分析化学PPT 第18章波谱综合解析

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[课件]波谱分析教程PPT

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两个实例,一易一难。
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例1:化合物分子式为 C6H12O,IR及1H NMR如下, 试推断其结构。
小菜一碟!
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例2:某未知物 的 UV、IR、1H NMR、MS 谱图及 13C NMR 数据如下,试推导未知物结构。 序号 δc(ppm) C/个 序号 δc(ppm) C/个
未 知 物 碳 谱 数 据
27 (2)计算不饱和度 Ω=3。(该分子式为合理的分子式)
1
143.0
1
6
32.0
1
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3 4 5
128.5
128.0 125.5 36.0
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22.5 10.0
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解:1. 分子式推导:从13C NMR结合MS可以推出分子式 为 C11H16 ,计算 Ω=4; 2. 结构式推导 UV : 240~275 nm 吸收带具有精细结构,表明化合 物为芳烃; IR : 695、740 cm-1 表明分子中含有单取代苯环; MS : m/z 148为分子离子峰,其合理丢失一个碎片, 得到 m/z 91 的苄基离子; 13C NMR :1H NMR: 积分高度比表明分子中有 1 个 CH3 和 4 个 -CH2-, 其中(1.4~1.2)ppm 为 2 个 CH2 的重叠峰; 因此,此化合物应含有一个苯环和一个 C5H11 的烷基。 1H NMR 谱中各峰裂分情况分析,取代基 为正戊基,即化合物的结构为:
波谱分析教程
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解谱仅靠所学的四大波谱不行!
2
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有机化学有机化合物的波谱分析PPT课件

有机化学有机化合物的波谱分析PPT课件
红外光谱是以波长λ或波数σ第为5横页/坐共8标0页,表示吸收峰的峰位;以透射比 T(以百分数表示,又称为透光率或透过率)为纵坐标,表示吸收强度。
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7.2.1分子化学键的振动和红外光谱
1.振动方程式
可把双原子分子的振动近似地看成用弹簧连接着的两个小球的 简谐振动。根据Hooke定律可得其振动频率为:
分子化学键的振动是量子化的,其能级为:
式中: υ为振动量子数(0,1,2,…);h为Planck常量;ν振为化学 键的振动频率。
第8页/共80页
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分子由基态υ =0跃迁到激发态υ =1时吸收光的能量为:
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分子振动频率习惯以σ表示,由(7–2)式、(7–3)式和(7–5)式得:
红外吸收峰的峰位(σ)取决于键的力常数,以及键两端所连原子的 质量m1和m2,即取决于化合物分子的结构。这是红外光谱用来测 定化合物结构的理论依据。
n≥4在 725~720 处有吸 收。
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1300 cm-1以下区域的光谱:715 cm-1处的面外弯曲振动吸收,表明 烯烃为顺式构型。
综合以上分析,有双键吸收,无三键及甲基吸收,另一不饱 和≥4在 725~720 处有吸 收。
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7.3核磁共振谱(NMR)
这样对测定有机化合物结构毫无意义。但实验证明,在相同频 率照射下,化学环境不同的质子在不同的磁场强度处出现吸收峰。
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3.鉴定已知化合物
用被测物的标准试样与被测物在相同条件下测定红外光谱,若 吸收峰位置、强度和形状完全相同,可认为是同一种物质(对映异 构体除外)。若无标准试样而有标准谱图,可查阅标准谱图。
查阅时应注意被测物与标准谱图所用试样的状态、制样方法、 所用仪器的分辨率等是否相同。

综合波谱解析法(课堂PPT)

综合波谱解析法(课堂PPT)

