谱图综合解析的方法
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2020/10/28
4) 通过谱图解析确定存在的官能团以及结构单元
(1) 红外光谱
IR能给出大部分官能团和某些结构单元存在的信息，从谱图 特征区可以清楚地观察到存在的官能团，从指纹区的某些相 关峰也可以得到某些官能团存在的信息。
(2) 有机质谱
MS除了能够给出分子式和相对分子量的信息，还可以根据 谱图中出现的系列峰﹑特征峰﹑重排峰和高质量区碎片离 子峰确定结构单元
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(3) 红外光谱
IR中由于邻接基团性质以及连接方式会使基团的特 征频率发生位移，因此可根据频率位移考虑邻接基 团的性质（共轭基团或电负性基团取代）以及确定 连接方式。
(4)碳核磁共振谱
13C NMR中碳核的化学位移（δ）及其是否表现出 分子具有整体对称性和局部对称性对确定取代基位 置也具有一定的作用；
某种波谱分析可能会产生反映某个原子团或官能团存在最明 显的谱峰,进而得出某个官能团明显存在的结论，对进一步 的谱图综合解析工作具有至关重要的意义.
2020/10/28
3)分子式的确定及不饱和度的计算
采用高分辨质谱分析可以获得分子的精确分子量 并给出分子式; 通过元素分析数据可以求出化合物的分子式 ; 低分辨质谱可以获得整数分子量数据，借助同位 素峰的相对强度根据Beynon表也可以得到化合物的 分子式; 通过谱图综合解析获得基本结构单元,进而获得 分子式; 根据确定的分子式计算出该化合物的不饱和度 .
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TT
T
QBaidu Nhomakorabea
解答：
1．确定分子量和分子式 质谱得到M=115（-15是合理碎片），应含奇数氮原子。 由元素分析 C∶H∶N∶O=6∶13∶1∶1 实验式 C6H13 ON 分子量=115 刚好一致； 分子式 C6H13 ON
2．不饱和度与不饱和类型 F=1 IR，H-NMR，C-NMR都未发现不饱和基团，1个不饱和度 应为环结构。
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5) 确定结构单元连接方式并组成几个可能的结构
(1)质子核磁共振谱
1H NMR中氢核化学位移（δ）和偶合裂分峰常常 是确定邻近基团和连接方式的重要依据；
(2) 有机质谱
MS中主要碎片离子和分子离子以及它们之间的质 量差﹑亚稳离子﹑重要的重排离子都可能提供官能 团以及结构单元相互连接的信息；
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2. 综合解析的步骤
1) 解析前应了解尽可能多的信息
首先了解样品的来源和纯度; 纯物质要了解其熔点、沸点、溶解性能等物理化学性 质以及用其它分析手段所测得的数据（如分子量、元素 分析数据）等; 混合物需要精制后才能进行光波谱分析,或采用一些联 用技术分析 .
2) 初步观察各种谱图并得出一些明显的结论
(3) 紫外光谱
UV可以确定由不饱和基团形成的大共轭体系，当吸收具有精 细结构时可知含有芳环结构，对结构单元的确定给予补充和 辅证。
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(4)质子核磁共振谱
1H NMR根据分子中处于不同环境氢核的化学位移（δ）和氢 核之间的偶合常数（J）确定分子中存在的自旋系统，与13C NMR 数据作相应的关联确定自旋系统对应的结构单元；
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6) 确定正确结构
以上一步所推出的各种可能结构为出发点，综合 运用所掌握的实验资料，对各种可能的结构逐一对 比分析，采取排除解析方法确定正确结构。 如果对某种结构几种谱图的解析结果均很满意， 说明该结构是合理的和正确的 . 7) 结构验证
(1)质谱验证
正确的分子结构一定能写出合理的质谱断裂反应，运用质 谱断裂机制是验证分子结构正确与否的重要判断方法。
(5)碳核磁共振谱
13C NMR中处于不同环境碳核的化学位移（δ）反映了分 子中碳—氢﹑碳—杂和碳—碳之间的关系，13C NMR可以 获得碳原子的个数及所连氢原子的个数，能给出多数官能 团存在的结构信息。
(6)二维核磁共振谱
COSY可以得到分子中相邻碳上的氢1H—1H（3JHH）之间的 偶合关系；HETCOR（或HMQC，HSQC）可以把直接相连 的碳和氢关联起来；COLOC和HMBC等可以获得13C—1H长 程偶合的信息，把季碳原子和其它碳氢基团关联起来。
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IR: 3030cm-1,1600 cm-1,1500 cm-1.
