有机波谱综合谱图解析

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(波普解析)有机化合物波谱解析

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第二节紫外光谱的基本知识
二、电子跃迁类型
(4) n→ π*跃迁
含杂原子不饱和基团（-C≡N ，C=O ） E最小，λ 200~400nm（近紫外区），摩尔吸光系数一般为 10～100 L·mol-1·cm-1，吸收谱带强度较弱。丙酮n →π＊跃迁的λ为275nm εmax为22 L·mol-1·cm-1 （溶剂环己烷)。
红外光区则多用μm为单位。波数, 单位为cm-1
根据量子理论，光的能量E与频率成正比，和波长成反比。
E =h=hC/=hc
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第一节吸收光谱的基础知识
紫外-可见光谱
因真空紫外区（100~200nm）的辐射易为空气中的氧气和氮气所吸收，对化合物的结构测定并无多大帮助，所以在有机结构分析上应用不大。普通紫外光区及可见光区空气无吸收，所以在有机结构分析中最为有用。
红移和蓝移：由于化合物结构变化（共轭、引入助色团取代基）或采用不同溶剂后吸收峰位置向长波方向的移动，叫红移（长移）。吸收峰位置向短波方向移动，叫蓝移（紫移，短移）
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增色效应和减色效应增色效应：吸收强度增强的效应减色效应：吸收强度减小的效应
强带和弱带： εmax>104 → 强带 εmin<103 → 弱带
第二节紫外光谱的基本知识
二、电子跃迁类型
(1)σ→ σ*跃迁 ➢ 饱和烃（甲烷，乙烷） ➢ E很高，λ<150nm（远紫外区）, 如甲烷的λmax为125nm, 乙

有机波谱解析

k碳原子的化学位移值公式:
δc(k) = An +Nm nm + Nγγn + Nδδn (m= 0,1, 2)
N, Nδ, Nγ分别表示-位,δ-位,γ-位碳原子的数目; nm 是与 n, m有关的常数
经验参数
8
CH3
CH3 1
H2
C
C
H
23
CH2 CH2
4
5
CH2 6
CH3 7
n=2
化学位移的近似计算
(2) 苯环及取代苯环
• 苯的化学位移为128.5ppm, 苯环被取代位置化学位移变化大, 最大变化幅度可达35ppm • 邻对位碳原子变化幅度可达16.5ppm •间位几乎不改变
影响苯环碳化学位移的因素:
1. 取代基电负性影响规律: 取代基R的电负性与苯环上被取代 C的化学位移的关系
实测 34.7
化学位移的近似计算
(2) 烯烃
• 乙烯的化学位移为123.3ppm, 取代烯烃一般为100-150ppm • 与氢谱不同, 碳谱中各种磁各向异性效应相对较弱, 因此烯烃碳与苯环碳大致在相同范围出峰
• 取代烯碳化学位移规律:
C
>
HC
> H2C
对比对应的烷烃,烯的β-,γ-,δ-碳原子与烷烃对应碳的
150.6
影响因素
e. 分子内部作用 ➢ 分子内氢键使C=O的

波谱学综合解析

－CH3 ß－裂解
麦氏重排
α－裂解
m/z 86
CH3－CH=CH－C
O
O
CH3―CH＝CH－C≡O+ m/z 69 (100%)
•
•
CH3－CH=CH－C－O+ = CH2
m/z 99
CH3―CH=C+H
m/z 41
O
• 化合物结构为:
2019/1/12
CH3－CH=CH－C－O―CH2―CH3
19
• Ω= 1 n4
n3 n1 0 10 1 6 2 2 2
• 根据IR在3100～3000cm –1有吸收峰，为ν=C－H • 970cm-1有吸收峰，为双键二取代－CH= CH－ •
2980 cm 1 2920 cm 1
有吸收峰，为νC－H，1380cm-1为－CH3的δC-H
•
质谱图可以给出有机化合物的分子离子峰和一系列碎片峰。从分子离子峰和同位素峰的相对强度，利用贝侬表可以推出分子式。从碎片峰m/z的大小和间距可以推测分子中含有的官能团。质谱的灵敏度明显高于红外光谱和核磁共振波谱，适于微克级样品的检测。近年来发展起来的软电离技术克服了过去样品难于汽化，不易直接测质谱的缺点，很容易得到分子离子峰。如果把质谱数据与其他波谱分析方法结合起来，就会成为有机化合物定性定量分析的强有力工具。 • 根据每种波谱分析方法的特长和局限性，我们可以采用综合的方法或侧重利用某些波谱手段来检测不同的样品。

