1、化合物的结构鉴定与表征化合物的结构鉴定与表征(硕士研究生学位课硕士研究生学位课) 云南大学云南大学 丁中涛、蔡乐、杜琳、周皓丁中涛、蔡乐、杜琳、周皓1ppt课件第一章：概述第一章：概述 1 经典有机定性分析方法经典有机定性分析方法 是运用是运用化学降解化学降解方法把化合物切成各种片段，再按方法把化合物切成各种片段，再按化学化学原理原理逻辑地推断结构，最后经合成方法证明。逻辑地推断结构，最后经合成方法证明。 研究方法：研究方法： 化学降解反应、有机元素分析、物理常数测定（熔点、化学降解反应、有机元素分析、物理常数测定（熔点、沸点、旋光等）、官能团的特征显色反应、合成。沸点、旋光等）、官能团的特征
2、显色反应、合成。缺点：操作烦琐、费时、消耗试剂量大、不易准确甚至不能缺点：操作烦琐、费时、消耗试剂量大、不易准确甚至不能测定测定如：如：1、微量化合物、微量化合物 2、大分子化合物、大分子化合物 3、不稳定中间产物、不稳定中间产物2ppt课件二二. 发展历程：发展历程：上世纪中期后，仪器分析方法得到迅速发展上世纪中期后，仪器分析方法得到迅速发展1.分离方法：各种色谱分离方法分离方法：各种色谱分离方法2.分析方法：分析方法：UV、IR、NMR、MS 等及各种联机技术。等及各种联机技术。HOHOONH吗啡（吗啡（1804纯品，纯品，1847分子式分子式1925化学结构）化学结构）3ppt课件三三.
3、 有机波谱分析方法：有机波谱分析方法：1. 紫外光谱法（紫外光谱法（UV）：）：Ultraviolet Absorption Spectrometry2. 红外光谱法（红外光谱法（IR）：）：Infrared Absorption Spectrometry3. 核磁共振波谱法（核磁共振波谱法（NMR）：）：Nuclear Magnetic Resonance Spectrometry4. 质谱法（质谱法（MS）：）：Mass Spectrometry 本课程重点介绍四谱的谱学特点、特定功能、图谱提供的信息及本课程重点介绍四谱的谱学特点、特定功能、图谱提供的信息及其与化合物结构的关系。核心是四谱
4、综合运用，即其与化合物结构的关系。核心是四谱综合运用，即“解谱解谱”。4ppt课件四谱比较：四谱比较：1. 灵敏度：灵敏度：MSUVIR NMR2. 仪器的价格高低及维持费：仪器的价格高低及维持费：MS NMR IRUV 3. 测定技能：测定技能：NMR MSIRUV 4.获取信息的多寡：获取信息的多寡：NMR MSIRUV 5. 所需的理论背景：所需的理论背景：NMR MSIRUV 5ppt课件O1 1、紫外光谱、紫外光谱睾丸酮睾丸酮(1,(1,) )和异丙叉丙酮（和异丙叉丙酮（2 2，CHCH3 3COC=CCOC=C（CHCH3 3）2 2）的紫外光谱）的紫外光谱6ppt课件1 R1 =
5、 Me, R2 = H 4 R1 = H, R2 = Me OR1OHR2O123HO化合物化合物1的的UV，红线、兰线为，红线、兰线为不同浓度的样品吸收，绿色线不同浓度的样品吸收，绿色线为已加为已加AlCl3/HCl，与样品对照，与样品对照最大吸收峰及最大吸收峰及A值无变化。值无变化。例：例：Minghui Yang，Zhongtao Ding，et al，CCL，2010, 21: 325-328 7ppt课件在某些情况下，如香豆素类、黄酮类化合物，它们的在某些情况下，如香豆素类、黄酮类化合物，它们的UV光谱在加入某些诊断光谱在加入某些诊断试剂后可因分子结构中取代基的类型、数目及位置的不同
6、而发生改变，故还可以应试剂后可因分子结构中取代基的类型、数目及位置的不同而发生改变，故还可以应用用UV谱推断该类化合物的精细结构。谱推断该类化合物的精细结构。例如例如: 芦丁的甲醇溶液及加入各种诊断试剂后的芦丁的甲醇溶液及加入各种诊断试剂后的UV谱如下：谱如下：试剂试剂max谱带谱带II谱带谱带I甲醇甲醇259359甲醇钠甲醇钠272410三氯化铝三氯化铝275433乙酸钠乙酸钠271393OHOOHOOOHOHGLuRhaACB从上表从上表UV数据可见数据可见:(1)甲醇钠是强碱甲醇钠是强碱,可以使所有的羟基解离可以使所有的羟基解离,故芦丁的谱带故芦丁的谱带I和和II均发生明显红移均发生明显
