综合谱图解析习题

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HNMR谱图解析

从左至右，四类质子的强度比为2：2：3：3，其和为10；而化学式中有20个质子，表明分子是对称的。
由在0.9附近三重峰和1.8附近的四重峰，可推知可能存在-C-CH2CH3的结构
由在1.1附近三重峰和4.1 附近的四重峰，可推知可能存在-O-CH2CH3的结构
IR指示其为酯类化合物，
21
（2）再看图的上部分， =6.8处是芳环质子峰，相对峰高表明有3个质子。脂肪链上质子数为9的单峰故该化合物为C6H3（CH3）3 且芳环质子峰无裂分现象，说明该化合物为1，3，5-三甲基苯。
22
例4：已知一化合物的化学式为C4H6OF3Br，已测得其核磁共振波谱图如下，试推断其结构。
24
。例：某未知物分子式为C5H12O，其核磁共振氢谱如图所示，求其化学结构
H3C
CH3 H2
C C OH
CH3
25
例：某化合物的分子式为C6H10O3，其核磁共振谱见图。试确定该化合物结构。
CH3CH2OCOCH2COCH3
26
解析实例
例1 某化合物分子式为C8H12O4，根据谱图推其结构。
34
2.分子式为C3H60的某化合物的核磁共振谱如下，试确定其结构。
谱图上只有一个单峰，说明分子中所有氢核的化学环境完全相同。结合分子式可断定该化合物为丙酮。 35
3-溴丙炔的1HNMR
36
例4：C10H12O的核磁共振氢谱如下，推导其结构。
S a t A p r 2 2 0 9 :4 3 :0 9 2 0 0 0 : (u n title d ) W 1 : 1 H A xis = p p m S c a le = 4 1 .6 7 H z/ c m
•低δ= 3.87 CH3上氢，低场移动，与电负性强的元素

谱图综合解析

二、确定分子式，计算不饱和度

杂原子存在的判断

MS

F: M-19, M’-20, M-50 m/z: 20(w), 31, 57(Ar) Cl: M+2 >33% M; M-35, M’-36 m/z: 35/37, 36/38, 49/51, … Br: M+2 = M; M-79, M’-80 m/z: 79/81, 80/82 I: M+1偏低; M-127, M’-127, M’-128 m/z: 127, 128, 254(I2) P: m/z: 47(PO), 65(PO2H2), 99(PO4H4)

O: M’-17, M’-18, M’-28, M’-29 m/z: 31+14n; 32+14n; 33+14n (no S) N: M+奇数，大量偶数碎片 M’-17, M’-27, M’-30, M’-46 m/z: 30+14n (amine) S: M’+2 (>5%) M’-33, 34, 47, 48, 64, 65 m/z: 34, 35, 44, 45; 47+14n; 48(SO), 64(SO2)…
1 2 2 1 20 8 8 20
2
7 (3+2+2)
3
Problem 12
Problem 12
Problem 12
H-NMR: 峰形, J, H(计算) 13C-NMR: (计算) C IR: 910-670 cm-1 MS: 邻位效应
正构长链烷基
1H-NMR:
-CH2 低场，1.25 ppm强耦合体系 13C-NMR: 除-C以外， < 35 ppm C MS: m/z: 29, 43, 57, … IR: 2920, 2850, 1470, 723 cm-1

谱图综合解析1

2021/7/3
精选版课
件ppt
13
5）核磁共振碳谱 (13C NMR)
δ 30
33 44 120~130 142
2021/7/3
偏共振多重性
t
t t d s
精选版课件ppt
归属
CH2
CH2 CH2 CH
C
14
推断
CH2-CH2-CH2
C=C-CH2-CH2 Cl-CH2-CH2
苯环上没取代的碳苯环上取代的碳
CH 2O C CH 3
6）质谱验证MS
2021/7/3
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22
O CH 2 O C CH 3
O
- O C CH 3
-
CH 2 O
CH 2 m /z= 91
O
HC CH
-O CH 2 O C CH 3
- CH 3
C CH 3
m /z= 43
m /z= 65
m /z= 77
- HC CH
86(M ) 71
m /z
7
H3C O
-
H2C CH C CH 3
H3C
- H3C CH
O C CH 3 m/z=43
CH 3 H3C H3C CH
O C m/z=71
-CO H3C
m/z=43 H3C CH
-H2
C3H5
m/z=41
2021/7/3
精选版课
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8
例2 . 某化合物元素分析数据如下：
3）核磁共振氢谱 1H NMR
3H
3H
2H 2H
2H
2021/7/3
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13C核磁共振波谱及谱图解析示例

