1、综综 合合 解解 析析1ppt课件 综合解析：综合解析：利用各种波谱的特点和长处利用各种波谱的特点和长处 以某一谱学方法为主体，配合其他谱学以某一谱学方法为主体，配合其他谱学 技术，技术，确定有机化合物结构的过程。确定有机化合物结构的过程。 现阶段，常以现阶段，常以1313C-NMRC-NMR为主体，配合为主体，配合1 1H-NMRH-NMR、IRIR、UVUV、MSMS等波谱技术并将必要的物理，化学等波谱技术并将必要的物理，化学性质结合起来来完成有机化合物的结构研究工性质结合起来来完成有机化合物的结构研究工作。作。2ppt课件一、结构解析的常规程序一、结构解析的常规程序纯度确定分子式确定平面
2、结构式确定不饱和度确定立体构型构象确定mp.、TLC、HPLC、GC 元素分析、HR-MS、NMRxz/2y/21UV、IR、MS、NMRCD、ORD、NOE、x-ray3ppt课件二、常用谱学方法提供的结构信息二、常用谱学方法提供的结构信息1313C-NMRC-NMR 判定碳原子个数及其杂化方式（判定碳原子个数及其杂化方式（spsp2 2, sp, sp3 3） 根据根据DEPTDEPT谱判定碳原子的类型（伯、仲、叔、谱判定碳原子的类型（伯、仲、叔、季）季） 根据化学位移值判定羰基的存在与否及其种类根据化学位移值判定羰基的存在与否及其种类 根据化学位移值判定芳香族或烯烃取代基的数目根据化学位
3、移值判定芳香族或烯烃取代基的数目并推测取代基的种类并推测取代基的种类4ppt课件AldehydesKetonesAcids AmidesEsters Anhydrides Aromatic ringcarbonsUnsaturated carbon - sp2Alkyne carbons - spSaturated carbon - sp3electronegativity effectsSaturated carbon - sp3no electronegativity effectsC=OC=OC=CCC200150100500200150100500 8 - 3015 - 5520 -
4、6040 - 8035 - 8025 - 6565 - 90100 - 150110 - 175155 - 185185 - 220Correlation chart for 13C Chemical Shifts (ppm)C-OC-ClC-BrR3CHR4CR-CH2-RR-CH3RANGE/5ppt课件1H-NMR 根据积分曲线的数值推算结构中质子个数根据积分曲线的数值推算结构中质子个数 根据化学位移值判定结构中是否存在羧根据化学位移值判定结构中是否存在羧 酸、酸、醛、芳香族、烯烃和炔烃质子醛、芳香族、烯烃和炔烃质子 根据化学位移值判定结构中与杂原子、不饱和键根据化学位移值判定结构中与杂
5、原子、不饱和键相连的甲基、亚甲基和次甲基的存在与否相连的甲基、亚甲基和次甲基的存在与否 根据自旋根据自旋- -自旋耦合裂分判定基团的连接情况自旋耦合裂分判定基团的连接情况 根据峰形判定结构中活泼质子的存在与否根据峰形判定结构中活泼质子的存在与否6ppt课件 IR 判定结构中含氧官能团的存在与否（特别是结判定结构中含氧官能团的存在与否（特别是结构中不含氮原子时，非常容易确定构中不含氮原子时，非常容易确定OHOH、C=OC=O、C-O-C-O-C C这几类官能团的存在与否）这几类官能团的存在与否） 判定结构中含氮官能团的存在与否（非常容易判定结构中含氮官能团的存在与否（非常容易确定确定NHNH、C