有机化合物波谱解析

联用
优势，可以在一次测定中完成一个样品中二
三百个化合物的分离与测定。
课程简介
课时
40学时
考核
期末考试 70%
平时成绩 30%
（包括出勤、课堂表现、小作业等）
主要章节 1. 紫外
2. 红外光谱
3. 质谱
4. 核磁共振（H谱、C谱、二维谱）
5. 波谱综合解析
教材《有机化合物波谱解析》
姚新生主编，医药卫生出版社
一般文献给出的数据：
NMR: 详细 MS: 分子量 IR: 主要官能团一般无UV数据
对化合物的紫外吸收光谱（UV）、红外吸收光谱（IR）、核磁共振（NMR）、质谱（MS）的谱图进行分析得到分子式及结构式。
有机分子结构鉴定方法大体可以分为两个阶段，即经典的化学分析方法为主和仪器分析为主、化学手段为辅的分析方法。
两个相重叠的波瓣具有相同的符号，则增大两核间的几率密度Biblioteka Baidu产生一个成键轨道σsp；如具有相反的符号，则减小两核间的几率密度，产生一个反键分
子轨道σsp*。
1. 分子轨道（molecular orbit)：
（4）原子未成键电子对形成的分子轨道分子轨道中，未与另一原子轨道起作用的原子轨道（未成键电子对占有的轨道），在分子轨道能级图上的能量大小等同于其在原子轨道中的能量，这种
②不同浓度的同一种物质，其吸收曲

有机化合物波谱分析

有机化合物波谱分析是一种重要的手段，可用于确定有机物的分子结构和功能基团。其中，核磁共振波谱（NMR）和红外光谱（IR）是两种常用的波谱技术。本文将重点介绍这两种波谱分析技术的基本原理、应用和解读方法。

核磁共振波谱（NMR）是一种基于核自旋的波谱分析方法。它通过测量核自旋与外加磁场相互作用导致的能量变化来获得信息。核磁共振波谱图通常由若干个特征峰组成，每个峰对应于一种不同类型的核。峰的位置称为化学位移，可以通过参考物质（如四氯化硅）来标定。峰的形状和强度可以提供有关分子结构和相互作用的信息。核磁共振波谱提供了关于有机分子的碳氢骨架以及官能团、取代基等信息，因此在有机化学和药物化学领域有广泛应用。

红外光谱（IR）是一种基于分子振动的波谱分析方法。它通过测量物质吸收红外辐射的能量来获得信息。由于不同分子具有不同的振动模式和结构，它们吸收红外辐射的方式也不同。红外光谱图通常由一系列特征峰组成，峰的位置称为波数，可以用来标识不同的官能团和化学键。峰的强度和形状可以提供关于分子的结构和取向的信息。红外光谱在有机化学、聚合物化学和无机化学等领域都有广泛的应用。

在进行有机化合物波谱分析时，需要先对样品进行样品制备。核磁共振波谱通常需要溶解样品，然后将溶液转移到核磁共振管中进行测量。红外光谱则可以对固体、液体和气体样品进行测量，通常需要将样品制备成固体片或涂在透明载体上。波谱仪器通常会提供相应的样品制备方法和参数设置。

在分析核磁共振波谱和红外光谱时，需要注意以下几个方面。首先，对于核磁共振波谱，要正确解读峰的化学位移。化学位移受到许多因素的影响，如官能团、电子效应、取代基等。因此，需要结合文献和经验来确定不同类型核的化学位移范围。其次，对于红外光谱，要正确解读峰的波数。不同的官能团和化学键都有特定的波数范围，可以用来确定它们的存在。最后，对于波谱图的解读，需要综合考虑各种信息，如位置、形状、强度和相对强度等。通过与已知化合物进行比对和与理论计算结果进行对比，可以逐步确定有机物的结构和功能基团。

(波普解析)有机化合物波谱解析

注：当出现几个发色团共轭，则几个发色团所产生的吸收带将消失，代之出现新的共轭吸收带，其波长将比单个发色团的吸收波长长，强度也增强
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助色团：含非成键n电子的杂原子饱和基团本身在紫外可见光范围内不产生吸收，但可以使生色团吸收峰加强，同时使吸收峰长移的基团。例：—OH，—OR，—NH—，—NR2—，—X
Lambert-Beer 定律应用？
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第二节紫外光谱的基本知识一、分子轨道
分子轨道是由组成分子的原子轨道相互作用形成的。分子成键轨道; 分子反键轨道
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34
分子轨道的种类
(1) 原子A和B的s轨道相互作用，形成的分子轨道
(2)原子A和B的p轨道相互作用形成的分子轨道
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(3)原子A的s轨道和原子B的p轨道相互作用形成的分子轨道
红外光区则多用μm为单位。波数, 单位为cm-1
根据量子理论，光的能量E与频率成正比，和波长成反比。
E =h=hC/=hc
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第一节吸收光谱的基础知识
紫外-可见光谱
因真空紫外区（100~200nm）的辐射易为空气中的氧气和氮气所吸收，对化合物的结构测定并无多大帮助，所以在有机结构分析上应用不大。普通紫外光区及可见光区空气无吸收，所以在有机结构分析中最为有用。
有机化合物波谱解析
药化与天然药物化学教研室药学院610室

