多谱综合解析总结Word格式文档下载.docx
《多谱综合解析总结Word格式文档下载.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《多谱综合解析总结Word格式文档下载.docx(17页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
可通过元素定性分析确定分子中是否含有杂原子,如含有N、S、X(卤素)等元素,还需测定其含量。
分子是否含氧,可从红外光谱含氧基团(OH、C=O、C-O等)的吸收峰判断。
3.计算化合物的不饱和度。
计算不饱和度对判断化合物类型很有必要。
如不饱和度在1~3之间,分子中可能含有C=C、C=O或环,如不饱和度≥4,分子中可能有苯环。
4.结构单元的确定。
5.可能结构式的推导。
6.化合物的确定。
二、不同化合物的谱图特征
1.取代苯环
氢谱:
6.5~8.0有峰,除对位取代外,峰形复杂
碳谱:
110~165有峰,一般有取代的碳原子化学位移明显移向低场
质谱:
存在39,51,65,77序列;
常可见91,92.分析离子峰强
红外:
~3030,~1600,~1500cm-1,苯环取代区670-910cm-1有峰
紫外:
吸收波长大于250nm
2.正构长链烷基
无紫外吸收
氢谱碳谱:
处于高场
29,43,57——系列,各峰顶形成光滑曲线
红外:
2920,2850强吸收,1470吸收,723弱吸收
3.醇和酚
羟基可用重水交换,氧存在使碳谱中碳原子化学位移移向低场
质谱:
醇通常不显示分子离子峰,但可见M-18,伯醇显示强31,仲,叔醇显示强31+14n峰
3300cm-1处的羟基强宽峰,1050-1200cm-1C-O振动吸收,酚比醇高波数。
醇无紫外吸收,酚有紫外吸收且介质从中性变碱性时,吸收移向长波方向伴强度增加。
4.羰基化合物
三、各种谱图提供的结构信息
1.MS法
(1).从分子离子峰组确定相对分子量和分子式;
(2).Cl、Br、S的鉴定;
(3).含N的确定(氮律);
(4).由简单碎片离子及其它资料,推测结构片断。
2.UV法
(1).判断芳环的存在;
(2).判断共轭体系的存在;
(3).估算共轭体系的最大吸收波长。
3.IR法
(1).含氮、含氧官能团的判断;
(2).有关芳环的信息;
(3).异构体的判断。
4.13CNMR法
(1).确定碳原子数;
(2).区分不同杂化态的碳;
(3).判断碳基的存在;
(4).确定甲基类型。
5.1HNMR法
(1).各类质子数量比的确定;
(2).由化学位移区分特殊的官能团;
(3).判断与杂原子及不饱和键相连的饱和碳原子;
(4).由自旋偶合确定基团间的位置关系;
(5).由重水交换鉴定活泼氢。
四、综合解析实例
1.某化合物A的分子式为C9H10O,通过解析各谱图推测分子结构。
(1)紫外光谱:
实验条件:
1.075mg/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。
说明:
具有共轭体系或芳香体系。
(2)红外光谱:
液膜法。
图谱主要结果:
(对照红外表)
(3)MS
分子离子峰m/Z=134,碎片离子峰m/z=77,可能为C6H5;
碎片离子峰m/z=105,可能为C6H5CO;
M-105=134-105=29,失去基团可能为C2H5。
(4)1HNMR谱:
(6)偏共振13CNMR谱:
吸收峰位置(δ)峰裂分情况
200单峰
~30三重峰
~10四重峰
(7)综合解析:
不饱和度U=(2+2x9-10)/2=5;
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)
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。
2000-1669cm-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。
1221cm-1处有强峰,表明有是芳酮(芳酮的碳—碳伸(C)在1325~1215cm-1区间)。
746cm-1,691cm-1有吸收表明可能为单取代苯。
故推测化合物有C6H5-C=O基团(C7H5O),分子式为C9Hl0O,则剩余基团为C2H5。
③UV表明存在苯环。
④MS表明:
⑤1HNMR表明:
三种氢,比例为5:
2:
3。
δ=7~8,多重峰,五个氢,对应于单取代苯环,C6H5;
δ=3,四重峰,二个氢,对应于CH2,四重峰表明邻碳上有三个氢,即分子中存在CH2CH3片断,化学位移偏向低场,表明与吸电子基团相连;