12.07.2020
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核磁共振氢谱在综合光谱解析中的作用
核磁共振氢谱(1H—NMR) 在综合光谱解析中主 要提供化合物中下列三方面的结构信息。
⒈质子的类型:说明化合物具有哪些种类的含氢 官能团。
⒉氢分布:说明各种类型氢的数目。
⒊核间关系:氢核间的偶合关系与氢核所处的化学 环境。核间关系可提供化合物的二级结构信息,如连
峰,只有季碳信号消失。
以取代偏共振去偶谱中同一朝向的多重谱线。
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DEPT谱图A、B、C谱:
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DEPT谱图R、Q及P谱:
还可以通过A、B及C谱的加减处理,而 得DEPT的R、Q及P谱,分别只呈现CH3、 CH2及CH的信号,而且都呈现向上的单 一谱线。
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二、综合光谱解析的顺序与重点
7.核磁共振碳谱的解析重点 ①查看全去偶碳谱(COM谱)上的谱线数与分子
式中所含碳数是否相同?
数目相同:说明每个碳的化学环境都不相同, 分子无对称性。
数目不相同(少):说明有碳的化学环境相同, 分子有对称性
②由偏共振谱(OFR),确定与碳偶合的氢数。 ③由各碳的化学位移,确定碳的归属。
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三、综合光谱解析示例
前面已分别介绍了综合解析的大致顺 序与重点
在下面列出的13个未知化合物中,提 供了它们的UV、MS、IR、1HNMR 和13CNMR谱图或部分谱图。
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(二)波谱解析综合示例
练习1:某化合物A的分子式为C9H10O, 请解析各谱图并推测分子结构。
含氢的官能
氢谱不足

《波谱分析辅导》PPT课件

《波谱分析辅导》PPT课件

·F,HF
含氟化合物
·C≡CH
炔化物
CHCH,·CN 芳烃、腈化物
·CHCH2,HCN 烃类、腈化物
CH2CH2,CO 烯烃、丁酰基类、乙酯类、醌类
·C2H5,·CHO 烃类、丙酰类、醛类
NO,CH2O
硝基苯类、苯甲醚类
·OCH3,·CH2OH 甲酯类、含CH2OH侧链
CH3OH
甲酯类、伯醇、苯甲醚
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氯与溴的同位素丰度
整理ppt
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与P方向平行, 磁旋比,不同的核具有不同的磁旋比,它 是磁核 一个特征(固定)值。
(3) 只有自旋量子数(I)不为零的核具有磁矩
整理ppt
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具有磁矩的核:
o P
原子核存在自旋,核磁矩不为零,能
与外加磁场相互作用,发生能级分裂,
用于核磁共振分析
质量数(a) 原子序数(Z)自旋量子(I)
例子
奇数
偶数 偶数
戊酮类、己酰基等
·C4H9,C2H5CO· 丙酰类、丁基醚、长链烃
C3H7O·
丙酯类
CH3COOH
羧酸类、乙酸酯类
CH3C(OH)2· 乙酸酯的双氢重排
·SC2H5 ,C2H5SH 硫醇类、硫醚类
·Br,HBr
含溴化合物
·I,HI
含碘化合物
整理ppt
32
整理ppt
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电子轰击源(Elextron Bomb Ionization, EI) ——热阴极发射出能量为70eV的高能电子束,在高速向 阳极运动时,撞击来自进样系统的样品分子,使样品分 子发生电离。
1
4
e2
3 250 300 350
λ 400nm

制药分析--波谱综合解析

制药分析--波谱综合解析

2 9 1 11 2 5 2
③ 综合上述分析,推测未知物分子中存在如下结构单元: -NH2,-CH2-CH3, 3. 结构式的确定 根据以上结构单元,可以推测未知物分子结构如下: 4. 验证
(四)1H核磁共振谱图(1H-NMR)
1. 根据积分线和分子式计算分子中各类氢原子数 目,含氢基团类型及连接顺序。 2. 判断各类质子个数比。
3. 判断与杂原子、不饱和键相连的甲基、亚甲基
和次甲基。
二、 综合解析的一般程序
(一) 测试样品的纯度
可用各种各种方法来确定样品的纯度(如测
熔点:纯物质具有确定的熔点、沸点和折光率等,
1H-NMR谱图中在δ11附近有一单质子峰应对应羧基(-
COOH)中的氢原子,因此可推测分子中含有羧基(- COOH);所以推测分子中含有2个氧原子。
1H-NMR谱图
1H-NMR
从低场到高场各组峰的积分曲线高度比为1:2:2,
因此推测分子中存在5个氢原子(H)。
解:1. 确定分子式 ①MS可以看出分子离子峰在152处,可以推断未知物分子量为 152。分子量为偶数,可知分子中不存在奇数个氮原子。而 (M)与(M+2)峰的丰度比接近1:1,所以未知物分子中 可能含有一个溴原子(Br)。 ②1H-NMR从低场到高场各组峰的积分曲线高度比为1:2:2, 因此推测分子中存在5个氢原子(H)。 ③IR 2500~3200cm-1处有一宽峰说明存在羟基(-OH), 1700cm-1处有一个强峰说明存在羰基(-C=O),而1H-NMR 谱图中在δ11附近有一单质子峰应对应羧基(-COOH)中的 氢原子,因此可推测分子中含有羧基(-COOH);所以推 测分子中含有2个氧原子。 ④推断分子中所含的C原子数目为:

精品PPT课件----波谱综合解析共61页文档

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39、没有不老的誓言,没有不变的承 诺,踏 上旅途 ,义无 反顾。 40、对时间的价值没有没有深切认识 的人泥坑里的人,才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭,生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍,就是一下子不要学很多。——洛克
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36、“不可能”这个字(法语是一个字 ),只 在愚人 的字典 中找得 到。--拿 破仑。 37、不要生气要争气,不要看破要突 破,不 要嫉妒 要欣赏 ,不要 托延要 积极, 不要心 动要行 动。 38、勤奋,机会,乐观是成功的三要 素。(注 意:传 统观念 认为勤 奋和机 会是成 功的要 素,但 是经过 统计学 和成功 人士的 分析得 出,乐 观是成 功的第 三要素 。

波谱分析法ppt课件

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n→*跃迁引起的。
该带的特征:吸收峰强度弱ε<100, λmax>260nm
*
练习
预测下列化合物产生哪些电子跃迁? 能出现什么吸收带?
CH CH COOH
NO2
O C H C H C H C H 3 2 2
*
第一章
紫外吸收光谱法
Ultraviolet Absorption Spectroscopy( UV)
n→*跃迁产生的吸收带发生蓝移
*
溶剂极性改变使吸收带位移的原因:一般认为是极性溶剂 对n 、 、*轨道的溶剂化作用不同引起的。 轨道的极性 顺序:n > * > ,轨道极性越大,受溶剂极性的影响 也越大。
n→*跃迁所需的能量最低 (max 270-300nm)
例如 饱和酮:n→*跃迁max 270-290nm附近的弱谱 带 (同时也产生→*跃迁max 180nm左右的强谱带 ) *
电子跃迁类型与分子结构及存在的基团有密切 的联系,因此,可依据分子结构预测可能产生的电 子跃迁。
例如 饱和烃 只有→* 跃迁 烯烃有 →* 、→* 跃迁 脂肪醚 →* 、n→* 跃迁 醛、酮存在 →* 、n→*、 →*、n→* 四种跃迁
第三节
影响UV的主要因素
一、分子结构的影响
二、共轭体系的影响 三、取代基的影响 四、溶剂的影响 五、pH值的影响
*
影响UV的主要因素:
1、分子内部因素:分子结构
2、外部因素:分子与分子间相互作用 或与溶剂分子之间的 作用。
*
一、分子结构的影响
1、双键位置的影响
O CH CH C CH3 CH3
O CH CH C CH3 CH3
4、质谱分析法(MS)
用于鉴别有机化合物结构的定性分析方法。

