结构研究法

三、结构研究中采用的主要方法 1.确定分子式，计算不饱和度 a.元素定量分析配合分子量测定 元素定性分析，如钠融法，分析化合物 中含有几种元素。 元素定量分析—确定各元素百分含量， 根据倍比定律确定分子中的原子比 分子量测定：冰点下降法、沸点上升法、 粘度法、凝胶滤过法及质谱法。
• 刺果甘草中分离的一白色结晶 • 元素定性分析：含有C,H,O • 元素定量分析: C 79.35%,H 10.21%,O 10.44% • 原子比为10.16：15.58：1，约化为 10：16：1 • 质谱得到其分子量为456 • 所以最后确定其分子式为C30H48O3
• 此外还有同核去偶、重氢交换，加入 反应试剂、及各种双照射技术等许多 帮助结构分析的辅助技术。
（2） 13C-核磁共振（13C-NMR） 脉冲傅立叶变换核磁共振技术及计算 机的引入，才使13C-NMR得以投入实 际应用。 1 3 C-NMR 在 确 定 化 合 物 结 构 时 比 1 H– NMR起着更为重要的作用。
2.质谱法 常用的质谱有：电子轰击质谱（ EI MS）、场解析电离质谱（FD-MS）、 快原子轰击质谱（FAB-MS）、电喷雾 电离质谱（ESI-MS）等。 质谱常用于确定分子量，并可求算分 子式和提供其它结构信息。
3.红外光谱 利用分子中价键的伸缩及弯曲振动在 4000~625cm-1红外区域引起的吸收， 而测得的吸收图谱。 包括特征频率区和指纹区 可用于鉴别羟基、氨基、双键、芳环 等特征官能团以及芳环取代类型。
b.同位素丰度比法 c.高分辨质谱（HR-MS）法 HR-MS还可以给出化合物的精确分 子量。 从氢核磁共振波谱和碳核磁共振波 谱中可直接获得碳氢的个数，再结 合质谱给出的分子量的信息，就可 以得到氧的个数，用这种方法也能 确定化合物的分子式。
d.不饱和度 u=Ⅳ － Ⅰ/2 ＋ Ⅲ/2 ＋1 Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ分别代表一、三、四价原 子的数目。
结构研究法
• 化合物的纯度测定 • 结构研究的主要程序 • 结构研究中采用的主要方法
一、化和物的纯度测定 方法：检查有无均匀一致的晶形，有 无明确、敏锐的熔点（熔距一般为 1~2℃）及色谱法。其中色谱法包括： TLC、PC、GC、HPLC。
二、结构研究的主要程序 1.初步推断化合物类型 2.测定分子式，计算不饱和度。 3.确定分子式中含有的官能团，或结 构片段，或基本骨架。 4.推断并确定分子的平面结构 5.推断并确定分子的主体结构（构型、 构象）
•
化学位移，异核偶合常数（JCH）及 弛豫时间（T1），其中我们常应用 的是化学位移。 • 13C-NMR谱中13C- 13C之间的偶合 很弱，一般不予考虑，而1H-13C之 间的偶合作用却很强。
13C-NMR中常应用的参数是碳核的
• 常见的13C-NMR谱类型及其特征 a.噪音去偶谱（全氢去偶或宽带去偶） 采用宽频电磁辐射照射1H，使其对13C 偶合全部消除，13C信号以单峰形式出 现，对于判断其化学位移十分方便。
质子数： • 过去是根据氢谱的上峰的积分面积并 结合已知的分子式求得每个信号所相 当的氢的个数，现在1H–NMR可以直 接给出每个信号代表的质子的个数， 并可以直接获得分子中总的质子数。
信号的裂分及偶合常数： • 磁不等同的两个或两组1H核在一定距 离内会因相互自旋偶合干扰而使信号 发生裂分，而出现单峰，双峰，多重 峰等。裂分间的距离称为偶合常数。 其大小取决于间隔键的距离。按间隔 键的多少可分为偕偶、邻偶及远程偶 合。
特征区
指纹区
羟基
羰基
4.紫外-可见吸收光谱 由电子能级跃迁产生的吸收图谱，在 200~700nm范围内 含有共轭双键、发色团及具有共轭体 系的助色团分子的化合物具有紫外-可 见吸收。 主要用来推断化合物的骨架类型。
5.核磁共振波谱（NMR） • 核磁共振波谱是化合物分子在磁场中 受到另一射频磁场的照射，当照射场 的频率等于原子核在外磁场的回旋频 率时，有磁距的原子核就会吸收一定 的能量产生能级的跃迁，即发生核磁 共振，以吸收峰的频率对吸收强度作 图所得到的图谱。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
• 化学位移（δ ）：是指1H核因为周围化学 环境的不同，其外围电子云密度，以及 绕核旋转时产生的磁的屏蔽效应也就不 同。在一定的外磁场作用下其回旋频率 也不同，因而需要相应频率的射频磁场 才能发生共振而得到吸收信号。这些信 号将会出现在不同的区域，我们在实际 应用当中以四甲基硅烷TMS为内标物， 将其化学位移定为0，测定各质子共振频 率与它的相对距离，这个相对值就是质 子的化学位移值。
b.选择氢核去偶及远程选择氢核去偶： 对某个氢核进行选择性照射，以消除 其偶合影响，与之相关联的13C信号发 生改变，根据峰的裂分变化情况，结 合化学位移，可以推断分子中存在的 片段结构。
c.DEPT谱： 通过改变照射1H核的脉冲宽度（θ ） 或设定不同的弛豫时间，使不同类型 的13C在图谱上呈现单峰并分别呈现正 向峰或倒置峰。
• 1H–NMR和13C-NMR，能提供分子 中有关氢及碳原子的类型、数目、互 相连接方式、周围化学环境以及构型、 构象等结构信息。在进行中药有效成 分的结构测定时，NMR谱与其它光谱 相比其作用更为重要。
（1） 1H-核磁共振（1H –NMR） 1H –NMR通过测定化学位移（δ ）、 质子数以及裂分情况（重峰数及偶合 常数J）可以得出分子中1H 的类型、 数目及相邻原子或原子团的信息。
• 文献检索、调研工作贯穿结构研究 工作的整个过程。 • 利用中、外文主题索引按中药拉丁 文学名进行检索，来获得已分出化 合物的种类、个数、性质、用到的 提取方法、提取溶剂、色谱的溶剂 系统、生物活性等信息。
• 获得文献后，最好整理成一览表以方 便检索比较。 • 已知化合物，还需做混合熔点测定和 混合的IR光谱；未知化合物，需按测 定程序进行，如有不对称中心，还需 测定绝对构型。
θ = 45˚ 时 θ = 90˚ 时
季C信号消失，其它都向上 季C信号消失 CH3 , CH2信号消失 CH↑ θ = 135˚ 时 季C信号消失 CH3, CH ↑ CH2 ↓