3 2011-12-5
溶剂的化学位移
• CDCl3： 77.0 (t);
• CD3COCD3: 30.0(7)、206.8(s);
• CD3OD: 49.3(7);
• C6D6:
128.7(t);
• CD3SOCD3: 39.7(7);
4 2011-12-5
化学位移规律：烷烃
碳数n >4 端甲基 δC=13-14
δC>δCH> δCH2 >δCH3
邻碳上取代基增多δC 越大
取代烷烃: H 3C C H2 C H2 13.9 22.8 34.7
C H2 C H3
5 2011-12-5
化学位移规律：烯烃
δC=100-150（成对出现）
CC
端碳δ=CH2 ≈ 110；邻碳上取代基增多δC越大：
2 5 .4
CH 3
CH 3
H 3C 3 0 .4
2 9 .9 H 3C
C
CH 2
CH
5 2 .2
3
CH 3 5 3 . 5
C
CH 2
C
CH 2
1 4 3 .7 1 1 4 .4
2 4 .7 CH 3
CH CH 3
CH 3
H2C
C H
O
CH3
84.2 153.2
H2C
C H
O
CH3
6 2011-12-5
化学位移规律：炔烃
2013113核磁共振波谱核磁共振波谱核磁共振波谱分析法分析法分析法一generalization二化学位移chemicalshift三偶合与弛豫couplingandrelaxation四13cnmrspectrograph概述13cnmr谱图第五节第五节第五节核磁共振谱简介核磁共振谱简介131313ccc核磁共振谱简介nuclearmagneticresonancespectroscopy

第七章综合谱图解析

第七章波谱分析综合谱图解析
学习目的通过本章学习，应了解有机化合物结构分析的一般程序；掌握相对分子质量和元素分析数据推测化合物可能的分子式的基本方法；能够运用所学的波谱知识，进行有机化合物的结构分析。
7.1综合解析概述

为了解决有机化合物的结构测定，往往需要依据MS、1H NMR、13C NMR、IR、UV等进行综合解析。在进行综合谱图解析前，应注意下列几点： 1.解析练习和实际样品解析之间的差别； 2.各种解析方法的优点及其局限性。
结构
碳谱
氢谱
IR
MS
UV
NO2
没有直接信息
没有直接信息
C-NO2 m/z 1580-1500 46 1380-1300 O-NO2 1650-1620 1285-1270 N-NO2 1630-1550 1300-1250
CH3-NO2 271nm (R)
硝基苯 252(E2) 280(R) 330(B)

例题5. 某未知物的MS、IR和1 H NMR谱图如下，请推测其分子结构。

例题6. 某化合物五谱数据及谱图如下a～d，试推测其结构。 UV光谱数据：在乙醇中λ max=275nm(ε =12)
IR谱
1H
NMR
13C
NMR
MS谱

例题7. 试从下列各种谱图推出未知物的结构。
MS谱
IR谱

例题2. 假定某样品只有C、H、N和O元素组成，经元素分析仪测定，其中C：70.80%， H： 6.8%，N：10.4%，O：12%。确定其ห้องสมุดไป่ตู้简式。
例题3. 某一样品经元素分析仪测定，其中 C：69.05%， H：4.9%，O：26.05%。求其最简式。

谱图综合解析实例

胺基的存在
• 氨基化合物与羟基化合物一样也容易形成氢键，在谱图解析时要充分考虑氢键的影响。
• ①红外光谱观测特征区产生的3300-3500cm-1附近的氨基（-NH2）伸缩振动吸收带，游离伯胺在约3400cm-1和约3500cm-1附近出现双峰，而仲胺在3300-3450cm-1出现一个谱峰；氢键使其波数低移约100cm-1。
式。 • (3) 由质谱的分子离子峰确定分子量，结合元素分析求得
最简式导出分子式。或结合NMR谱推导的氢原子数目及碳原子数目之简比，确定化合物的分子式。 • 2. 不饱和基的判断 • 不饱和度大于零的化合物，从IR谱（C=O，C=C，苯环， C≡C），1H NMR（羧氢，醛氢，烯氢，芳氢），13C NMR （C=O，C=C，苯环，C≡C），UV（210 nm以上吸收）
• ④紫外光谱出现R吸收带。醛酮R吸收带出现在280～ 290nm 附近，酸醋R吸收带出现在200-210nm附近
2012-6-13
饱和碳氢的存在
• 在饱和碳氢化合物在紫外光谱中没有信息，但在红外光谱、氢核磁 • 共振波谱、碳核磁共振波谱和质谱中均有明显的特征谱峰。 • ①红外光谱观测特征区产生的约2900cm-1，约2800cm-1附近的饱
• ②氢核磁共振波谱氨基的化学位移由子受氢键的影响，因此δ 与羟基一样也无定值；可通过氖交换方法确定氨基、羟基等活泼氢；一般酰胺氨基的化学位移在7-8，脂肪胺氨基的化学位移在 0.5-5，芳香胺氨基的化学位移在2.5-5.
• ③碳核磁共振波谱氨基在碳谱上也不能直接反映，但与氨基相连的碳原子化学位移也向低场位移。
2012-6-13
• 3. 活泼氢的识别 • OH，NH2，COOH，CHO可由IR，1N NMR谱识

