有机化合物波谱分析 综合解析
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红外吸收光谱(IR)
主要提供未知物具有哪些官能团、化合物的类别 (芳香族、脂肪族；饱和、不饱和)等。
提供未知物的细微结构，如直链、支链、链长、 结构异构及官能团间的关系等信息，但在综合光 谱解析中居次要地位。
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核磁共振氢谱(1H-NMR)
• 主要提供化合物中所含 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，如连结方式、
6．核磁共振氢谱的解析顺序 首先确认孤立甲基及类型，以积分高度，计算出氢分布。 其次是解析共振吸收峰，确定归属。 最后解析谱图上的偶合部分，根据偶合常数、峰分裂情况 及形状推测结构信息。
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7.验证 根据综合光谱解析，拟定出未知物的分子结构， 而后需经验证才能确认。
①根据所得结构式计算不饱和度，与由分子式计算的不 饱和度应一致。
5．红外吸收光谱 用未知物的红外吸收光谱主要推测其 类别及可能具有的官能团等。
解析重点： 羰基峰是红外吸收光谱上最重要的吸收峰(在1700cm-1左
右的强吸收峰)，易辨认。其重要性在于含羰基的化合 物较多，其次是羰基在1H-NMR上无其信号。 氰基(2240cm－l左右)等不含氢的官能团，在1H-NMR上也 无信号； 此时IR是1H-NMR的补充。
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紫外吸收光谱(UV)
主要用于提供分子的芳香结构和共轭体系信息。 是否是不饱和化合物？ 是否具有芳香环结构等化合物的骨架信息。
紫外吸收光谱虽然可提供某些官能团的信息？ 是否含有醛基、酮基、羧基、酯基、炔基、烯基等生色团 与助色团。 但特征性差，在综合光谱解析中一般可不予以考虑。 紫外吸收光谱法主要用于定量分析。
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二、综合光谱解析的顺序与重点
1．了解样品 来源： 天然品、合成品、三废样品等、 物理化学性质与物品理化学参数：
物态、熔点、沸点、旋光性、折射率、溶解度、极 性、灰分等，
可提供未知物的范围，为光谱解析提供线索。一般 样品的纯度需大于98％，此时测得的光谱，才可与标 准光谱对比。
化合物有C6H5-C=O基团(C7H5O)，分子式为C9Hl0O，则 剩余基团为C2H5。
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• ③UV表明存在苯环。 • ④MS表明：分子离子峰m/Z=134，碎片离子峰m/z=77，
第五章 综合解析
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本章学习要求
• 了解有机化合物结构分析的一般 程序。
• 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。
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综合波谱解析法
• 定义：利用未知物（纯物质）的 质谱（MS) 紫外吸收光谱 (UV) 红外吸收光谱 (IR) 核磁共振氢谱 (1H-NMR)
进行综合解析，确定未知物分子结构的方法
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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。
(1)紫外光谱： 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。
结论：具有共轭体系或芳香体系
综合解析：
① 根据分子式C9Hl0O，计算不饱和度为5，推测化合 物可能含有苯环(不饱和度为4)
位置、距离；结构异构与立体异构(几何异构、光学异构、
构象)等)。
三方面的结构信息。
四大光谱综合波谱解析
• 一般情况，由IR、1H-NMR及MS三种光谱提供的数 据，即可确定未知物的化学结构。特殊情况，还可以 辅助以其它光谱
• 在进行综合光谱解析时，不可以一种光谱“包打天 下”，各有所长，取长补短，相互配合、相互补充。
二、综合光谱解析的顺序与重点
2．确定分子式 由质谱获得的分子离子峰的精密质量数或同位素峰强 比确定分子式。必要时，可配合元素分析。质谱碎片 离子提供的结构信息，有些能确凿无误地提供某官能 团存在的证据，但多数信息留作验证结构时用。
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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
主要用于确定化合物的分子量、分子式。 质谱图上的碎片峰可以提供一级结构信息。
对于一些特征性很强的碎片离子，如烷基取代苯的m／z 91的苯甲离子及含γ 氢的酮、酸、酯的麦氏重排离子 等，由质谱即可认定某些结构的存在。 质谱的另一个主要功能是作为综合光谱解析后，验证 所推测的未知物结构的正确性。
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光谱？非光谱？
• 质谱虽非光谱，因其与光谱的密切关系， 且确定未知物的分子量与分子式是进行综 合光谱解析时，首先要知道的问题。加之 质谱仪的质量色散与光谱仪的复光色散有 某些类似之处，因此习惯上也把它视为一 种光谱。
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2源自文库15/4/29
一、各种光谱的在综合光谱解 析中的作用
质 谱 (MS)
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)。
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(2)红外光谱： 实验条件：液膜法。图谱主要结果：
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②IR表明：
• 1688cm-1有吸收，表明有-C=O，此吸收与正常羰基相比 有一定红移，推测此-C=O可能与其他双键或π键体系共轭。
• 2000-1669 cm-1有吸收,有泛频峰形状表明可能为单取代苯。 • 1600cm-1，1580cm-1，1450cm-1有吸收，表明有苯环存在。 • 746 cm-1，691 cm-1有吸收表明可能为单取代苯。故推测
②按裂解规律，查对所拟定的结构式应裂解出的主要碎 片离子，是否能在MS上找到相应的碎片离子峰。
③核对标准光谱或文献光谱。 若上述三项核对无误，则所拟定的结构式可以确认。
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 在下面列出的几个未知化合物中，提供了它们的
