第6章谱图综合解析处理
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第6章谱图综合解析处理
§6.2 例 题
例1： 某未知物 C11H16 的 UV、IR、1H NMR、MS 谱图及 13C NMR 数据如下，推导未知物结构。
未知物碳谱数据
序号 δc（ppm） 碳原子个数
序号
δc（ppm）
碳原子个数
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二、综合解析四种谱图的步骤
综合解析四种谱图无固定的步骤，以下介绍的解析步骤，仅供参考。
1. 首先根据质谱的分子离子峰和同位素峰及其相对强度，利用Beynon表 选出一些可能的化学式，进而确定出分子式。如果采用高分辨率质谱仪 进行了精确分子量的测定，也能确定出分子式。由分子式可以计算出被 测化合物的不饱和度。
表1 未知物核磁共振碳谱数据
第6章谱图综合解析处理
图2 未知物质谱
第6章谱图综合解析处理
图3 未知物核磁共振氢谱
第6章谱图综合解析处理
图4 未知物 红外谱
第6章谱图综合解析处理
解：
1.元素组成式的确定 碳谱－－18个碳原子 氢谱－－0.8199ppm处的三重峰可考虑是与CH2相连的 端甲基，以 此作为氢谱积分曲线定标的基准，得出未知物共含35个氢原子。 质谱－－m/z 281符合分子离子峰的条件，可初步判断为分子离子 峰，因此未知物含奇数个氮原子。 红外－－1649.1cm-1的吸收，碳谱－－171.45ppm的吸收，可知未 知物含羰基，即未知物含氧原子。 综上所述，未知物元素组成式为C18H35ON，分子量为281，与各种 谱图均很吻合。
第六章 谱图综合解析
第6章谱图综合解析处理
§6.1 综合解析四种谱图的步骤
一、各种图谱解析的主要着眼点 1. 质谱（MS） （1）从M.+－－分子量 （2）从(M+2)/M、（M+1)/M查贝农表，估计C数 （3）从M、M+2、M+4－－Cl、Br、S （4）氮律 （5）主要碎片离子峰－－官能团
第6章谱图综合解析处理
2. 初步查看、分析四种谱图，从而判断化合物是脂肪族还是芳香族、是 否含不饱和键等等一些明显的结论。
3. 仔细辨认四种谱图，通常利用一种谱图的明显特征来印证另一谱图的 更精细的内容，从而了解样品分子中的官能团及其取代关系。
4. 利用已确定的结构单元，组成该化合物的几种可能结构。
第6章谱图综合解析处理
未知物碳谱数据
序号
δc（ppm） 碳原子个数
序号
δc（ppm） 碳原子个数
1
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第6章谱图综合解析处理
第6章谱图综合解析处理
解：
（1）分子式的推导 MS：分子离子峰为 m/z 125，根据氮律，未知物分子中含有奇数个氮原子； 13C NMR：分子中由 7 个碳原子； 1H NMR：各质子的积分高度比从低场到高场为 1：2：2：6，以其中 9.50
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第6章谱图综合解析处理
第6章谱图综合解析处理
第6章谱图综合解析处理
解：
1. 从分子式为 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 :在（40～10）ppm 的高场区有5个 sp3 杂化碳原子； 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：
第6章谱图综合解析处理
3. 指认（各谱数据的归属）
第6章谱图综合解析处理
MS ：主要的离子峰可由以下反应得到：
各谱数据与结构均相符，可以确定未知物是正戊基苯。
第6章谱图综合解析处理
例2：
某未知物的 IR、1H-NMR、MS 谱图及 13C-NMR 数据如下，紫 外光谱在 210 nm 以上无吸收峰，推导其结构。
5. 对以上所推出的几种可能结构，进行四种谱图的指认。如果某一种结 构对四种谱图的指认均很满意，说明该化合物就是被测物的结构。如 果有几种可能结构与谱图均大致相符时，可以对几种可能结构中的某
