综合波谱解析法PPT课件
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
方式、位置、距离；结构异构与立体异构(几何异构、光
学异构、构象)等。
04.08.2020
.
7
核磁共振碳谱在综合光谱解析中的作用
核磁共振碳谱(13C—NMR)碳谱与氢谱类似，也 可提供化合物中
1.碳核的类型、
2.碳分布 、
3.核间关系三方面结构信息。
主要提供化合物的碳“骨架”信息。
碳谱的各条谱线一般都有它的惟一性，能够迅 速、正确地否定所拟定的错误结构式。碳谱对
04.08.2020
.
6
核磁共振氢谱在综合光谱解析中的作用
核磁共振氢谱(1H—NMR) 在综合光谱解析中主 要提供化合物中下列三方面的结构信息。
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
偏共振谱(off resonance de-coupling，OFR，
部分除去氢干扰)可提供碳的类型。因为C与相
连的H偶合也服从n+1律，由峰分裂数，可以 确定是甲基、 亚甲基、次甲基或季碳。例如在 偏共振碳谱中CH3、CH2、CH与季碳分别为四 重峰(q)、三重峰(t)、二重峰(d)及单峰(s)。
由COM谱识别碳的类型和季碳。
由DEPT谱确认CH3、CH2及CH； 具有复杂化学结构的未知物，还需测定
碳—氢相关谱或称碳－氢化学位移相关谱， 它是二维核磁共振谱(2D-NMR )的一种,提 供化合物氢核与碳核之间的相关关系,测定 细微结构。
04.08.2020
.
15
碳谱与氢谱之间关不系能测--定-互不 相补充
峰，只有季Biblioteka Baidu信号消失。 以取代偏共振去偶谱中同一朝向的多重谱线。
04.08.2020
.
11
DEPT谱图A、B、C谱：
04.08.2020
.
12
DEPT谱图R、Q及P谱：
还可以通过A、B及C谱的加减处理，而 得DEPT的R、Q及P谱，分别只呈现CH3、 CH2及CH的信号，而且都呈现向上的单 一谱线。
含氢的官能
氢谱不足
团
碳谱补充
对于含碳较多的 有机物，烷氢的 化学环境类似， 而无法区别
给出各种含碳官能团 的信息，几乎可分辨 每一个碳核，
光谱简单易辨认
04.08.2020
.
16
碳谱与氢谱可互相补充
碳谱不足
COM谱的峰高， 常不与碳数成 比例
氢谱补充
氢谱峰面积的积分 高度与氢数成比例
04.08.2020
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。
04.08.2020
.
5
红外吸收光谱在综合光谱解析中的作用
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。
由于DEPT谱的定量性很强，因此不仅可 鉴别碳原子的类型，而且可判断碳原子 的数目，对于光谱解析十分有利。DEPT 已成为13C—NMR测定中的常规内容。
04.08.2020
.
13
DEPT谱图R、Q及P谱：
04.08.2020
.
14
核磁共振碳谱在综合光谱解析中的作用
目前在碳谱实际测定工作中，主要是测定 COM及DEPT谱:
04.08.2020
.
2
一、各种光谱的在
综合光谱解析中的作用
04.08.2020
.
3
质谱在综合光谱解析中的作用
质谱(MS) 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。
综合波谱解析法
04.08.2020
.
1
综合波谱解析法
定义：利用未知物（纯物质）的 质谱（EI、CI、FI、FAB）、 紫外吸收光谱、 红外吸收光谱、 核磁共振氢谱、 核 磁 共 振 碳 谱 (COM 、 OFR 、 SEL 、 DEPT)等光谱，进行综合解析，确定未知物 分子结构的方法，称为综合光谱解析法。
.
17
碳谱与氢谱可互相补充
氢谱不能测定不含氢的官能团，如羰基、氰基等； 对于含碳较多的有机物，如甾体化合物、萜类化 合物等，常因烷氢的化学环境类似，而无法区别， 是氢谱的弱点。
碳谱弥补了氢谱的不足，碳谱不但可给出各种含 碳官能团的信息，且光谱简单易辨认，对于含碳 较多的有机物，有很高的分辨率。当有机物的分 子量小于500时，几乎可分辨每一个碳核，能给出 丰富的碳骨架信息。
04.08.2020
.
9
核磁共振碳谱在综合光谱解析中的作用
在碳谱中（续）: DEPT谱 (distortionless enhancement
by polarization transfer，无畸变增强
极化转移技术) ,
大大提高对13C核的观测灵敏度; 可利用异核间的偶合对13C信号进行调 制的方法，来确定碳原子的类型。
04.08.2020
.
10
DEPT谱图：
不同类型的13C信号均呈单峰(CH3、CH2、CH及季 碳)。通过改变照射1H核第三脉冲宽度(θ)的不同，
若θ=135°(C谱)，可使CH及CH3为向上的共振吸收峰， CH2为向下的共振吸收峰，季碳信号消失。
若θ=90°(B谱)，CH为向上的信号，其它信号消失。 若θ=45°(A谱)，则CH3、CH2及CH皆为向上的共振
立体异构体比较灵敏，能给出细微结构信息。
04.08.2020
.
8
核磁共振碳谱在综合光谱解析中的作用
在碳谱中:
质 子 噪 音 去 偶 或 称 全 去 偶 谱 (proton noise deeoupling或proton complete deeoupling，缩
写COM，其作用是完全除去氢核干扰)可提供 各类碳核的准确化学位移
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。
04.08.2020
.
4
紫外吸收光谱在综合光谱解析中的作用
紫外吸收光谱(UV) 主要用于确定化合物的
类型及共轭情况。如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，如是否含有醛基、酮基、羧基、酯基、
学异构、构象)等。
04.08.2020
.