6、NCN、NONO2 2等官能团的存在与否）等官能团的存在与否） 判定结构中芳香环的存在与否判定结构中芳香环的存在与否 判定结构中烯烃、炔烃的存在与否和双键的类判定结构中烯烃、炔烃的存在与否和双键的类型型7ppt课件 MSMS 根据分子离子峰判定分子量（但需注意的是有根据分子离子峰判定分子量（但需注意的是有时观测不到分子离子峰）时观测不到分子离子峰） 判定结构中判定结构中ClCl、BrBr原子的存在与否原子的存在与否( (根据根据 M+2M+2、M+4M+4峰的峰高比峰的峰高比) ) 判定结构中氮原子的存在与否（氮律、开裂形式）判定结构中氮原子的存在与否（氮律、开裂形式） 简单的碎片离子可与其他
7、图谱所获得的结构片段简单的碎片离子可与其他图谱所获得的结构片段进行比较进行比较 8ppt课件三、三、 综合解析的过程综合解析的过程 （一）、（一）、 分子式的推断分子式的推断 1 1、碳原子个数的推断、碳原子个数的推断 根据根据1313C-NMRC-NMR图谱的吸收峰数推测碳原子的个数，但图谱的吸收峰数推测碳原子的个数，但应注意结构中是否存在对称或部分对称现象，以免对应注意结构中是否存在对称或部分对称现象，以免对结构推断产生误导。结构推断产生误导。 2 2、质子个数的推断、质子个数的推断 根据根据DEPTDEPT谱可以获得与各个碳原子相连的质子的谱可以获得与各个碳原子相连的质子的个数，其质子总
8、和可简单地计算出来。此结果与根据个数，其质子总和可简单地计算出来。此结果与根据1 1H-NMRH-NMR的积分强度比算出的质子数应当一致。但应注的积分强度比算出的质子数应当一致。但应注意活泼质子的存在与否（与氮、氧原子连接的质子）。意活泼质子的存在与否（与氮、氧原子连接的质子）。 9ppt课件 3 3、氧原子个数的推断、氧原子个数的推断 IRIR中中OHOH、C C=O=O、C C-O-C-O-C特征吸收峰的存在与否可特征吸收峰的存在与否可判断连氧官能团的有无。此外，还可结合判断连氧官能团的有无。此外，还可结合1313C-NMRC-NMR和和1 1H-H-NMRNMR谱的化学位移值及含氧化合物
9、在谱的化学位移值及含氧化合物在1313C-NMRC-NMR，1 1H-NMRH-NMR，MSMS等图谱中应出现的相关峰来确定结构中含氧官能团等图谱中应出现的相关峰来确定结构中含氧官能团的存在与否。的存在与否。 4 4、氮原子个数的推断、氮原子个数的推断 如如MSMS中的分子离子峰是奇数，根据中的分子离子峰是奇数，根据“氮律氮律”可推可推测结构中可能含有奇数个氮原子。常利用质谱的测结构中可能含有奇数个氮原子。常利用质谱的“氮氮律律”配合其他谱图来推测结构中氮原子的存在与否及配合其他谱图来推测结构中氮原子的存在与否及其个数。其个数。 10ppt课件 5 5、卤素存在与否的判定、卤素存在与否的判定
10、根据根据MSMS谱中同位素峰强度比很容易判断结构谱中同位素峰强度比很容易判断结构中中BrBr和和ClCl原子的存在与否及其个数。原子的存在与否及其个数。 6 6、硫、磷存在与否的判定、硫、磷存在与否的判定 按按1515程序分析完后仍有未解决的问题时，程序分析完后仍有未解决的问题时，应当以应当以IRIR为中心配合其他谱图来推断结构中是否为中心配合其他谱图来推断结构中是否含有硫、磷等原子。含有硫、磷等原子。 以上以上6 6项是确定分子式的方法，但并不是所项是确定分子式的方法，但并不是所有的结构研究都必须经由这一过程，应根据情况有的结构研究都必须经由这一过程，应根据情况的不同而灵活掌握。的不同而灵活
11、掌握。11ppt课件（二）、不饱和度（二）、不饱和度（）的计算）的计算 确定化合物的分子式后，便可以进行不确定化合物的分子式后，便可以进行不饱和度的计算。饱和度的计算。 通过计算，根据不饱和度可判定化合物通过计算，根据不饱和度可判定化合物是属于芳香族还是脂肪族，这在确定化合物是属于芳香族还是脂肪族，这在确定化合物结构的过程中可提供非常有价值的信息。结构的过程中可提供非常有价值的信息。12ppt课件 （三）、结构片断的确定和连接（三）、结构片断的确定和连接 以某些熟知的官能团或结构片断为出发点，扩以某些熟知的官能团或结构片断为出发点，扩大未知的结构片断。用该方法可推测出若干个结构大未知的结构片断
