第十期浅析化合物的结构解析

第十期浅析化合物的结构解析

2014-03-06蒋竞波谱分析

浅析化合物的结构解析

1）今天想粗浅的说说利用常见的波谱实现化合物的结构解析，一般来说我们经常用到的手段主要有，IR(红外光谱)，MS（质谱，现在使用高分辨质谱比较的高），1HNMR（一维核磁氢谱），13CNMR(一维碳谱), DEPT (135dgeree,90degree, 45 degree), H-HCOSY, HMQC(HSQC), HMBC

2）IR，主要用作一些官能团的推测，比如羟基OH,羰基，等，比如羟基在3100-3500的区间会出现比较宽而遁的峰，羰基在1600-1700之间会有很锐的吸收，另外IR还会与化合物的晶型相关，也就是说如果结构完全一致的情况下，如果晶型不同，IR会有一些差异，由于红外获得的结构信息相对较少，在结构解析里面慢慢的用得也少了，而晶型相关

的这个用途也慢慢的被XRPD代替，不过由于历史原因，，IR对于drug 还是一个必备数据，几乎各国的药典里面都需要报告IR，由于相对低廉的价格一些比较小的企业用IR做Identificaiton的用途。

3）1HNMR目前是应用相对最多的一个核磁，它主要提供给我们三个信息，一个是化学位移，这个主要是用来区分H的种类，通过这个我们可以大致的判断出，这个氢是烷H，烯H,芳H，醛H，第二个是积分面积，面积代表的是H的个数，表明这个位置是几个H,第三个是耦合常数，耦合常数可以给我们带来一些H与H之间的连接方式，这个里面有一个经典的n+1规则，以及耦合是相互的原则。

4）13CNMR，DEPT(135dgeree,90degree,)主要给出的是化合物里面C的个数（严格意义上说是C的种类数），化合物里面有多少CH2,多少CH3,多少季碳，多少CH，简单来说它是怎么实现区分的，常规13CNMR，化合物里面所有不化学等价的C核都会出一个峰，而DEPT135里面，季碳不出峰，CH2出峰朝下，CH,CH3出峰朝上，在DEPT90里面只有CH出峰，这样三个谱图一个比对，就能很准确的区分季碳，CH,CH2,CH3了。

5）HMQC(HSQC)它解决的是C和氢直接连接的关系，通过他，我们就能准确知道，那个C直接那个H相连接，其实这个也能从间接意义上帮我们获得化合物里面季碳，CH,CH2,CH3的信息，特别是对于一些H裂分很远的情况，对于结构归属意义重大，

6）HHcosy，两个H之间在3个键以内，在谱图上有一个交叉点，偶尔也会遇到4键有信号的情况，（这种情况少见，一般里面会有一个双键），通过这个可以帮助我们将结构里面的含有H的碎片（CH,CH2,CH3）连接起来，对于季碳的连接方式有的时候信息就不够了，要靠猜了，那么季碳和杂原子连接情况可以通过HMBC来解决

7）HMBC解决了C与H的相关，当C于H的距离是2个键或者3个键的时候，他们就会有一个交叉信号，这里面的三个键包括杂原子也可以，有的时候羟基上的H也能找到预期距离为2到3个键的C相关（羟基要出峰特别锐的时候能观察到），偶尔也会碰得到C和H满足2到3键距离确找不到HMBC信号的情况（具体原因还不大清楚，不知道有那个大神能解决一下这个原因，有人说是H和C的空间角度接近90度所致）

8）说了这么多咱们真刀真枪来解析一个化合物，这个化合物是摘自《波谱分析》这本书上的一个例题page 438-440, (这本书写的很不错，是CRO巨头药明康德翻译，我有电子版，需要的可以联系我)

step 1看看MS

这个MS是用个EI离子源做出来的，比较碎，我们大致可以获得的信息是这个化合物的可能分子量是200，化合物中含有两个比较容易掉下来的碎片一个是15，一个是17,推测，其可能含有一个CH3（15），和一个OH（17）

step 2来看看它的红外吧

3518的钝峰是典型的羟基峰，1728是典型的羰基峰，推测化合物中含有羰基

Step 3 来看看它的HNMR吧

从1.5和4.2的两个峰，一个是三重峰一个是四重峰（典型的n+1耦合峰），对应面积分别为3和2，可以推断化合物中含有OCH2CH3的碎片，1.7和1.25的3个H的峰是两个CH3峰，且两个甲基都连接在季碳或者杂原子上，（因为其为单峰没有发生裂分）

step 4 来看看13CNMR，DEPT(135dgeree,90degree,)

最下面的是常规C谱，中间的是DEPT135,最上面的是DEPT90，比对这三个谱图，我们可以获得化合物含C种类数为11，其中季碳3个，CH 0个，CH2, 5个，CH3三个，再根据化学位移的范围可以知道，3个季碳里面174左右的为羰基，140左右的为烯双键碳，110的为烯CH2碳，

step 5 看看它的HMQC谱图

这个谱图主要给出的信息是2.5 ppm裂分的H是连在同一个碳上，以及3.5那个单峰，因为无C与其相关，可以肯定为羟基，以及那个H是属于那个C的，这个对于后面的HMBC解析直观重要

step 6 通过HHcosy以及HMBC将这些片段串联起来

这个HMBC的突破点在3.5 左右的OH上面，综合上述谱图信息，在HMBC 里面，3.5的OH与一个 26的单峰CH3相关，71的季碳相关，40和44的两个CH2相关，可以货得化合物中有如下片段，

在根据170的羰基与前面推测处理的OCH2CH3的HMBC的信号关系，羰基与CH2相关，而与CH3不相关，可以确定他们的连接关系是

O=C-O-CH2CH3，然后再根据羰基与44的C上的H相关，就可以实现上面两个片段连接起来了即

然后通过146烯键的季碳与两个32C和23C相关，以及他们之间的

H-Hcosy最终将结构连接起来最终确定结构为，

解析谱图还是很有意思的，下面把这个结构的归属详情附给大家

大家发现没有，6（146的季碳）号的碳与7号碳（110的 CH2）上的H 在HMBC上只有两个键的距离，却没有HMBC相关信号，（难道这就是传说中的90度角吗，有没有大神可以解释呢）

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蒋竞 06-Mar-2014微信公众号：波谱分析