且為內(nèi)酰胺： 未知物含羰基，但所有的譜圖均說(shuō)明不含烯基，而由分子 式計(jì)算其不飽和度為 2 ，因此必含一個(gè)環(huán)； 碳譜：46.98 和45.68 ppm 的兩個(gè)峰說(shuō)明這兩個(gè)碳原子應(yīng)與 氮原子相連，而且它們的化學(xué)環(huán)境略有不同； 氫譜：3.26 ppm 處的四個(gè)氫原子與碳譜的結(jié)論相呼應(yīng)； 碳譜中 35.02 ppm 的峰和氫譜中 2.42 ppm 的峰說(shuō)明一個(gè) CH2與羰基相連； 紅外：從 1422.6 到 1482.9 cm-1 共有四個(gè)吸收，這說(shuō)明未 知物中 CH2 的環(huán)境有幾種（與碳原子相連的 CH2 ， 與雜原子或與電負(fù)性基團(tuán)相連的 CH2 ）；第23頁(yè)/共27頁(yè) 由以上幾點(diǎn)可知，未知物含一個(gè)內(nèi)酰胺基團(tuán)，再加上前面分析 的未知物含一個(gè)正構(gòu)長(zhǎng)鏈烷基，因此該化合物結(jié)