δ=1~1.5,三重峰,三个氢,对应于CH3,三重峰表明邻碳上有两个氢,即分子中存在CH2CH3片断。
⑥13CNMR表明:
δ位于200,一种碳,对应于-C=O;
δ位于120~140,四种碳,对应于苯环;
δ位于30,三重峰,表明与两个氢相连,对应于CH2;
δ位于10,四重峰,表明与三个氢相连,对应于CH3。
综合上述分析,化合物结构为:
2.某化合物B的分子式为C7H7Br,通过解析各谱图推测分子结构。
0.917mg/10mL正己烷溶液,0.2cm样品池;
最大吸收峰位于240nm处,吸光度为0.95;
(3)质谱:
MS表明:
分子离子峰m/z=170,M+2峰172,强度为1:
1此为Br的同位素峰。
M-79=170-79=91,失去Br。
碎片离子峰m/z=91,可能为苯甲离子C7H7+;
(4)1HMR谱
吸收峰位置(δ)吸收峰强度峰裂分情况对应基团相邻基团信息
7~85多峰苯环上氢
4~52单峰-CH2无相邻碳上氢
(5)质子去偶及偏共振13CNMR表明:
吸收峰位置(δ)对应碳种类数峰裂分情况对应碳类型相邻基团信息
140~1204苯环上碳
40~301三重峰-CH2与两个氢相连
①根据分子式C7H7Br,计算不饱和度为4,推测化合物可能含有苯环(C6H5)。
②UV表明存在苯环。
③IR表明:
1500cm-1,1450cm-1有吸收,表明有苯环。
770cm-1,700cm-1有吸收表明可能为单取代苯。
对照分子式C7H7Br,推测分子可能结构为:
④1HNMR表明:
7~85多峰苯环上氢
4~52单峰-CH2无相邻碳上氢
⑤13CNMR表明:
140~1204苯环上碳
40~301三重峰-CH2与两个氢相连
以上结果与所推测结构吻合。
⑥MS表明:
分子离子峰m/z=170,M+2峰172,此为Br的同位素峰。
m/z=91峰对应于:
170-91=79,恰好为一个Br原子,即:
综合以上分析结果,此化合物结构为:
3.未知物核磁共振碳谱数据如下表所示,其质谱、核磁共振氢谱、红外光谱则分别如图。
推导未知物结构。
(1)未知物核磁共振碳谱数据
(2)质谱
(3)核磁共振氢谱
(4)红外光谱
(5)综合解析
a.元素组成式的确定
碳谱--18个碳原子
氢谱--0.8199ppm处的三重峰可考虑是与CH2相连的端甲基,以此作为氢谱积分曲线定标的基准,得出未知物共含35个氢原子。
质谱--m/z281符合分子离子峰的条件,可初步判断为分子离子峰,因此未知物含奇数个氮原子。
红外--1649.1cm-1的吸收,碳谱--171.45ppm的吸收,可知未知物含羰基,即未知物含氧原子。
综上所述,未知物元素组成式为C18H35ON,分子量为281,与各种谱图均很吻合。
b.不饱和度的计算:
U=2
c.官能团的确定
1)未知物中含有:
①碳谱171.45ppm的峰反映羰基应与杂原子相连,而未知物中,除氧之外,杂原子仅余氮;
②红外光谱中,1649.1cm-1的强吸收只能是此基团,羰基若不连氮,其吸收位置在1680cm-1之上;
目前数值与叔酰胺相符。
2)未知物中含正构长链烷基:
①碳谱:
27ppm附近的多个碳原子,以及26,25,21,20,
11ppm的峰,说明未知物含正构长链烷基;
②氢谱:
1.195ppm的高峰(18个氢)及0.819ppm的三重峰,
说明未知物含正构烷基;
③红外:
2924.5和2853.5cm-1的吸收极强,以致未见~2960,
2870cm-1的甲基吸收;
721.4cm-1的吸收也说明含
CH2长链;
④质谱:
从m/z238~98相隔14u的峰簇。
3)未知物含一个环,且为内酰胺:
①未知物含羰基,但所有的谱图均说明不含烯基,而由分子式计算其不饱和度为2,因此必含一个环;
②碳谱:
46.98和45.68ppm的两个峰说明这两个碳原子应与氮原子相连,而且它们的化学环境略有不同;
③氢谱:
3.26ppm处的四个氢原子与碳谱的结论相呼应;
④碳谱:
35.02ppm的峰和氢谱中2.42ppm的峰说明一个-CH2-与羰基相连;
⑤红外:
从1422.6到1482.9cm-1共有四个吸收,这说明未知物中-CH2-的环境有几种(与碳原子相连的CH2,与杂原子或与电负性基团相连的CH2);
4)以上几点可知,未知物含一个内酰胺基团,再加上前面分析的未知物含一个正构长链烷基,因此该化合物结构为:
d.剩下的任务就是确定烷基链的长度了。
质谱的基峰m/z126,其强度远远超过其它峰,结合上面所得的结论,基峰应对应下列结构:
于是氮上取代的烷烃为:
正构-C12H23。
f.故未知物的结构为