UV、IR、MS、1H-NMR谱图或部分谱图。
主要提供未知物具有哪些官能团、化合物的类别 (芳香族、脂肪族；饱和、不饱和)等。
提供未知物的细微结构，如直链、支链、链长、 结构异构及官能团间的关系等信息，但在综合光 谱解析中居次要地位。
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核磁共振氢谱(1H-NMR)
• 主要提供化合物中所含 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，如连结方式、
6．核磁共振氢谱的解析顺序 首先确认孤立甲基及类型，以积分高度，计算出氢分布。 其次是解析共振吸收峰，确定归属。 最后解析谱图上的偶合部分，根据偶合常数、峰分裂情况 及形状推测结构信息。
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7.验证 根据综合光谱解析，拟定出未知物的分子结构， 而后需经验证才能确认。
①根据所得结构式计算不饱和度，与由分子式计算的不 饱和度应一致。
5．红外吸收光谱 用未知物的红外吸收光谱主要推测其 类别及可能具有的官能团等。
解析重点： 羰基峰是红外吸收光谱上最重要的吸收峰(在1700cm-1左
右的强吸收峰)，易辨认。其重要性在于含羰基的化合 物较多，其次是羰基在1H-NMR上无其信号。 氰基(2240cm－l左右)等不含氢的官能团，在1H-NMR上也 无信号； 此时IR是1H-NMR的补充。
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紫外吸收光谱(UV)
主要用于提供分子的芳香结构和共轭体系信息。 是否是不饱和化合物？ 是否具有芳香环结构等化合物的骨架信息。
紫外吸收光谱虽然可提供某些官能团的信息？ 是否含有醛基、酮基、羧基、酯基、炔基、烯基等生色团 与助色团。 但特征性差，在综合光谱解析中一般可不予以考虑。 紫外吸收光谱法主要用于定量分析。
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二、综合光谱解析的顺序与重点
1．了解样品 来源： 天然品、合成品、三废样品等、 物理化学性质与物品理化学参数：
物态、熔点、沸点、旋光性、折射率、溶解度、极 性、灰分等，
可提供未知物的范围，为光谱解析提供线索。一般 样品的纯度需大于98％，此时测得的光谱，才可与标 准光谱对比。
化合物有C6H5-C=O基团(C7H5O)，分子式为C9Hl0O，则 剩余基团为C2H5。
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• ③UV表明存在苯环。 • ④MS表明：分子离子峰m/Z=134，碎片离子峰m/z=77，
第五章 综合解析
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本章学习要求
• 了解有机化合物结构分析的一般 程序。
• 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。
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综合波谱解析法
• 定义：利用未知物（纯物质）的 质谱（MS) 紫外吸收光谱 (UV) 红外吸收光谱 (IR) 核磁共振氢谱 (1H-NMR)
进行综合解析，确定未知物分子结构的方法
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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。
(1)紫外光谱： 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。
结论：具有共轭体系或芳香体系
综合解析：
① 根据分子式C9Hl0O，计算不饱和度为5，推测化合 物可能含有苯环(不饱和度为4)
位置、距离；结构异构与立体异构(几何异构、光学异构、
构象)等)。
三方面的结构信息。
四大光谱综合波谱解析
• 一般情况，由IR、1H-NMR及MS三种光谱提供的数 据，即可确定未知物的化学结构。特殊情况，还可以 辅助以其它光谱
• 在进行综合光谱解析时，不可以一种光谱“包打天 下”，各有所长，取长补短，相互配合、相互补充。
二、综合光谱解析的顺序与重点
2．确定分子式 由质谱获得的分子离子峰的精密质量数或同位素峰强 比确定分子式。必要时，可配合元素分析。质谱碎片 离子提供的结构信息，有些能确凿无误地提供某官能 团存在的证据，但多数信息留作验证结构时用。
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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
主要用于确定化合物的分子量、分子式。 质谱图上的碎片峰可以提供一级结构信息。
对于一些特征性很强的碎片离子，如烷基取代苯的m／z 91的苯甲离子及含γ 氢的酮、酸、酯的麦氏重排离子 等，由质谱即可认定某些结构的存在。 质谱的另一个主要功能是作为综合光谱解析后，验证 所推测的未知物结构的正确性。
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光谱？非光谱？
• 质谱虽非光谱，因其与光谱的密切关系， 且确定未知物的分子量与分子式是进行综 合光谱解析时，首先要知道的问题。加之 质谱仪的质量色散与光谱仪的复光色散有 某些类似之处，因此习惯上也把它视为一 种光谱。
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2源自文库15/4/29
一、各种光谱的在综合光谱解 析中的作用
质 谱 (MS)
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)。
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(2)红外光谱： 实验条件：液膜法。图谱主要结果：
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②IR表明：
• 1688cm-1有吸收，表明有-C=O，此吸收与正常羰基相比 有一定红移，推测此-C=O可能与其他双键或π键体系共轭。
• 2000-1669 cm-1有吸收,有泛频峰形状表明可能为单取代苯。 • 1600cm-1，1580cm-1，1450cm-1有吸收，表明有苯环存在。 • 746 cm-1，691 cm-1有吸收表明可能为单取代苯。故推测
②按裂解规律，查对所拟定的结构式应裂解出的主要碎 片离子，是否能在MS上找到相应的碎片离子峰。
③核对标准光谱或文献光谱。 若上述三项核对无误，则所拟定的结构式可以确认。
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 在下面列出的几个未知化合物中，提供了它们的
UV、IR、MS、1H-NMR谱图或部分谱图。