12、。用该方法可推测出若干个结构片断，最后把这些结构片断组合在一起就可以推断片断，最后把这些结构片断组合在一起就可以推断整个化合物的结构。整个化合物的结构。 一般情况下应以一种分析方法中获得的信息反一般情况下应以一种分析方法中获得的信息反馈到其他分析方法中，各种谱学方法所获得的信息馈到其他分析方法中，各种谱学方法所获得的信息相互交换，相互印证，不断增加信息量，这样才能相互交换，相互印证，不断增加信息量，这样才能快捷地获得正确结论快捷地获得正确结论 化合物结构推导的重点是应掌握各结构片断之化合物结构推导的重点是应掌握各结构片断之间的相互关系，推断出相互关联的结构片断。间的相互关系，推断出相互关联的结
13、构片断。 13ppt课件例例1 根据下列图谱确定化合物（根据下列图谱确定化合物（M=72）结构，并说明依据。）结构，并说明依据。14ppt课件15ppt课件解解：1、分子式的推断：、分子式的推断：分子离子峰72，13C NMR显示：分子中有1个CH3,CH2,CH；剩余质量72-15-14-213=17，提示可能有OH;IR图谱显示有明显的OH伸缩振动。故确定分子组成为CH3,CH2,2CH，OH. 分子式： C4H8O2 2、不饱和度计算：、不饱和度计算： 4-8/2+1=13、结构单元的推断：、结构单元的推断：IR的解析的解析波数/cm-1归属IR结构信息3365羟基伸缩振动羟基乙烯基烯烃
14、甲基3083不饱和碳氢伸缩振动2979饱和碳氢伸缩振动1646双键碳碳伸缩振动1452饱和碳氢变形振动1371甲基对称变形振动1065991,912c-o伸缩振动不饱和碳氢变形振动，乙烯基烯烃16ppt课件化学位移积分裂分峰数归属推断结构信息1.33H双峰CH3CH3*-CH乙烯基烯烃2.11H单峰OHCH2-OH*羟基4.31H多重峰CHCH3-CH*-OCH3-CH-O5.11H多重峰CH=CH25.31H多重峰CH=CH25.91H多重峰CH=CH化学位移偏共振多重姓归属推断结构信息22qCH3C*H3-C4个碳；1个CH3,1个C*H-O， 1个乙烯基烯烃69dCHC-C*H-O114
15、tCH2=C*H2142dCH=C*H1H NMR解析：解析：13C NMR解析：解析：17ppt课件4、分子结构的推断、分子结构的推断结构单元：结构式：5、MS验证结构验证结构4、分子结构的推断、分子结构的推断CH3H2COCHCH2C H 3C HCHC H2O HHOCH3CHCHCH2OHM/Z=72HCCH2HCCHCH2OHCH3CHOHCH2COHM/Z=27M/Z=57M/Z=43M/Z=4518ppt课件例例2 根据下列图谱确定化合物（根据下列图谱确定化合物（M=146）结构，并说明依据。）结构，并说明依据。19ppt课件20ppt课件解解：1、分子式的推断：、分子式的推断：
16、分子离子峰146，13C NMR显示：分子中有2个CH3,2个CH2, 2个C=O；剩余质量146-215-214-228=32， 提示可能还有两个O;IR图谱显示有明显的C-O-C伸缩振动谱。故确定分子组成为2CH3,2CH2,2CO. 分子式： C6H10O42 2、不饱和度计算：、不饱和度计算： 6-10/2+1=23、结构单元的推断：、结构单元的推断：IR的解析的解析波数/cm-1归属IR结构信息2955饱和碳氢伸缩振动1个酯羰基1个酮羰基1740,1715羰基伸缩振动1438饱和碳氢变形振动12031104C-O-C不对称伸缩振动1029C-O-C对称伸缩振动21ppt课件化学位移积