7、红移.(2)三氯化铝可分别与三氯化铝可分别与B环的邻二酚羟基、环的邻二酚羟基、C环的羰基和环的羰基和A环的环的5位羟基形成配合物，位羟基形成配合物，故亦引起芦丁的谱带故亦引起芦丁的谱带I和和II的明显红移。的明显红移。(3)乙酸钠为弱碱，仅能使酸性较强的乙酸钠为弱碱，仅能使酸性较强的A环环7位羟基和位羟基和B环环4位羟基解离，所以谱带位羟基解离，所以谱带I和和II所发生的明显红移，表明芦丁分子结构中存在所发生的明显红移，表明芦丁分子结构中存在4位羟基和位羟基和7位羟基。位羟基。 由此可见，由此可见，UV谱不但可用于推断不饱和结构骨架，而且有助于阐明在共轭系统谱不但可用于推断不饱和结构骨架，而且
8、有助于阐明在共轭系统中取代基的位置、种类和数目。中取代基的位置、种类和数目。III8ppt课件定量分析与加合原则定量分析与加合原则 一个分子中的两个生色团被一个或更多个隔离原子一个分子中的两个生色团被一个或更多个隔离原子(如如)分分开开,这个分子的紫外吸收光谱近似于这两个生色团紫外吸收光这个分子的紫外吸收光谱近似于这两个生色团紫外吸收光谱之和谱之和.即一个化合物的紫外吸收光谱为该分子中几个互相不即一个化合物的紫外吸收光谱为该分子中几个互相不共轭部分的结构单元的紫外吸收的加合共轭部分的结构单元的紫外吸收的加合.例：例：紫外光谱法同时测定厚扑酚与和厚朴酚的含量紫外光谱法同时测定厚扑酚与和厚朴酚的含
9、量 （保志娟，丁中涛等，天然产物研究与开发，（保志娟，丁中涛等，天然产物研究与开发，2004，16（5）：）：435）O HO HO HO HpH=8.939ppt课件2、红外光谱、红外光谱谱图分析三要素 10ppt课件关联峰出现(增加判断可靠性)如 苯环: 3100 - 3000 cm-1 芳环上 C-H 伸缩振动 1600 - 1450 cm-1 C=C 骨架振动(常弱) 880 - 680 cm-1 C-H 面外弯曲振动,定位! 1660-2000 cm-1 泛频峰 11ppt课件例.一个化合物的红外光谱如图1,推测其结构是或HOCNCNH2O4000300025002000170013
10、00图11001500T%cm-1解：是II因为图中没有CO(19001650cm-1),所以排除I。24002100cm-1区域内的吸收峰是CN。12ppt课件例:青霉素结构的确定已知其分子式为C16H18N2SO4(IR: 1700, 1770cm-1) 水解得的产物C16H20N2SO5(结构如下B)NHSNHCOOHOHOONSNHCOOHOONHSNCOOHOOBA1A2?ONORNORNSO模型化合物:1800cm-1 1740cm-1 1770cm-113ppt课件3、质谱、质谱例例 正庚酮有三种异构体，某正庚酮的质谱正庚酮有三种异构体，某正庚酮的质谱如图所示如图所示。试确定。试
11、确定羰基的位置：羰基的位置： 14ppt课件解解: 酮易发生酮易发生裂解，生成离子，稳定，强度很大，是鉴别羰基位置的裂解，生成离子，稳定，强度很大，是鉴别羰基位置的有力证据。三种庚酮异构体的有力证据。三种庚酮异构体的裂解比较：裂解比较：图上，图上，m/z57为基峰，而且有为基峰，而且有m/z85峰，而无峰，而无99及及71峰。图上虽有峰。图上虽有m/z43峰，但峰，但太弱，不是太弱，不是CH3-C+ O离子而是由离子而是由裂解产生的裂解产生的C3H7+离子。因此证明该化合物是离子。因此证明该化合物是庚酮庚酮-3。15ppt课件例试解释鬼臼毒素类化合物例试解释鬼臼毒素类化合物OOOOCH3OCH
12、3CH3OOHHOH的质谱峰的质谱峰m/z 414，396，312，297，269的产生机理的产生机理。OOOOCH3OCH3CH3OOHHOHOOOOCH3OCH3CH3OO-H2O+.RDAOOCH3OOCH3OCH3414396312+.-.CH3OOOCH3OCH3O+297+OOOCH3CH3O-CO26916ppt课件4、核磁共振氢谱、核磁共振氢谱1. 图谱提供的信息17ppt课件一张谱图可以向我们提供关于有机分子结构的如下信息一张谱图可以向我们提供关于有机分子结构的如下信息 1. 由吸收峰的组数，可以判断有几种不同类型的由吸收峰的组数，可以判断有几种不同类型的H核；核； 2. 由
