[工学]现代分析化学技术总结

醛和酮（C*=O）
炔烃（SP杂化） （CC） 氰基（SP杂化） （C N）
175-225
68-93 112-126
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4.质谱(MS)
M
R M N
e
mi mj
M + 2e
(mi)l (mj)m (mj)n
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OE
σ ―断裂
OE + N EE + R
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H
O C
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C6H10O
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H3C
H C
H C
O CH2 C CH3
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C8H8O
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O HC
CH3
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C8H8O
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CH3
O C
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C7H7OBr
3 2 2
s s
d q d CDCl3
X
2H
3H
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X
AA'BB' AA'XX'
Y
X
8
7
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X
X
X
AA'BB'
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3.碳核磁共振波谱(13C NMR)
OFR C PND s
d
CH t CH2 q CH3
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化学位移
脂肪烃（SP3杂化） 烯烃和芳烃（SP2杂化） 酸和酯（C*=O） 0-55[与氧相连（48-88）] 105-145 155-190
1680-1665 cm-1 790-840 cm-1
弱，尖 （820 cm-1）
R1
R2 C C H H C C H H C C H
1660cm-1
顺式烯 乙烯基烯 亚乙烯基烯
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H R1 H R1 R2
800-650 cm-1 （690 cm-1） 910 cm-1 （强）
1660-1630cm-1 990 cm-1
H C CH3 CH3 CH3 C CH3 CH3 C CH3 CH3
1380cm-1裂分
• CH2变形振动δ s1465 cm-1 • —（CH2）n—n 720cm-1 （中强 ）
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醇（—OH） O—H，C—O
• -OH 伸缩振动(>3600 cm-1) • 碳氧伸缩振动(1100 cm-1)
现代分析化学技术 总结
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1.红外光谱
2300 X-H X=C,N,O,S 3700 2500 2000 C≡X X=C,N C=X X=C,N,O 1500 X-H X=C,N,O 1300 C-X X=C,N,O 800
1900
特征区
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1650
指纹区
650
烷烃
• C-H伸缩振动〈3000 cm-1 • CH3的对称变形振动δ s1380 cm-1
EE
EE + N OE + R
A
B
A + B
α ―断裂
B A Z
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A Z
+
B
R CH2 OH R CH2 OR R
'
CH2 OH + CH2 OR + CH2
' NR 2+ ' '
R R R R
' CH2 NR 2 '
R CH2 SR
CH2 SR +
B A Z
R
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A Z
· · ·
R4
CH CH
H
Z C R1
R4
CH CH HC R2
ZH C R1
R3
CH R2
R3
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1）化合物 C8H10，根据１ＨＮＭＲ谱图推断其结构
8
7
2
1
0
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CH2CH3
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2）根据如下MS谱图推断其结构
100 RA
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156 158
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一些常见自旋系统的裂分峰 形
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A Splitting Diagram for a Quartet of Triplets
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根据裂分谱图获取偶合常数
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50
51 77
m/z
Br
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C4H8O2
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O CH3 C O CH2 CH3
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C3H6O2
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O CH3 C O CH3
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C8H8O
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O C CH3
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C7H6O
4000 3000 2500 2000 Wave Number cm-1 1500 1300 1200 1100 1000 900 800 700
2.氢核磁共振波谱(1H NMR)
£ ¼ ³ û ½ á ¹ » ¯ Ñ §Î » Ò Æ µ Ä ´ ó Ö Â · ¶ Î §
O ~2.1 H3C C
~3 .0 H 3C
H
N
~ 1 .8 H CCC 3
~3.7 H3C O
O C OH
H C O
H C C
~0.9 H3C C
15 14 13 12 11 10
-1， 3400cm-1 3500 cm NH 2
游离 仲胺 H R N R 3350-3310cm-1 H N R 3450cm-1
以此区域单峰和双峰来区别伯胺和仲胺 νC≡N=2275-2220cm-1 氰基化合物
⑤硝基化合物 脂肪族 芳香族
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νAS νS
（N=O）=1565-1545cm （N=O）=1385-1350cm
νC=O=1928—1580cm-1（1850—1650 cm-1）
O R C NH2 O R C R O R C H O R C OR O R C OH O O R C O O R C X C R 1680cm-1 1715cm-1 1725cm-1 1735cm-1 1760cm-1 1710cm-1 1810cm-1 1750cm-1 1780cm-1
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AB自旋系统
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R
H3C
7.05 7.10
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CH3
7.05 7.10
-1 -1
νAS νS
-1 =1550-1500cm （N=O） -1 =1365-1290cm （N=O）
烯烃
反式烯
三取代烯 四取代烯
R1 H R1 R2 R1 R2
C-H 伸缩振动(> 3000 cm-1) ν（C=C） （=C-H）
H C C R2 C C R3 H R3 C C R4
970 cm-1（强）
9
8
7
6
¯ Ñ » §Î » Æ Ò
5 4 3 ¦ Ä (ppm)
2
1
0
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Ha Hb C 1:2:1
邻近质子间的偶合是双向的，裂分峰成对出现。 Jab=Jba 自旋-自旋偶合通过成键电子传递。2J，3J，4J，……
使用n+1规律分析，两种偶合的1H核Δυ至少大于偶合 常数J的6倍。Δυ/J>6 裂分峰的相对强度之比等于二项式(a+1)n的展开式各 项系数之比
中强，尖
890 cm-1（强）
ν（C-H）
3030-3070 cm-1
芳烃
δ
(C-H)
900-650 cm-1
1600 cm-1 ，1500 cm-1
ν（C=C）
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1900
1800
1700
800
700
600
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羰基化合物
酰胺 酮 醛 酯 酸 酸酐 酰卤
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醚（C—O—C）
脂族和环的C-O-C
芳族和乙烯基的=C-O-C
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νas
1150-1070cm-1
νas 1275-1200cm-1 （1250cm-1 ） νs 1075-1020cm-1
游离 伯胺 R NH 2
脂肪胺（—NH2) N—H，C—N
νs 3400cm-1， 3300cm-1 νas
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H3CO
Br
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C3H6O
t d t CDCl3
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H C H C
CH2 OH H
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+
B
R
CR' O
CR' O +
—开裂
CH2 R
R
CH2 m/z=91
m/z=65 m/z=39 HC CH HC CH
i―裂解
m/z=91
B B B
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A A A
Z Z Z
B B B
A A
+ + Z
Z Z
+ A
⑤重排断裂
ⅰ麦氏重排（Mclafferty rearrangement) 麦氏重排条件 ： 含有C=O， C=N，C=S及碳碳双键 与双键相连的链上有碳，并在碳有H原子（氢 ） 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