有机波谱综合解析例题

例题1. 图示一未知化合物的红外、氢谱、质谱。紫外光谱在210nm以上没有吸收。氢谱δ0.9（12个氢），δ1.2~2.0（6个氢），δ2.5（4个氢）。推导未知物结构。

29281460

1380

例题2. 图示一未知化合物的氢谱、红外、紫外和质谱（M+为222）。紫外光谱：浓度1.6mg/25ml的乙醇溶液，槽的厚度为5mm。氢谱δ8.2~7.6多重峰（4个氢），δ4.5附近四重峰（4个氢），δ0.8附近三重峰（6个氢）。根据这些光谱写出结构式。

例题3.图示一未知化合物的氢谱、红外、紫外和质谱。化合物由C、H、O、N 组成，高分辨质谱M+109.0527确定分子式C6H7NO。紫外光谱：（a）浓度3.45mg/25ml,槽的厚度5mm.(b)加酸（c）加碱。氢谱：δ7.8（1个氢），δ7~6.7(1个氢)，δ6.3~6（3个氢），δ4.4（2个氢），推导结构式。

例题4. 未知物质谱确定分子量为137，其红外光谱图中3400~3200cm-1有一个宽而强的吸收峰，根据氢谱和碳谱推测未知物结构。氢谱中从低场到高场各峰面积比为2:2:1:2:2:2。

例题5未知物元素分析结果为C:68.27%，H:7.63%，N:3.80%，O:20.30%。图示未知物的红外、紫外、质谱、核磁共振谱（1H、13C、DEPT45、DEPT135、DEPT135、HMQC、HMBC），推测化合物结构。

例6.下面给出某一未知物的MS、IR、和氢谱，试推测其结构。

例7. 从伞形科植物防风中提取分离得到一个化合物，为无色针状结晶，UV max(MeOH)nm: 232,287,325, 在紫外灯下显天蓝色荧光，氢谱、碳谱、HMBC、MS谱如图所示，试解释其结构。

有机波谱第七章谱图综合解析

• IR谱：1870～1650cm-1 (s)为υC=O。3100 ～ 3000cm-1 (w或m)的υ＝C-H，结合1670～1630cm-1 (m) υC=C或1600～1450cm-1 (m,2 ～3条谱带) 的苯环骨架伸缩振动，可判断烯基或苯基结构的存在。在2250cm-1 附近(m) 可能为υC≡N;在2220cm-1 附近 (w) 可能为υC≡C; 1300～1000cm-1 (m,2 ～3条谱带) 为υC-O-C;在1560cm-1 附近(s) 和1360cm-1 附近(s) 为υNO2 ; 1900 ～2300cm-1 (w ～ m)为υx＝y＝z等。这些不饱和基都具有其特征吸收带。
可能的结构为：
质谱图中离子峰的归属为：
3、未知物分子式为C5H12O,其核磁共振氢谱谱如下所示，求其化学结构
从分子式C5H12O求得化合物的不饱和度为零，故此未知物为饱和脂肪族化合物。未知物的核磁共振谱图中有3个峰，其积分高度比为1：2：9(从低场到高场)，其中 δ4.1ppm处的宽峰，经重水交换后消失，说明分子中存在羟基。 δ 0.9ppm处的单峰相当于9个质子，可看成是连在同一个碳的3个甲基。 δ 3.2ppm处的单峰相当于 2个质子，对应于一个亚甲基，从其化学位移值可知该亚甲基是与电负性强的基团相连，即分子中存在-CH2OH结构单元。因此未知物的结构为
质谱解释的主要裂解过程如下：

姚新生有机波谱解析第五章综合解析

• 实验条件：1．075 mg/10mL乙醇溶液，0．1cm样品池； • 实验结果：最大吸收峰位于240nm处，吸光度为0.95。
(2)红外光谱：实验条件：液膜法。图谱主要结果：
(5)质子噪音去偶 13CNMR谱：
质子噪音13CNMR谱结果：位置 δ 1 200.57 2 137.02 3 132.84 4 128.56 5 127.98 6 31.74 7 8.23
10核磁共振碳谱在综合光谱解析中的作用质子噪音去偶或称全去偶谱protonnoisedeeoupling或protoncompletedeeoupling缩写com其作用是完全除去氢核干扰可提供各可提供各类碳核的准确化学位移类碳核的准确化学位移偏共振谱offresonancedecouplingofr部分除去氢干扰可提供碳的类型可提供碳的类型
二、综合光谱解析的顺序与重点
3．计算不饱和度由分子式计算未知物的不饱和度推测未知物的类别，如芳香族 ( 单环、稠环等 ) 、脂肪族 ( 饱和或不饱和、链式、脂环及环数)及含不饱和官能团数目等。
二、综合光谱解析的顺序与重点
4．紫外吸收光谱由未知物的紫外吸收光谱上吸收峰的位置，推测共轭情况(p—π与π—π 共轭、长与短共轭、官能团与母体共轭的情况)及未知物的类别(芳香族、不饱和脂肪族)。
• 吸收峰位置(δ) 峰裂分情况 • ～30 三重峰 •