13、峰的强度（峰面积或积分曲线高度），可以判断各类由峰的强度（峰面积或积分曲线高度），可以判断各类H的相对数目；的相对数目； 3.3.由峰的裂分数目，可以判断相邻由峰的裂分数目，可以判断相邻H核的数目；核的数目； 4. 由峰的化学位移（由峰的化学位移（值），可以判断各类型值），可以判断各类型H所处的化所处的化学环境；学环境； 5. 由裂分峰的外形或偶合常数，可以判断哪种类型由裂分峰的外形或偶合常数，可以判断哪种类型H是相是相邻的。邻的。 18ppt课件环己烷上3J偶合:Jaa=10Hz左右Jae=2-4Hz左右Jee=1-3Hz左右19ppt课件O HO HCHO1234例、某化合物的结构右图所示
14、。其核磁例、某化合物的结构右图所示。其核磁共振氢谱中共振氢谱中H-3的的在在3.5-4.0ppm，峰，峰宽为宽为17Hz, 由此推断由此推断H-4处在处在a键还是键还是e键上？键上？ 2Hz(a)H-2e5HzH-2a.H-35HzH-4a24HzH-3.H-2a5HzH-2e(a)H-4e2Hz18Hz20ppt课件 4、13C NMR特点特点 （1） 化学位移范围宽化学位移范围宽 0-220 ppm（正碳离子可达（正碳离子可达330ppm，而，而CI4约为约为292ppm), 约约是是1HNMR的的20倍。分辨率更高。倍。分辨率更高。 （2） 13C NMR给出不与氢相连的碳的共振吸收峰给
15、出不与氢相连的碳的共振吸收峰 季碳、季碳、CO、CC、CN、CC等基团中的碳不与氢直接相连等基团中的碳不与氢直接相连，在，在1H NMR谱中能直接观测，只能靠分子式及其对相邻基团谱中能直接观测，只能靠分子式及其对相邻基团值值的影响来判断。而在的影响来判断。而在13C NMR谱中，均能给出各自的特征吸收峰谱中，均能给出各自的特征吸收峰。 （3） 13C NMR灵敏度低，偶合复杂灵敏度低，偶合复杂 21ppt课件DEPT谱中，谱中，CH3显正峰，显正峰，CH2显负峰，显负峰，CH显正峰。通过谱图编辑，我们可以很容显正峰。通过谱图编辑，我们可以很容易辨认碳的级数。易辨认碳的级数。 O12345678
16、91022ppt课件表表: 不同类型碳核化学位移的大致范围不同类型碳核化学位移的大致范围类型类型（ppm）SP3杂化碳杂化碳（饱和碳）（饱和碳）-CH3-CH2-CH-C-O-CHn(n=0-3) -N-CHn(n=0-3) 8-3015-5520-6035-70在上列数据基础之上在上列数据基础之上+15-30 在上列数据基础之上在上列数据基础之上+10-25 SP杂化碳（炔碳）杂化碳（炔碳）CH65-85SP2杂化碳杂化碳烯碳烯碳芳环及芳杂环碳芳环及芳杂环碳羰基碳羰基碳=CHC6H6C=O100-150110-160160-21023ppt课件5、二维核磁共振谱、二维核磁共振谱1二维二维J分
17、解谱（分解谱（2D J-resolved Spectroscopy, 2DJ）2二维化学位移相关谱（二维化学位移相关谱（Two-Dimesional Chemical Shift Correlation Spectroscopy） 1H,1H化学位移相关谱（化学位移相关谱（1H,1H COSY） Heteronuclear multiple-quantum correlation (HMQC) Heteronuclear multibond correlations: HMBC 2D NMR homonuclear through space correlations: ROESY, NOES
18、Y24ppt课件(1)1H-1H COSY谱：谱： 是最常用的同核位移相关谱。一般反映的是邻碳是最常用的同核位移相关谱。一般反映的是邻碳氢的偶合关系，从而可知同一自旋体系里质子之间的氢的偶合关系，从而可知同一自旋体系里质子之间的偶合关系，是归属谱线、推导结构强有力的工具。以偶合关系，是归属谱线、推导结构强有力的工具。以乙酸乙酯的乙酸乙酯的1H-1H相关谱（相关谱（1H-1HCOSY）为例，横）为例，横轴及纵轴均为该化合物的轴及纵轴均为该化合物的1H NMR谱。同一谱。同一1H核信核信号将在对角线上相交，交点称对角峰（号将在对角线上相交，交点称对角峰（diagonal peak）。图上对角线两侧