R 1H: 7.2ppm
13C: 120-140ppm UV: E,B吸收带。 MS：m/z=77,51,……
=91,65, ……
CH CH3 CH3
IR: 1380 cm-1裂分等高双峰。 1H: 双峰，多重峰。 13C: 双峰，四重峰。
3．官能团和部分结构 IR：3500～1500cm-1除2800～2960 cm-1以外没有吸收，说 明没有重键、N-H、 O-H等结构，分子中的氧、氮均以单 键与碳相联。
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C-NMR：宽带去偶图上只有四类碳说明分子有对称结构， 偏共振去偶图中处于50～70ppm的3种亚甲基受中等去 屏蔽，表示碳与氮、氧原子相连，1个甲基在高场，为 C-CH3结构。 MS：M－15表示可能含有甲基； H-NMR ： 由 低 场 到 高 场 的 积 分 比 为 4∶6∶3 ， 其 中 4H 以 CH20存在，6H以CH2N存在；1.18为CH3，裂分为三重 峰，有CH3CH2结构； 4．推定分子结构式 分子中有1个环结构，没有其它不饱和类型，氧和氮原 子上都没质子，同时C-NMR表明分子对称，结构为：
谱图综合解析
谱图综合解析的 方法及步骤
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1. 综合解析的方法
了解每一种有机光波谱分析方法的特点，以及 从哪个侧面了反映分子骨架和部分结构（基团或 原子团）的信息. 不同分析方法获得的信息和数据在彼此相互补 充和印证的基础上进行综合解析.
综合解析不一定追求四大谱谱图齐备，重要的 是在结构分析的每一阶段工作中必须明确已解决 和遗留的问题，而后根据分析方法的特点和它所 能提供信息的性质，选用合适的手段去解决剩余 结构问题。
(2)标准谱图验证
通过与标准谱图对照分析,确定谱图上峰的个数、位置、形 状及强弱次序是否与标准谱图一致 .
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3 四种图谱综合解析实例
例1 样品的元素分析为C：62.6%，H：11.4%，N：2.3%； 四谱结果如下，试推测分子结构。
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4) 通过谱图解析确定存在的官能团以及结构单元
(1) 红外光谱
IR能给出大部分官能团和某些结构单元存在的信息，从谱图 特征区可以清楚地观察到存在的官能团，从指纹区的某些相 关峰也可以得到某些官能团存在的信息。
(2) 有机质谱
MS除了能够给出分子式和相对分子量的信息，还可以根据 谱图中出现的系列峰﹑特征峰﹑重排峰和高质量区碎片离 子峰确定结构单元
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(3) 红外光谱
IR中由于邻接基团性质以及连接方式会使基团的特 征频率发生位移，因此可根据频率位移考虑邻接基 团的性质（共轭基团或电负性基团取代）以及确定 连接方式。
(4)碳核磁共振谱
13C NMR中碳核的化学位移（δ）及其是否表现出 分子具有整体对称性和局部对称性对确定取代基位 置也具有一定的作用；
某种波谱分析可能会产生反映某个原子团或官能团存在最明 显的谱峰,进而得出某个官能团明显存在的结论，对进一步 的谱图综合解析工作具有至关重要的意义.
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3)分子式的确定及不饱和度的计算
采用高分辨质谱分析可以获得分子的精确分子量 并给出分子式; 通过元素分析数据可以求出化合物的分子式 ; 低分辨质谱可以获得整数分子量数据，借助同位 素峰的相对强度根据Beynon表也可以得到化合物的 分子式; 通过谱图综合解析获得基本结构单元,进而获得 分子式; 根据确定的分子式计算出该化合物的不饱和度 .
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解答：
1．确定分子量和分子式 质谱得到M=115（-15是合理碎片），应含奇数氮原子。 由元素分析 C∶H∶N∶O=6∶13∶1∶1 实验式 C6H13 ON 分子量=115 刚好一致； 分子式 C6H13 ON
2．不饱和度与不饱和类型 F=1 IR，H-NMR，C-NMR都未发现不饱和基团，1个不饱和度 应为环结构。
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5) 确定结构单元连接方式并组成几个可能的结构
(1)质子核磁共振谱
1H NMR中氢核化学位移（δ）和偶合裂分峰常常 是确定邻近基团和连接方式的重要依据；
(2) 有机质谱
MS中主要碎片离子和分子离子以及它们之间的质 量差﹑亚稳离子﹑重要的重排离子都可能提供官能 团以及结构单元相互连接的信息；
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2. 综合解析的步骤
1) 解析前应了解尽可能多的信息
首先了解样品的来源和纯度; 纯物质要了解其熔点、沸点、溶解性能等物理化学性 质以及用其它分析手段所测得的数据（如分子量、元素 分析数据）等; 混合物需要精制后才能进行光波谱分析,或采用一些联 用技术分析 .