波谱解析

波谱解析

团。这类含有π键的不饱和基团称为生色团。
简单的生色团由双键或叁键体系组成,如C=C、
C≡C、C=O、COOH、COOR、 COR、CONH2、
NO2、-N=N-、-C N。
2.助色团: 有一些含有n电子的基团(-OH、-OR、-NH2、-NHR、 -X等),它们本身没有生色功能(不能吸收λ>200nm的光),
能量大小顺序: ζ <π < n < π* < ζ*
跃迁类型: *、n *、 n *、 * 等。
n n
* * *
*
1. * 跃迁
饱和键ζ电子的能级跃迁; 吸收光谱在远紫外区(或真空紫外区), λmax< 200 nm。 可作为溶剂使用,如甲烷、乙烷、环丙烷等。
4.增色效应和减色效应 增色效应:使值增加的效应。 减色效应:使值增加的效应。
5.末端吸收:紫外吸收短波端(仪器极限处), 强而不成 峰值吸收处在测出的吸收。 6.肩峰:吸收曲线在下降或上升处有停顿,或吸收稍
微增加或降低的峰,是由于主峰内隐藏有其它峰。
lgε A C D B A:末端吸收 B:最大吸收峰
如红外、紫外、核磁共振、质谱以及X单晶衍射等手段。 优点:快速、所需样品量少。
尽管现在仪器检测化合物的结构方便快速、准确率高,但 是传统的化学检测方法也不能舍弃,它们在有机化合物的结 构鉴定中依然发挥着重要的作用。
如: 从萝芙木或蛇根草中提取出的利血平(一种吲哚型生物碱, 能降低血压和减慢心率,作用缓慢、温和而持久,对中枢神
200-400nm
电子运动能级跃迁 400 -800nm
紫外光谱
可见光谱
2.5-25μm——分子振、转能级跃迁——红外光谱; 60-600MHz——核在外加磁场中取向能级跃迁——核磁共振谱。

综合波谱解析

综合波谱解析

谢谢
THANKS
未来发展趋势和挑战
• 高通量技术:随着高通量技术的发展,未来有望实现同时对多个样品进行快速 、高效的波谱检测和分析。这将大大提高波谱解析的效率和吞吐量,满足大规 模样品分析的需求。
• 多维度信息获取:未来波谱技术将更加注重多维度信息的获取,如时间分辨、 空间分辨等。这将有助于更深入地揭示物质的动态变化和空间分布等信息,为 科学研究提供更全面的数据支持。
分析化学中的应用
用于物质的定性和定量分析,如测定混合物 中各组分的含量。
无机化学中的应用
用于研究无机化合物的晶体结构、化学键和 振动模式等。
材料科学中的应用
用于研究材料的化学组成、结构和性能之间 的关系。
03 核磁共振波谱解析
CHAPTER
核磁共振原理
核磁共振现象
当原子核置于强磁场中,其自旋磁矩与外加磁场相互作用,产生能级分裂。当外加射频场满足一定条件时,原子核发 生能级跃迁,产生核磁共振信号。
化学位移
不同化学环境中的原子核具有不同的共振频率,表现为化学位移现象。通过测量化学位移,可以推断出原子核所处的 化学环境。
偶合常数
相邻原子核之间的相互作用会导致核磁共振信号的分裂,形成多重峰。偶合常数反映了这种相互作用的 强度,可用于推断分子结构。
核磁共振仪器与操作
01 02
核磁共振仪组成
主要包括磁体、射频系统、检测系统、控制系统和数据处理系统等部分 。其中,超导磁体提供强磁场环境,射频系统用于激发原子核产生共振 信号,检测系统接收并处理信号。
仪器构造
质谱仪主要由离子源、质量分析器和检测器三部分组成。离 子源负责将样品电离成离子,质量分析器根据离子的质荷比 进行分离,检测器则用于检测并记录离子信号。