谱图综合解析

• -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峰。当存在氢键缔合时，质子交换速度变慢，会呈现锐峰，甚至“馒头峰”，它们的化学位移值都有较大的变化范围。
• 尖锐的峰
馒头峰
精选ppt
15
二、各种谱图解析时的要点
4．1H-NMR法：
（5）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
✓ 末端烯烃双键碳（=CH2）的δ值比与烷烃相连的双键碳（=CH-）向高场移动10 ~ 40个单位；
✓ 顺式烯碳比反式烯碳在较高场；
✓ δ（季碳）> δ（叔碳）>δ（仲碳）
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三、光谱解析的一般程序
1．测试样品的纯度（1）测定物理常数：沸点、熔点、折光率。（2）色谱法：TLC、GC、HPLC。
7. 与已知化合物谱图或数据进行对照或比较。
精选ppt
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四、综合光谱解析例解
例1：试根据化合物的波谱数据推断化合物的结构
m/z=102
不含N原子或含偶数个N原子
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25
ν C-H
ν CO
s C -H
ν C-O
可能存在甲基、亚甲基、羰基和醚键
精选ppt
26
O C CH3

有机波谱分析5 波谱综合解析_ppt课件

有机波谱分析5 波谱综合解析
四谱简介
• 综合评价
灵敏度: MS >Uv-vis>IR>1H-NMR>13C-NMR 信息量: NMR>MS>IR (Uv-vis) 难度: NMR>MS>IR (Uv-vis)
本章学习要求
1. 了解有机化合物结构分析的一般程序。 2. 能够综合运用所学的波谱知识，进行有机化合物的结构分析，推测化合物的结构。
在碳谱中: 质子噪音去偶或称全去偶谱 (proton noise decoupling或proton complete decoupling，其作用是完全除去氢核干扰 ) 可提供各类碳核的准确化学位移。偏共振谱 (off resonance decoupling，OFR，部分除去氢干扰)可提供碳的类型。因为C与相连的H偶合也服从n+1律，由峰分裂数，可以确定是甲基、亚甲基、次甲基或季碳。例如在偏共振碳谱中 CH3 、 CH2 、 CH与季碳分别为四重峰 (q)、三重峰(t)、二重峰(d)及单峰(s)。
碳谱与氢谱之间关系－互相补充
氢谱不足
不能测定不含氢的官能团
对于含碳较多的有机物，烷氢的化学环境类似，而无法区别
碳谱补充
给出各种含碳官能团的信息，几乎可分辨每一个碳核，光谱简单易辨认

有机波谱第七章谱图综合解析

• 1H NMR谱：δ 4.5 ～7为烯氢的共振吸收， δ 6.5 ～8.5为芳烃的共振吸收， δ 9 ～10(1H)为 CHO，δ 10 ～13(1H)为COOH，δ 6 ～8的宽峰为 CONH2或CONH等。 • 13C NMR谱： δ 100 ～160为烯氢或芳烃sp2 杂化碳的共振吸收； δ 160 ～230为羰基碳的共振吸收； δ 70 ～90为炔碳的共振吸收；δ 110 ～130为腈基碳的共振吸收。 • UV：210nm以上无吸收，可判断分子中无共轭体系，也无醛、酮羰基存在。
可能的结构为：
质谱图中离子峰的归属为：
3、未知物分子式为C5H12O,其核磁共振氢谱谱如下所示，求其化学结构
从分子式C5H12O求得化合物的不饱和度为零，故此未知物为饱和脂肪族化合物。未知物的核磁共振谱图中有3个峰，其积分高度比为1：2：9(从低场到高场)，其中 δ4.1ppm处的宽峰，经重水交换后消失，说明分子中存在羟基。 δ 0.9ppm处的单峰相当于9个质子，可看成是连在同一个碳的3个甲基。 δ 3.2ppm处的单峰相当于 2个质子，对应于一个亚甲基，从其化学位移值可知该亚甲基是与电负性强的基团相连，即分子中存在-CH2OH结构单元。因此未知物的结构为
质谱解释的主要裂解过程如下：
• 例 3 、某液体化合物分子式 C6H12 ，试根据其红外
光谱图，推测其结构。