2) 初步观察各种谱图并得出一些明显的结论
(3) 紫外光谱
UV可以确定由不饱和基团形成的大共轭体系，当吸收具有精 细结构时可知含有芳环结构，对结构单元的确定给予补充和 辅证。
2020/10/28
(4)质子核磁共振谱
1H NMR根据分子中处于不同环境氢核的化学位移（δ）和氢 核之间的偶合常数（J）确定分子中存在的自旋系统，与13C NMR 数据作相应的关联确定自旋系统对应的结构单元；
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6) 确定正确结构
以上一步所推出的各种可能结构为出发点，综合 运用所掌握的实验资料，对各种可能的结构逐一对 比分析，采取排除解析方法确定正确结构。 如果对某种结构几种谱图的解析结果均很满意， 说明该结构是合理的和正确的 . 7) 结构验证
(1)质谱验证
正确的分子结构一定能写出合理的质谱断裂反应，运用质 谱断裂机制是验证分子结构正确与否的重要判断方法。
(5)碳核磁共振谱
13C NMR中处于不同环境碳核的化学位移（δ）反映了分 子中碳—氢﹑碳—杂和碳—碳之间的关系，13C NMR可以 获得碳原子的个数及所连氢原子的个数，能给出多数官能 团存在的结构信息。
(6)二维核磁共振谱
COSY可以得到分子中相邻碳上的氢1H—1H（3JHH）之间的 偶合关系；HETCOR（或HMQC，HSQC）可以把直接相连 的碳和氢关联起来；COLOC和HMBC等可以获得13C—1H长 程偶合的信息，把季碳原子和其它碳氢基团关联起来。
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IR: 3030cm-1,1600 cm-1,1500 cm-1.
R 1H: 7.2ppm
13C: 120-140ppm UV: E,B吸收带。 MS：m/z=77,51,……
=91,65, ……
CH CH3 CH3
IR: 1380 cm-1裂分等高双峰。 1H: 双峰，多重峰。 13C: 双峰，四重峰。
3．官能团和部分结构 IR：3500～1500cm-1除2800～2960 cm-1以外没有吸收，说 明没有重键、N-H、 O-H等结构，分子中的氧、氮均以单 键与碳相联。
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C-NMR：宽带去偶图上只有四类碳说明分子有对称结构， 偏共振去偶图中处于50～70ppm的3种亚甲基受中等去 屏蔽，表示碳与氮、氧原子相连，1个甲基在高场，为 C-CH3结构。 MS：M－15表示可能含有甲基； H-NMR ： 由 低 场 到 高 场 的 积 分 比 为 4∶6∶3 ， 其 中 4H 以 CH20存在，6H以CH2N存在；1.18为CH3，裂分为三重 峰，有CH3CH2结构； 4．推定分子结构式 分子中有1个环结构，没有其它不饱和类型，氧和氮原 子上都没质子，同时C-NMR表明分子对称，结构为：
谱图综合解析
谱图综合解析的 方法及步骤
2020/10/28
1. 综合解析的方法
了解每一种有机光波谱分析方法的特点，以及 从哪个侧面了反映分子骨架和部分结构（基团或 原子团）的信息. 不同分析方法获得的信息和数据在彼此相互补 充和印证的基础上进行综合解析.
综合解析不一定追求四大谱谱图齐备，重要的 是在结构分析的每一阶段工作中必须明确已解决 和遗留的问题，而后根据分析方法的特点和它所 能提供信息的性质，选用合适的手段去解决剩余 结构问题。
(2)标准谱图验证
通过与标准谱图对照分析,确定谱图上峰的个数、位置、形 状及强弱次序是否与标准谱图一致 .
2020/10/28
3 四种图谱综合解析实例
例1 样品的元素分析为C：62.6%，H：11.4%，N：2.3%； 四谱结果如下，试推测分子结构。
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