波谱分析法课件

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三、取代基的影响
1、如果在发色团的一端连有含有孤对电子的助色团时,由于 n→共轭使→*跃迁产生的吸收带红移,吸收强度增加。
例 取代烯烃
X = SR2
C
C X
45nm
NR2 λ在原有的基础上增加 40nm
OR
Cl
30nm
5 nm
2、苯环上的H被助色团取代时,苯的E带(204nm)、B带 (255nm)均红移。
邓芹英等,<<波谱分析教程>>,科学出版社.
2、参考书
苏克曼, <<波谱解析法>>, 华东理工大学出版社. 于世林, <<波谱分析法>>, 重庆大学出版社. 李润卿, <<有机结构波谱分析>>, 天津大学出版社. 常建华, <<波谱原理及解析>>, 科学出版社. 张华, <<现代有机波谱分析>>, 化学工业出版社.
例如
饱和烃 只有→* 跃迁 烯烃有 →* 、→* 跃迁 脂肪醚 →* 、n→* 跃迁 醛、酮存在 →* 、n→*、 →*、n→* 四种跃迁
18:40:32
练习
下列化合物能产生什么类型的电子跃迁?
CH3 O CH3
C2H5
3
N
CH2 CH O CH3
18:40:32
三、UV的几个术语
2、按成键方式分:ζ、π、 n 轨道
(二)电子跃迁类型
分子中的价电子有: 成键电子: 电子、电子(轨道上能量低) 未成键电子: n 电子 (轨道上能量较低)
18:40:32

H
C H
O

n
形成单键的电子-ζ 键电子; 形成双键的电子- π 键电子; 氧、氮、硫、卤素等含有未成键的孤对电子-n键电子。

波谱分析综合解析

波谱分析综合解析

CH3
例3、某化合物分子式是C9H11NO(M=149),根据下列图谱解析化合物的结构, 并说明依据。
NH2
O NH C
M/Z=93
CH2 CH3
M/Z=149
M/Z=77
O
C
CH2 CH3
M/Z=57
CH2 CH3
M/Z=29
1、 一个末知物的元素分析,MS、IR、NMR、UV如图所示,是推断其结构式。
的种类
200
150
100
50
0 RANGE
Saturated carbon - sp3 no electronegativity effects
R-CH3 R-CH2-R R3CH / R4C
Saturated carbon - sp3 electronegativity effects
C-O C-Cl
一般情况下应以一种分析方法中获得的信息反馈到其他分析 方法中,各种谱学方法所获得的信息相互交换,相互印证,不断增 加信息量,这样才能快捷地获得正确结论
化合物结构推导的重点是应掌握各结构片断之间的相互关系, 推断出相互关联的结构片断。
例1 根据下列图谱确定化合物(M=72)结构,并说明依据。
解:
OO
C
C
3:根据下列图谱确定化合物(M=132)的结构,并说明依据。
O
O
H3C O
C
CH2 C
O
CH3
4:根据下列图谱确定化合物(M=86)的结构,并说明依据。
O
H3C
H2C
CH
C
H
CH3
5:某化合物C9H12O2 (M=152),根据下列图谱确定化合物的结构,并说明依据。
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• 1H-NMR:δ1.8(三重峰), 2.6(单峰),3.2 (四重峰),峰高比:3:3:2 • MS:15,29,43,45,59,73,88(M+) • UV:270nm有弱吸收 • IR:1710,2930,2950,2845,2870cm-1有 吸收
例三C6H.34 为2质子单峰, δ4.11为2质子四峰
例二
• 1H-NMR:δ1.8(三重峰), 2.6(单峰), 3.2(四重峰),峰高比:3:3:2 • MS:15,29,43,45,59,73,88(M+) • UV:270nm有弱吸收 • IR:1710,2930,2950,2845,2870cm-1 有吸收
例二
H3C CH2 O
O C CH3
例一
CH2CHO
• 已知: C8H8O , UV : 240-290nm 有芳核吸 收。 • IR : 3030 , 2930 , 2850 , 2700 , 1600 , 1400,1720,700,750。 • MS:120(M+),119,91,77。 • NMR:δ 9.5(三重) 3.5(双)6.5(单), 积分比:1:2:5。
例三CH3CO-CH2CO-O-CH2CH3
• 氢谱:δ1.20为3质子三峰,δ2.20为3质子单峰,δ3.34 为2质子单峰, δ4.11为2质子四峰
例四p209
解:1.确定分子量和分子式
• MS谱图:分子量为126,偶数,氮规则无 奇数N;(M+2)强度不存在S,Cl或Br原 子;仅含C,H和O(可能存在偶数N)
二.综合解析的一般程序
• • • • • • 测试样品的纯度 分子量的测定 确定分子式 计算不饱和度 结构式的确定 验证
预备1
• 某化合物经TLC及HPLC分析检测, 证明其纯度在98%以上,经MS测 得M+(m/z)的精密质量为 150.0680,M+1 =9.89%,M+2=0.9% UV光谱在230~270nm出现7个精 细结构峰,其各波谱图分别如图, 试推测该化合物的结构。
•1:1:1:3,6个H •或其整数倍
6 种 不 同 类 型 的 碳 原 子
• 如果以上推断成立,那么 要满足分子量为126,就应 有O原子3个: • (126-6×12-6)/16=3 • 初步推断为C6H6O3
• a 判断氢数目,含氢基团类型 及连接顺序
• [b 判断各类质子个数比。 • c 判断与杂原子、不饱和键相连的甲基、 亚甲基和次甲基]
6.标准光谱的利用
• • • • IR:<Sadtler Reference Spectra Collections>; MS:NIST库;Wiley库 UV:<Sadtler Standard Spectra, Ultraviolet> 1HNMR:<Sadtler Nuclear Magnetic Resonance Spectra> • <High Resolution NMR Spectra Catalog> • <The Aldrich Library of NMR Spectra> <Handbook of Proton-NMR Spectra and Data>
(1)确定分子式
m/z=150的Beynon表(部分)及精密质量表
元素组成 M+1 9.25 9.23 9.61 9.96 10.34 M+2 0.38 0.78 0.61 0.84 0.68 精密质量(m/z) 150.0907 150.0555 150.0794 150.0681 150.0919
C7H10N14 C8H8NO2 C8H10N2O C9H10O2 C9H12NO
(2)计算不饱和度 表明可能是芳香化合物或有共轭体系