综合谱图解析

1、某未知物分子式为C5H12O，它的质谱、红外光谱以及核磁共振谱如图，它的紫外吸收光谱在200 nm以上没有吸收，试确定该化合物结构。

1 :2 : 9[解] 从分子式C5H12O，求得不饱和度为零，故未知物应为饱和脂肪族化合物。

未知物的红外光谱是在CCl4溶液中测定的，样品的CCl4稀溶液的红外光谱在3640cm-1处有1尖峰，这是游离O H基的特征吸收峰。

样品的CCl4浓溶液在3360cm-1处有1宽峰，但当溶液稀释后复又消失，说明存在着分子间氢键。

未知物核磁共振谱中δ4. 1处的宽峰，经重水交换后消失。

上述事实确定，未知物分子中存在着羟基。

未知物核磁共振谱中δ0.9处的单峰，积分值相当3个质子，可看成是连在同一碳原子上的3个甲基。

δ3.2处的单峰，积分值相当2个质子，对应1个亚甲基，看来该次甲基在分子中位于特丁基和羟基之间。

质谱中从分子离子峰失去质量31（－CH 2OH ）部分而形成基峰m/e57的事实为上述看法提供了证据，因此，未知物的结构是CCH 3H 3CCH 3CH 2OH根据这一结构式，未知物质谱中的主要碎片离子得到了如下解释。

CCH 3H 3CCH 3CH 2OH+.C +CH 3CH 3H 3CCH 2OH +m/e31m/e88m/e57-2H -CH 3-CH 3-HCH 3C CH 2+m/e29m/e73m/e412、某未知物，它的质谱、红外光谱以及核磁共振谱如图，它的紫外吸收光谱在210nm 以上没有吸收，确定此未知物。

2263[解] 在未知物的质谱图中最高质荷比131处有1个丰度很小的峰，应为分子离子峰，即未知物的分子量为131。

由于分子量为奇数，所以未知物分子含奇数个氮原子。

根据未知物的光谱数据亚无伯或仲胺、腈、酞胺、硝基化合物或杂芳环化合物的特征，可假定氮原子以叔胺形式存在。

红外光谱中在1748 cm -1处有一强羰基吸收带，在1235 cm -1附近有1典型的宽强C －O －C 伸缩振动吸收带，可见未知物分子中含有酯基。

5.综合解析(12)

第 5 章综合解析
(synthesis analysis )
2014-12-28
1
综合解析
（1）了解样品的信息，包括来源、熔点、沸点等；（2）通过质谱或其他方法确定化合物的分子式；（3）求出化合物的不饱和度，大致判断化合物的类型，如是否为不饱和化合物，是否具有芳环结构等；（4）从四个波谱中提取有关结构的信息，列出可能的片断；（5）确定各片断的连接方式，列出可能的结构式；（6）确定最可能的结构，通过质谱加以验证；
CH3 CH CH3 O C CH3
CH3 CH CH3
O C CH3
C5H10O－C3H7－C2H3O＝0 ∴可能结构：
2014-12-28
10
5．MS验证：
CH3 CH3 CH CH3 O C m/z 86 CH3
+ .
CHC
α 裂
O
+
CO
CH3 CH3C O
+
m/z 71 m/z 43
C3 H7
65 12.8 157
75 91 22.1 18.2 200 201 （M +） 32.2 54.4 5.7
99 8.1 202 17.9
34
2014-12-28
ζ (cm-1) 3073
3058
3040
3016
2995
2968
2958
2942
2924
1717
T% 52 ζ (cm-1) 1594
C6H5—CH2—CO—C2H5
2014-12-28
33
例10. 根据未知物的MS、IR以及1H-NMR谱图推测其分子结构。
m/z RI% m/z RI%