19、呈对称分布的两个点叫相关）。图上对角线两侧呈对称分布的两个点叫相关峰峰 （cross peak,或或correlation peak）。相互偶合的两）。相互偶合的两个个/组组1H核信号将在相关峰上相交。核信号将在相关峰上相交。 25ppt课件26ppt课件(2) 13C-1H COSY谱和谱和COLOC谱谱 常规的常规的13C-1H COSY谱是反映直接键连的谱是反映直接键连的CH间间的偶合关系，对于信号的指定非常有效。一般谱图的一的偶合关系，对于信号的指定非常有效。一般谱图的一轴为化合物的轴为化合物的1H NMR谱，另一轴为谱，另一轴为13C NMR谱。直谱。直接键连的接键连的13C和和1H
20、信号会在图中出现相关点。信号会在图中出现相关点。 COLOC谱，即远程偶合的异核位移相关谱。它显示谱，即远程偶合的异核位移相关谱。它显示2JCH、3JCH以上的以上的13C-1H相关，从功能来看，其与远程偶相关，从功能来看，其与远程偶合合13C-1H COSY谱相近，但效果更好。谱相近，但效果更好。27ppt课件28ppt课件(3) HMQC谱和谱和HMBC谱：谱： 属检测属检测1H 的异核位移相关谱。的异核位移相关谱。HMQC把把1H 核和与核和与其直接相连的其直接相连的13C核关联起来，所提供的信息及谱图与核关联起来，所提供的信息及谱图与13C-1H COSY谱完全相同。谱完全相同。HMB
21、C可高灵敏地检测可高灵敏地检测13C-1H远程偶合，由此可以得到有关季碳的结构信息远程偶合，由此可以得到有关季碳的结构信息及因杂原子存在而被切断的及因杂原子存在而被切断的1H偶合系统之间的结构信偶合系统之间的结构信息。它同息。它同HMQC一样也是通过测定灵敏度高的一样也是通过测定灵敏度高的1H核来核来检测检测13C-1H之间的远程偶合相关信息，灵敏度比传统之间的远程偶合相关信息，灵敏度比传统的远程偶合的远程偶合13C-1H COSY高得多。高得多。29ppt课件(4) NOESY谱和谱和ROESY谱：谱： 属属NOE类的二维核磁共振谱。类的二维核磁共振谱。NOE主要用来确定两主要用来确定两个质
22、子在分子立体空间结构中是否距离相近，若存在个质子在分子立体空间结构中是否距离相近，若存在NOE则表示两者接近，则表示两者接近，NOE值越大，则两者在空间的值越大，则两者在空间的距离就越近。距离就越近。NOE对确定有机化合物的结构、构型和对确定有机化合物的结构、构型和构象具有重要作用。构象具有重要作用。NOESY谱采用二维方式检测谱采用二维方式检测NOE，显示显示1H核之间的核之间的NOE相关。相关。ROESY是旋转坐标系中是旋转坐标系中的的NOESY。30ppt课件四四. 结构研究的程序结构研究的程序 1、化合物纯度的测定和判断：、化合物纯度的测定和判断： 植物化学成分结构的准确鉴定必须建立在
23、该成分已经分离植物化学成分结构的准确鉴定必须建立在该成分已经分离纯化的基础之上。样品的纯度是能否获得准确信息的关键，否纯化的基础之上。样品的纯度是能否获得准确信息的关键，否则可能得到混乱甚至错误的结论。则可能得到混乱甚至错误的结论。 纯度的检查可以通过检查其有无纯度的检查可以通过检查其有无均匀一致的晶形、有无明均匀一致的晶形、有无明确的熔点、熔程是否合理（一般应小于确的熔点、熔程是否合理（一般应小于2）、色泽是否均匀）、色泽是否均匀等等来判断，但在研究和实践中，最常用的还是来判断，但在研究和实践中，最常用的还是薄层层析或纸层析薄层层析或纸层析方法。一般要求至少选择在三种溶剂系统中展开，先在可见
24、光方法。一般要求至少选择在三种溶剂系统中展开，先在可见光或紫外光下观察，然后喷以适当的显色剂（如或紫外光下观察，然后喷以适当的显色剂（如10%的硫酸溶液）的硫酸溶液）或在碘缸中显色，要求样品呈单一斑点，方可判断其为纯化合或在碘缸中显色，要求样品呈单一斑点，方可判断其为纯化合物。对于个别情况，有时需要用正、反相层析加以确认。在条物。对于个别情况，有时需要用正、反相层析加以确认。在条件允许的情况下，也可利用气相色谱或高效液相色谱来证实。件允许的情况下，也可利用气相色谱或高效液相色谱来证实。31ppt课件2、化合物类型的初步判断：、化合物类型的初步判断： 百余年来，对大量植物化学成分的研究已为我们提