2 9 2 10 5 2
• (3)确定结构单元 • UV:230~270nm7个精细结构峰,可能有苯环结构。 • 1745cm-1(s) ( C=0 );酯的可能性很大,查相关峰: 1225cm-1 (s)为asC-O-C峰,1030 cm-1为sC-O-C峰, 酯羰基; • ~3100 cm-1、1450cm-1、749cm-1 、679cm-1为苯环特征吸 收峰,而749cm-1 、679cm-1强吸收峰是苯环但取代的特征 峰,说明该未知物可能有苯环。
第18章波谱综合解析
• 一.谱图信息要点: • 1. MS • 由M+确定相对分子量、分子式,计算不饱 和度。
• ( b 由谱图概貌可判断分子稳定性,对化合物类型进行
归属。 • c 由氮规则,断裂形式推断含氮原子。 • d 由碎片离子推测官能团及结构片断。)
2. UV
• a 判断是否存在芳香环及共轭 体系。
三个孤立的共振峰,说明含有三类不同质子, 高度比为5:2:3: δ7.22峰,5个氢,取代苯; δ5.00峰,2个氢,应为亚甲基,低场区,显示其可能与苯环 相连或同时与其他电负性团相连接; δ1.96峰,3个氢,表明为甲基。 综合上述信息,表明分子结构中含有如下结构单元: -C=O、-CH2-、-CH3及单取代苯环。
• (b 推测生色团种类)
3.IR
• a 主要提供官能团的信息
• [b 判断化学健的类型(如不饱和键类型判断 等)]
13 4. CNMR,2DNMR
• a 确定碳原子数。
• [b 由 2DNMR 及 DEPT 谱确定各种碳的
类型。 • c 推断碳原子上所连官能团及不饱和键
存在的情况]
5.
1HNMR
(4)考察剩余结构单元
• 用分子式减去已知结构单元,即可得到剩余 结构单元。此表明氧原子以酯的形式存在一 结构式中。 C9H10O2-CO-CH2-CH3-
C6H5
• 乙酸苄酯,结构式为:
O CH2 O C CH3
例一
• 已知: C8H8O , UV : 240-290nm 有芳核吸 收。 • IR : 3030 , 2930 , 2850 , 2700 , 1600 , 1400,1720,700,750。 • MS:120(M+),119,91,77。 • NMR:δ 9.5(三重) 3.5(双)6.5(单), 积分比:1:2:5。
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