7
核磁共振碳谱在综合光谱解析中的作用
核磁共振碳谱(13C—NMR)碳谱与氢谱类似，也 可提供化合物中
1.碳核的类型、
2.碳分布 、
3.核间关系三方面结构信息。
主要提供化合物的碳“骨架”信息。
碳谱的各条谱线一般都有它的惟一性，能够迅 速、正确地否定所拟定的错误结构式。碳谱对
04.08.2020
.
6
核磁共振氢谱在综合光谱解析中的作用
核磁共振氢谱(1H—NMR) 在综合光谱解析中主 要提供化合物中下列三方面的结构信息。
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
偏共振谱(off resonance de-coupling，OFR，
部分除去氢干扰)可提供碳的类型。因为C与相
连的H偶合也服从n+1律，由峰分裂数，可以 确定是甲基、 亚甲基、次甲基或季碳。例如在 偏共振碳谱中CH3、CH2、CH与季碳分别为四 重峰(q)、三重峰(t)、二重峰(d)及单峰(s)。
由COM谱识别碳的类型和季碳。
由DEPT谱确认CH3、CH2及CH； 具有复杂化学结构的未知物，还需测定
碳—氢相关谱或称碳－氢化学位移相关谱， 它是二维核磁共振谱(2D-NMR )的一种,提 供化合物氢核与碳核之间的相关关系,测定 细微结构。
04.08.2020
.
15
碳谱与氢谱之间关不系能测--定-互不 相补充
峰，只有季Biblioteka Baidu信号消失。 以取代偏共振去偶谱中同一朝向的多重谱线。
04.08.2020
.
11
DEPT谱图A、B、C谱：
04.08.2020
.
12
DEPT谱图R、Q及P谱：
还可以通过A、B及C谱的加减处理，而 得DEPT的R、Q及P谱，分别只呈现CH3、 CH2及CH的信号，而且都呈现向上的单 一谱线。
含氢的官能
氢谱不足
团
碳谱补充
对于含碳较多的 有机物，烷氢的 化学环境类似， 而无法区别
给出各种含碳官能团 的信息，几乎可分辨 每一个碳核，
光谱简单易辨认
04.08.2020
.
16
碳谱与氢谱可互相补充
碳谱不足
COM谱的峰高， 常不与碳数成 比例
氢谱补充
氢谱峰面积的积分 高度与氢数成比例
04.08.2020
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。
04.08.2020
.
5
红外吸收光谱在综合光谱解析中的作用
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。
由于DEPT谱的定量性很强，因此不仅可 鉴别碳原子的类型，而且可判断碳原子 的数目，对于光谱解析十分有利。DEPT 已成为13C—NMR测定中的常规内容。
04.08.2020
.
13
DEPT谱图R、Q及P谱：
04.08.2020
.
14
核磁共振碳谱在综合光谱解析中的作用
目前在碳谱实际测定工作中，主要是测定 COM及DEPT谱:
04.08.2020
.
2
一、各种光谱的在
综合光谱解析中的作用
04.08.2020
.
3
质谱在综合光谱解析中的作用
质谱(MS) 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。
综合波谱解析法
04.08.2020
.
1
综合波谱解析法
定义：利用未知物（纯物质）的 质谱（EI、CI、FI、FAB）、 紫外吸收光谱、 红外吸收光谱、 核磁共振氢谱、 核 磁 共 振 碳 谱 (COM 、 OFR 、 SEL 、 DEPT)等光谱，进行综合解析，确定未知物 分子结构的方法，称为综合光谱解析法。
.
17
碳谱与氢谱可互相补充
氢谱不能测定不含氢的官能团，如羰基、氰基等； 对于含碳较多的有机物，如甾体化合物、萜类化 合物等，常因烷氢的化学环境类似，而无法区别， 是氢谱的弱点。
碳谱弥补了氢谱的不足，碳谱不但可给出各种含 碳官能团的信息，且光谱简单易辨认，对于含碳 较多的有机物，有很高的分辨率。当有机物的分 子量小于500时，几乎可分辨每一个碳核，能给出 丰富的碳骨架信息。
04.08.2020
.
9
核磁共振碳谱在综合光谱解析中的作用
在碳谱中（续）: DEPT谱 (distortionless enhancement
by polarization transfer，无畸变增强
极化转移技术) ,
大大提高对13C核的观测灵敏度; 可利用异核间的偶合对13C信号进行调 制的方法，来确定碳原子的类型。
04.08.2020
.
10
DEPT谱图：
不同类型的13C信号均呈单峰(CH3、CH2、CH及季 碳)。通过改变照射1H核第三脉冲宽度(θ)的不同，
若θ=135°(C谱)，可使CH及CH3为向上的共振吸收峰， CH2为向下的共振吸收峰，季碳信号消失。
若θ=90°(B谱)，CH为向上的信号，其它信号消失。 若θ=45°(A谱)，则CH3、CH2及CH皆为向上的共振
立体异构体比较灵敏，能给出细微结构信息。
04.08.2020
.
8
核磁共振碳谱在综合光谱解析中的作用
在碳谱中:
质 子 噪 音 去 偶 或 称 全 去 偶 谱 (proton noise deeoupling或proton complete deeoupling，缩
写COM，其作用是完全除去氢核干扰)可提供 各类碳核的准确化学位移
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。
04.08.2020
.
4
紫外吸收光谱在综合光谱解析中的作用
紫外吸收光谱(UV) 主要用于确定化合物的
类型及共轭情况。如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，如是否含有醛基、酮基、羧基、酯基、