25、百余年来，对大量植物化学成分的研究已为我们提供了丰富的化合物结构类型，如今分离得到的新成分绝供了丰富的化合物结构类型，如今分离得到的新成分绝大多数是在已有骨架类型上的变化。可通过对同科属大多数是在已有骨架类型上的变化。可通过对同科属（种）植物研究信息的调研，考察样品在提取分离过程（种）植物研究信息的调研，考察样品在提取分离过程中的行为、一般理化常数和性质（如酸碱行为、溶解行中的行为、一般理化常数和性质（如酸碱行为、溶解行为、层析行为）及一些特殊的显色反应等来对化合物的为、层析行为）及一些特殊的显色反应等来对化合物的类型作初步判断。如碘化铋钾（类型作初步判断。如碘化铋钾（Dragendorff）
26、 试剂可试剂可用于生物碱等含氮化合物的检测。用于生物碱等含氮化合物的检测。32ppt课件3、已知化合物的结构推断、已知化合物的结构推断 在实际工作中，并不需要测定完一个化合物的所在实际工作中，并不需要测定完一个化合物的所有波谱数据才能判断化合物的结构，有些化合物特别有波谱数据才能判断化合物的结构，有些化合物特别是已知化合物，在化合物结构类型初步判断的基础之是已知化合物，在化合物结构类型初步判断的基础之上，结合文献调研，上，结合文献调研，通过与标准品的理化常数、性质通过与标准品的理化常数、性质及薄层对照检查或一些简单的波谱（如红外光谱、紫及薄层对照检查或一些简单的波谱（如红外光谱、紫外光谱数据）
27、对照比较，外光谱数据）对照比较，即可作出判断。若为新化合即可作出判断。若为新化合物，则需提供更翔实证据，进一步对其结构进行研究。物，则需提供更翔实证据，进一步对其结构进行研究。33ppt课件4、对于未知的植物化学成分的结构分析：、对于未知的植物化学成分的结构分析： 对于未知的植物化学成分，则需通过对于未知的植物化学成分，则需通过谱图的综合谱图的综合解析解析，有时也需配合适当的化学、生物方法（如降解），有时也需配合适当的化学、生物方法（如降解）来进行结构研究。来进行结构研究。 一般地，要判定一个化合物的准确结构，往往需一般地，要判定一个化合物的准确结构，往往需要通过其多种波谱数据及理化常数要通过
28、其多种波谱数据及理化常数相互映证相互映证。 34ppt课件一般可从以下几个方面入手：一般可从以下几个方面入手：(1)分子量、分子式的确定分子量、分子式的确定 利用利用元素分析、质谱的分子离子峰（元素分析、质谱的分子离子峰（M）或其同位）或其同位素峰素峰（M+1）、（）、（M+2）的相对强度可得出最可能的分）的相对强度可得出最可能的分子量、分子式。由分子式可计算不饱和度，进而推测化子量、分子式。由分子式可计算不饱和度，进而推测化合物的大致类型，如是否芳香化合物，有否含有双键等。合物的大致类型，如是否芳香化合物，有否含有双键等。对于一些高极性或热不稳定的化合物，需用软电离方式，对于一些高极性或热不
29、稳定的化合物，需用软电离方式，才有可能得到其质谱的分子离子峰。才有可能得到其质谱的分子离子峰。 高分辨质谱高分辨质谱测定分子的准确分子量测定分子的准确分子量, 进而推测分子进而推测分子的组成的组成(分子式分子式)35ppt课件(2) 推断分子中可能含有的官能团、结构碎片或基本骨架推断分子中可能含有的官能团、结构碎片或基本骨架 紫外光谱紫外光谱可以显示化合物分子中有无共轭体系和芳香可以显示化合物分子中有无共轭体系和芳香结构；结构； 红外光谱红外光谱能提供许多官能团的特征吸收；能提供许多官能团的特征吸收； 质谱质谱的碎片离子也能提供分子结构中可能存在的分子的碎片离子也能提供分子结构中可能存在的分子