些碳原子或某些氢原子的值利用经验公式进行计算，由计算值与实测
值的比较，得出最为合理的结构。
此外，在进行结构分析之前，首先要了解样品的来源，这样可以缩 小分析范围。还必须了解样品是否为纯品，只有用纯样品作出的各 种谱图才能用于推断未知物的结构。另外，还要尽量多了解一些试 样的理化性质，这对结构分析很有帮助。
可能组合的结构有：
计算两种结构中各烷基 C 原子的化学位移值，并与实例值比较：
从计算值与测定值的比较，可知未知物的正确结构式应为 B。
第6章谱图综合解析处理
（4）各谱数据的归属：
UV：210 nm 以上没有吸收峰，说明腈基与醛基是不相连的，也
与结构式相符。
第6章谱图综合解析处理
例3. 未知物核磁共振碳谱数据如表1所示，其质谱、核磁共振氢谱、 红外光谱则分别如图2、3、4所示。 推导未知物结构。
第6章谱图综合解析处理
（3）结构式推导 IR：2250 cm-1 有 1 个小而尖的峰，可确定分子中含一个 R－CN 基团； 13C NMR ： 119 ppm 处有一个季碳信号； 不饱和度与计算值相符。 UV：210 nm 以上没有吸收峰，说明腈基与醛基是不相连的。 1H NMR：
第6章谱图综合解析处理
ppm 1 个质子作基准，可算出分子的总氢数为 11 。 IR：1730 cm-1 强峰结合氢谱中 9.5 ppm 峰和碳谱中 204 ppm峰，可知分
子中含有一个－CHO； 由相对分子量 125－C×7－H×11－O×1＝14，即分子含有1 个 N 原子，
所以分子式为 C7H11NO。 （2）计算不饱和度 Ω＝3。（该分子式为合理的分子式）
2. NMR （1）积分曲线－－H个数 （2）化学位移－－各类质子 （3）从偶合裂分－－各基团的相互关系 （4）判断活泼H－－加D2O
3. IR 判断各种官能团
（1）含O: （2）含N:
4. UV
（1）共轭体系、发色团
（2）从B带精细结构－－苯环的 存在
（3）芳环－－取代
（4）炔、烯－－类型
第6章谱图综合解析处理
§6.2 例 题
例1： 某未知物 C11H16 的 UV、IR、1H NMR、MS 谱图及 13C NMR 数据如下，推导未知物结构。
未知物碳谱数据
序号 δc（ppm） 碳原子个数
序号
δc（ppm）
碳原子个数
1
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Baidu Nhomakorabea
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二、综合解析四种谱图的步骤
综合解析四种谱图无固定的步骤，以下介绍的解析步骤，仅供参考。
1. 首先根据质谱的分子离子峰和同位素峰及其相对强度，利用Beynon表 选出一些可能的化学式，进而确定出分子式。如果采用高分辨率质谱仪 进行了精确分子量的测定，也能确定出分子式。由分子式可以计算出被 测化合物的不饱和度。
表1 未知物核磁共振碳谱数据
第6章谱图综合解析处理
图2 未知物质谱
第6章谱图综合解析处理
图3 未知物核磁共振氢谱
第6章谱图综合解析处理
图4 未知物 红外谱
第6章谱图综合解析处理
解：
1.元素组成式的确定 碳谱－－18个碳原子 氢谱－－0.8199ppm处的三重峰可考虑是与CH2相连的 端甲基，以 此作为氢谱积分曲线定标的基准，得出未知物共含35个氢原子。 质谱－－m/z 281符合分子离子峰的条件，可初步判断为分子离子 峰，因此未知物含奇数个氮原子。 红外－－1649.1cm-1的吸收，碳谱－－171.45ppm的吸收，可知未 知物含羰基，即未知物含氧原子。 综上所述，未知物元素组成式为C18H35ON，分子量为281，与各种 谱图均很吻合。
第六章 谱图综合解析
第6章谱图综合解析处理
§6.1 综合解析四种谱图的步骤
一、各种图谱解析的主要着眼点 1. 质谱（MS） （1）从M.+－－分子量 （2）从(M+2)/M、（M+1)/M查贝农表，估计C数 （3）从M、M+2、M+4－－Cl、Br、S （4）氮律 （5）主要碎片离子峰－－官能团