17、分裂分峰数归属推断结构信息3.43H单峰CH3CH3*-oCH3O3.62H单峰CH2O=C-CH2*-C=OO=C-CH2-C=O3.73H单峰CH3CH3*-O-C=OCH3-O-C=O4.12H单峰CH2O=C-CH2*-O化学位移偏共振多重姓归属推断结构信息46tCH2C*H3-C=O6个碳，6个峰，分子无对称性；2个OCH3,2个羰基52qCH3C*H3-O60qCH3C*H3-O-C=O78tCH2O=C-C*H2-O168sCO-C*=O242sCC-C*=O1H NMR解析：解析：13C NMR解析：解析：22ppt课件4、分子结构的推断、分子结构的推断结构单元：结构式：5、M
18、S验证结构验证结构4、分子结构的推断、分子结构的推断H3COCOOH2CCCH2OCOOCOH2COH3COCH2CCH2OCOCH3OH3COCH2CCH2OCOCH3OM/Z=146H3COCH2CCH2OCOM/Z=115COCH3OM/Z=59H3COCH2M/Z=45CCH2COCH3OOM/Z=101CCHCOOM/Z=6923ppt课件例3、某化合物分子式是C9H11NO(M=149),根据下列图谱解析化合物的结构，并说明依据。24ppt课件25ppt课件NHCCH2M/Z=149OCH3NH2CCH2OCH3CH2CH3M/Z=93M/Z=77M/Z=57M/Z=2926ppt
19、课件1 1、 一个末知物的元素分析，一个末知物的元素分析，MSMS、IRIR、NMRNMR、UVUV如图所示，是推断如图所示，是推断其结构式。其结构式。27ppt课件55221CH2CH2OH28ppt课件2 2：有一化合物图谱如下，根据所给信息确定化合物的结构：有一化合物图谱如下，根据所给信息确定化合物的结构, ,写出其推导过程。写出其推导过程。MSMS（m/zm/z）: 210(M+), 105, 77, 51: 210(M+), 105, 77, 51UV(UV(max): 260nmmax): 260nmIR(CmIR(Cm-1-1): 1680, 1590, 1500, 820):
20、1680, 1590, 1500, 8201 1H-NMR(ppm) : 7.2-7.7(3H,m), 7.8-8.1(2H, m)H-NMR(ppm) : 7.2-7.7(3H,m), 7.8-8.1(2H, m)1313C-NMRC-NMR（）: 196(s), 135(d), 133(s), 131(d), : 196(s), 135(d), 133(s), 131(d), 130(d)130(d) 29ppt课件30ppt课件CCOO31ppt课件3 3：根据下列图谱确定化合物（：根据下列图谱确定化合物（M=132M=132）的结构）的结构, ,并说明依据。并说明依据。32ppt课件H
21、3COCCH2COCH3OO33ppt课件4 4：根据下列图谱确定化合物（：根据下列图谱确定化合物（M=86M=86）的结构）的结构, ,并说明依据。并说明依据。34ppt课件H2CCHCHOH3CCH335ppt课件5 5：某化合物：某化合物C C9 9H H1212O O2 2 （M=152M=152）, ,根据下列图谱确定化合物的根据下列图谱确定化合物的结构结构, ,并说明依据。并说明依据。36ppt课件OCH2CH3H2CHO37ppt课件6 6：根据下列图谱确定化合物（：根据下列图谱确定化合物（M=102M=102）的结构）的结构, ,并说明依据。并说明依据。38ppt课件H3CCHCOOCH3CH339ppt课件9 9：根据下列图谱确定化合物（：根据下列图谱确定化合物（M=136M=136）的结构）的结构, ,并说明依据。并说明依据。40ppt课件H2COCHO41ppt课件