30、片断和可能失去的分子片断；片断和可能失去的分子片断； 核磁共振谱核磁共振谱能提供较大的信息量，能反映出组成分子能提供较大的信息量，能反映出组成分子的碳、氢骨架信息。的碳、氢骨架信息。 另外，某些官能团还具有一些特征的化学反应。另外，某些官能团还具有一些特征的化学反应。36ppt课件(3) 测定分子的平面结构测定分子的平面结构 综合光谱解析及官能团定性、定量分析的结果，结合文综合光谱解析及官能团定性、定量分析的结果，结合文献调研，利用已确定的结构单元，推断分子的平面结构。由献调研，利用已确定的结构单元，推断分子的平面结构。由此得到的化合物结构可能不止一种，此时，应注意与已知的、此得到的化合物结构
31、可能不止一种，此时，应注意与已知的、结构类似的化合物的波谱数据进行比较，观察各波谱数据间结构类似的化合物的波谱数据进行比较，观察各波谱数据间是否有矛盾或不合理的地方，一定要做到波谱数据间的相互是否有矛盾或不合理的地方，一定要做到波谱数据间的相互映证，最终选择出最可能的结构。映证，最终选择出最可能的结构。 有时还需做化学降解、衍生物制备或人工合成等化学沟有时还需做化学降解、衍生物制备或人工合成等化学沟通工作加以证实。通工作加以证实。37ppt课件(4) 推断并确定分子包括构型、构象在内的主体结构推断并确定分子包括构型、构象在内的主体结构 主要通过测定主要通过测定NOE谱、二维和三维核磁共振谱、谱
32、、二维和三维核磁共振谱、CD谱及谱及ORD谱等进行研究。对于结晶化合物还可以用谱等进行研究。对于结晶化合物还可以用X-射线衍射分射线衍射分析确定晶体结构，最后还可通过人工全合成加以确认。综合所析确定晶体结构，最后还可通过人工全合成加以确认。综合所有研究信息，验证所推测结构是否合理。有研究信息，验证所推测结构是否合理。 在推导分子结构时，应当把各种波谱信息综合起来，彼此佐证，同在推导分子结构时，应当把各种波谱信息综合起来，彼此佐证，同时要相当重视前人时要相当重视前人已有的研究成果已有的研究成果，熟悉有关植物化学成分研究的中、外，熟悉有关植物化学成分研究的中、外文文献并熟练掌握文文献并熟练掌握文献
33、文献调研的方法，以利于结构研究的顺利进行并得到可调研的方法，以利于结构研究的顺利进行并得到可靠、正确的研究结果。靠、正确的研究结果。 有时还需应用有时还需应用有机反应的知识有机反应的知识，通过化学降解、化学沟通、化学鉴，通过化学降解、化学沟通、化学鉴定、化学合成等手段进行判断。定、化学合成等手段进行判断。 总之，要想成为准确判断分子结构的能手，必须经过相当多的总之，要想成为准确判断分子结构的能手，必须经过相当多的亲身亲身实践实践，熟悉各类化合物波谱数据的特征及其特殊的性质和行为，不断总结，熟悉各类化合物波谱数据的特征及其特殊的性质和行为，不断总结和积累研究经验，和积累研究经验，熟能生巧熟能生巧
34、，从而形成一套适合自己的研究程序。，从而形成一套适合自己的研究程序。38ppt课件10.09.59.08.58.07.57.06.56.05.55.04.54.03.53.02.52.01.51.00.50.0ppm0.66270.67720.69140.76310.77610.86181.09501.11081.12511.13831.15331.25901.31281.43201.46781.55591.56941.59431.82262.02962.09572.13372.22912.25012.37962.45612.52982.71063.30663.33303.35693.5290
35、3.54143.70813.73623.89633.92143.92864.06514.08534.10014.21754.25184.41604.43064.43774.60024.66544.67614.68964.70424.76564.80344.81834.83574.85074.93285.21565.22497.03887.20507.23857.28407.31827.33267.36537.40797.45637.47097.57258.51338.52428.59078.60538.72219.07309.08559.32849.34469.43579.98783.5453