第6章谱图综合解析处理
2. 初步查看、分析四种谱图，从而判断化合物是脂肪族还是芳香族、是 否含不饱和键等等一些明显的结论。
3. 仔细辨认四种谱图，通常利用一种谱图的明显特征来印证另一谱图的 更精细的内容，从而了解样品分子中的官能团及其取代关系。
4. 利用已确定的结构单元，组成该化合物的几种可能结构。
第6章谱图综合解析处理
未知物碳谱数据
序号
δc（ppm） 碳原子个数
序号
δc（ppm） 碳原子个数
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第6章谱图综合解析处理
第6章谱图综合解析处理
解：
（1）分子式的推导 MS：分子离子峰为 m/z 125，根据氮律，未知物分子中含有奇数个氮原子； 13C NMR：分子中由 7 个碳原子； 1H NMR：各质子的积分高度比从低场到高场为 1：2：2：6，以其中 9.50
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第6章谱图综合解析处理
第6章谱图综合解析处理
第6章谱图综合解析处理
解：
1. 从分子式为 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 :在（40～10）ppm 的高场区有5个 sp3 杂化碳原子； 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：
第6章谱图综合解析处理
3. 指认（各谱数据的归属）
第6章谱图综合解析处理
MS ：主要的离子峰可由以下反应得到：
各谱数据与结构均相符，可以确定未知物是正戊基苯。
第6章谱图综合解析处理
例2：
某未知物的 IR、1H-NMR、MS 谱图及 13C-NMR 数据如下，紫 外光谱在 210 nm 以上无吸收峰，推导其结构。
5. 对以上所推出的几种可能结构，进行四种谱图的指认。如果某一种结 构对四种谱图的指认均很满意，说明该化合物就是被测物的结构。如 果有几种可能结构与谱图均大致相符时，可以对几种可能结构中的某
些碳原子或某些氢原子的值利用经验公式进行计算，由计算值与实测
值的比较，得出最为合理的结构。
此外，在进行结构分析之前，首先要了解样品的来源，这样可以缩 小分析范围。还必须了解样品是否为纯品，只有用纯样品作出的各 种谱图才能用于推断未知物的结构。另外，还要尽量多了解一些试 样的理化性质，这对结构分析很有帮助。
可能组合的结构有：
计算两种结构中各烷基 C 原子的化学位移值，并与实例值比较：
从计算值与测定值的比较，可知未知物的正确结构式应为 B。
第6章谱图综合解析处理
（4）各谱数据的归属：
UV：210 nm 以上没有吸收峰，说明腈基与醛基是不相连的，也
与结构式相符。
第6章谱图综合解析处理
例3. 未知物核磁共振碳谱数据如表1所示，其质谱、核磁共振氢谱、 红外光谱则分别如图2、3、4所示。 推导未知物结构。
第6章谱图综合解析处理
（3）结构式推导 IR：2250 cm-1 有 1 个小而尖的峰，可确定分子中含一个 R－CN 基团； 13C NMR ： 119 ppm 处有一个季碳信号； 不饱和度与计算值相符。 UV：210 nm 以上没有吸收峰，说明腈基与醛基是不相连的。 1H NMR：
第6章谱图综合解析处理
ppm 1 个质子作基准，可算出分子的总氢数为 11 。 IR：1730 cm-1 强峰结合氢谱中 9.5 ppm 峰和碳谱中 204 ppm峰，可知分
子中含有一个－CHO； 由相对分子量 125－C×7－H×11－O×1＝14，即分子含有1 个 N 原子，
所以分子式为 C7H11NO。 （2）计算不饱和度 Ω＝3。（该分子式为合理的分子式）
2. NMR （1）积分曲线－－H个数 （2）化学位移－－各类质子 （3）从偶合裂分－－各基团的相互关系 （4）判断活泼H－－加D2O
3. IR 判断各种官能团
（1）含O: （2）含N:
4. UV
（1）共轭体系、发色团
（2）从B带精细结构－－苯环的 存在
（3）芳环－－取代
（4）炔、烯－－类型
第6章谱图综合解析处理