36、.5241.7632.7434.6735.1642.0991.6324.2780.5581.2182.3581.6601.2851.3141.4401.4772.4730.3511.7532.1453.3950.6454.5002.2112.2851.0771.0740.9871.0381.0231.000YUNNAN UNIVER. AV. DRX500lifei cy-9 in pyr例例: 环肽的结构鉴定环肽的结构鉴定39ppt课件2030405060708090100110120130140150160170180ppmYUNNAN UNIVER. AV. DRX500lifei cy
37、-9 in pyrDEPT135DEPT9040ppt课件ppm12345678910ppm12345678910YUNNAN UNIVER. AV. DRX500lifei cy-9 cosyGlyAlaSerPhe1Phe2Ile41ppt课件ppm12345678910ppm2030405060708090100110120130140150YUNNAN UNIVER. AV. DRX500lifei cy-9 hsqc42ppt课件ppm12345678910ppm102030405060708090100110120130140150160170180190YUNNAN UNIVER
38、. AV. DRX500lifei cy-9 hmbc43ppt课件1 环肽的氨基酸组成环肽的氨基酸组成化合物化合物I为白色粉末状固体，易溶于甲醇、吡啶。对茚三酮试剂不显色。为白色粉末状固体，易溶于甲醇、吡啶。对茚三酮试剂不显色。采用应用茚三酮试剂显色的薄层原位化学反应方法，即用盐酸（采用应用茚三酮试剂显色的薄层原位化学反应方法，即用盐酸（6N）水）水解（解（120，1小时）后，对茚三酮呈现阳性反应（红色），这一现象提小时）后，对茚三酮呈现阳性反应（红色），这一现象提示该化合物为一环肽。示该化合物为一环肽。其高分辨质谱（其高分辨质谱（HR ESI-MS）显示）显示M+Na+在在m/z 645.
39、3079（计算值（计算值645.3007）,表明化合物的分子式为表明化合物的分子式为C32H42N6O7，提示分子中有，提示分子中有15个不饱个不饱和度。和度。1H NMR谱中，在谱中，在8.510.0间示有间示有6个酰胺质子，表明化合物可能为个酰胺质子，表明化合物可能为环六肽。在环六肽。在7.2-7.5间有间有10个苯环质子信号；在个苯环质子信号；在3.95.0之间示有氨基之间示有氨基酸的酸的a-H信号；在信号；在0.61.5间示有间示有3个个CH3信号信号, 它们分别呈现为它们分别呈现为2个二个二重峰和重峰和1个三重峰。个三重峰。13C NMR及及DEPT谱中，在谱中，在172175间，示
40、有间，示有6个羰基信号，证实化个羰基信号，证实化合物为环六肽；在合物为环六肽；在129-141，有，有12个碳信号，其中有个碳信号，其中有2个季碳，个季碳，10个次个次甲基信号，表明有甲基信号，表明有2个单取代苯环结构存在；在个单取代苯环结构存在；在64.58的的CH2信号信号, 表明有表明有-CH2OH的存在的存在; 在在5361有有5个个CH信号，它们可能是氨基酸的信号，它们可能是氨基酸的a-C；在；在46.36的的CH2信号信号, 表明可能有表明可能有-CH2NH的存在的存在; 高场区（高场区（10-40）示有）示有3个甲基个甲基C信号。信号。HMQC谱可将碳氢信号一一对应。谱可将碳氢信
41、号一一对应。44ppt课件 由由1H-1H COSY相关谱中的氨基相关谱中的氨基H、每一个氨基酸的、每一个氨基酸的a-H或甲基信号入或甲基信号入手，可以找出同一自旋体系中相互偶合质子，从而确定组成环肽的氨基酸手，可以找出同一自旋体系中相互偶合质子，从而确定组成环肽的氨基酸残基。经过认真分析，证明组成环肽的氨基酸残基有一个甘氨酸、一个丙残基。经过认真分析，证明组成环肽的氨基酸残基有一个甘氨酸、一个丙氨酸、一个丝氨酸、一个异亮氨酸、两个苯丙氨酸。氨酸、一个丝氨酸、一个异亮氨酸、两个苯丙氨酸。2 环肽序列的确定环肽序列的确定由由HMBC相关谱的相关谱的a-H找出与其相关的羰基碳（通常观察到的是每个找
42、出与其相关的羰基碳（通常观察到的是每个氨基酸的氨基酸的a-H与其自身的羰基的相关），从而羰基信号可归属于相应的与其自身的羰基的相关），从而羰基信号可归属于相应的氨基酸残基；然后由氨基酸残基；然后由HMBC相关谱中的不同氨基酸残基的酰胺质子与其相关谱中的不同氨基酸残基的酰胺质子与其相邻氨基酸残基的羰基碳的相关性（通常观察到的是酰胺质子与其相邻相邻氨基酸残基的羰基碳的相关性（通常观察到的是酰胺质子与其相邻氨基酸中的羰基碳的相关），将一个个氨基酸残基连起来。氨基酸中的羰基碳的相关），将一个个氨基酸残基连起来。45ppt课件在本化合物的在本化合物的HMBC谱中，我们观察到以下相关点：谱中，我们观察到以
43、下相关点：AlaCO -GlyNHGlyCO -SerNH SerCO -IleNH IleCO -Phe1NHPhe1CO -Phe2NH 由此推断该化合物为环（丙甘丝异亮苯丙由此推断该化合物为环（丙甘丝异亮苯丙1苯丙苯丙2）. 其结构如其结构如下图所示。下图所示。 HNOONHONHNHOHNOHOHNO46ppt课件Ala HN 9.44（br,s,1H） -H CH 4.60（br,s,1H） -H CH3 1.56 (d,J=6.8Hz,3H)Gly HN 9.99（br,s,1H） -H CH2 4.83(dd,J=16.2Hz,1H); 3.91(br,d,J=12.6Hz,1H
44、)Ser HN 9.34(d,J=8.1Hz,1H) -H CH 5.22（br,s,1H） -H CH2 4.42(br,d,J=8.1Hz,1H); 4.09(t,J=7.4Hz,1H)Ile HN 8.52（br,s,1H） -H CH 4.69(m,1H) -H CH 2.03（br,s,1H）-H CH2 1.13(m,1H); 1.43(m,1H) CH3 0.77(d,J=6.50,3H) -H CH3 0.68(t,J=7.1Hz,3H)Phe1 HN 9.09（br,s,1H） -H CH 4.93（br,s,1H） -H CH2 3.72(d,J=14.1Hz,1H); 3
45、.33 (t,J=12.0Hz,1H)-H ArH 7.47-7.24Phe2 HN 8.60(d,J=7.3Hz,1H)-H CH 4.69(d,J=6.2Hz,1H) -H CH2 3.52(d,J=6.20 Hz,2H)-H ArH ArH：7.24-7.471H-NMR Spectral Data 47ppt课件13C-NMR Spectral Data Ala 175.8 57.6 18.8 Gly 172.4 53.8Ser 173.5 57.8 64.6Ile 174.8 62.0 38.9 17.8 13.3 27.5Phe1 173.7 59.4 39.9 140.3 132
46、.6* 130.8* 129.1Phe2 174.1 57.6 40.6 141.0 131.0* 131.8* 129.148ppt课件参考书目参考书目1. 赵瑶兴等赵瑶兴等, 有机分子结构光谱鉴定有机分子结构光谱鉴定, 北京，科学出版社，北京，科学出版社，20032. 宁永成宁永成, 有机化合物结构鉴定与有机波谱学有机化合物结构鉴定与有机波谱学, 北京，科学出版社，北京，科学出版社，20023. D.H. Williams,et al, 王剑波等译王剑波等译, 有机化学中的光谱方法有机化学中的光谱方法, 北京北京大学出版社大学出版社, 20014. 伍越寰，有机结构分析，合肥，中国科技大学
47、出版社，伍越寰，有机结构分析，合肥，中国科技大学出版社，19935. 梁晓天，核磁共振梁晓天，核磁共振-高分辨氢谱解析和应用，北京，科学出版高分辨氢谱解析和应用，北京，科学出版社，社，19766. 陈耀祖等，有机质谱原理及应用，北京，科学出版社，陈耀祖等，有机质谱原理及应用，北京，科学出版社，20017. 杨立，二维核磁共振简明原理及图谱解析，兰州，兰州大学出杨立，二维核磁共振简明原理及图谱解析，兰州，兰州大学出版社，版社，19968. 陈业高陈业高, 吕瑜平吕瑜平,丁中涛丁中涛, 植物化学成分植物化学成分, 北京北京: 化学工业出版社化学工业出版社49ppt课件谢谢!这有何难这有何难50ppt课件