有机化学的四谱综合解析

O H H3C C N CH3
最后再对有关结构进行验证，最终确定该化合物的结构无误。
例5、试根据下列谱图解析该化合物的结构
元素分析结果： C: 78.6%， H: 8.3%
解析步骤：确定分子式：从红外谱图知结构中可能含-OH，所以可能含氧原子；
从质谱图中知道分子离子峰为122，所以分子量为122。
常规碳谱的化学位移值在220ppm以内吸收峰的归属是基于参照化合物作出的通常碳谱能分辨芳香环的取代
R R R R R R
影响碳原子化学位移的因素
1、碳原子的杂化状态：三种不同的碳原子杂化轨道 SP、SP2、 SP3 体现在化学位移值完全不同： SP3杂化： CH3— 20~100 SP2杂化： —CH=CH2 100~200 SP2杂化： C=O 150~220 SP杂化： —C≡CH 70~130
各类1H的化学位移值
饱和碳上的氢：0~2 相邻有电负性基团的饱和碳上的氢：2~4.5 炔氢：2~3 烯氢：4.5~6.5 芳氢：6~8 具体还查阅相应的醛氢：9~10 表格中的数据羧基上的氢：10~13 烯醇中的氢：11~16
各类活泼氢的化学位移
常见的活泼氢有 –OH、-NH2、-SH等，由于它们在溶剂中质子交换速度很快，并受氢键等因素影响所以大致范围如下：
2、碳核周围的电子云密度：（1）诱导效应、共轭效应和立体效应都能影响化学位移的变化。（2）碳正离子出现在低场，碳负离子出现在高场
核磁共振碳谱的解析
1、鉴别谱图中真实谱峰
2、计算不饱和度
3、掌握影响化学位移的因素
4、分子对称性分析：
若谱线数目等于元素组成式中碳原子数目，说明分子无对称性；若谱线数目小于元素组成中的碳原子数目，说明分子有一定的对称性，这在推测结构时应予以重视。如果化合物中碳原子数目较多时，应考虑到不同碳原子的值可能偶合重合。

有机波谱综合解析例题

例题1. 图示一未知化合物的红外、氢谱、质谱。

紫外光谱在210nm以上没有吸收。

氢谱δ0.9（12个氢），δ1.2~2.0（6个氢），δ2.5（4个氢）。

推导未知物结构。

292814601380236例题2. 图示一未知化合物的氢谱、红外、紫外和质谱（M+为222）。

紫外光谱：浓度1.6mg/25ml的乙醇溶液，槽的厚度为5mm。

氢谱δ8.2~7.6多重峰（4个氢），δ4.5附近四重峰（4个氢），δ0.8附近三重峰（6个氢）。

根据这些光谱写出结构式。

446例题3.图示一未知化合物的氢谱、红外、紫外和质谱。

化合物由C、H、O、N 组成，高分辨质谱M+109.0527确定分子式C6H7NO。

紫外光谱：（a）浓度3.45mg/25ml,槽的厚度5mm.(b)加酸（c）加碱。

氢谱：δ7.8（1个氢），δ7~6.7(1个氢)，δ6.3~6（3个氢），δ4.4（2个氢），推导结构式。

例题4. 未知物质谱确定分子量为137，其红外光谱图中3400~3200cm-1有一个宽而强的吸收峰，根据氢谱和碳谱推测未知物结构。

氢谱中从低场到高场各峰面积比为2:2:1:2:2:2。

例题5未知物元素分析结果为C:68.27%，H:7.63%，N:3.80%，O:20.30%。

图示未知物的红外、紫外、质谱、核磁共振谱（1H、13C、DEPT45、DEPT135、DEPT135、HMQC、HMBC），推测化合物结构。

例6.下面给出某一未知物的MS、IR、和氢谱，试推测其结构。

例7. 从伞形科植物防风中提取分离得到一个化合物，为无色针状结晶，UV max(MeOH)nm: 232,287,325, 在紫外灯下显天蓝色荧光，氢谱、碳谱、HMBC、MS谱如图所示，试解释其结构。

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综合谱图解析习题
1、某化合物的四谱图如下，试推导其可能的结构式。
2. 某化合物的四谱图如下，试推导其可能的结构式。
3. 某化合物的四谱图如下，试推导其可能的结构式。
4. 某化合物的四谱图如下，试推导其可能的结构式。
5. 某化合物的四谱图如下，试推导其可能的结构式。
6. 某化合物的四谱图如下，试推导其可能的结构式
9. 某化合物的四谱图如下，试推导其可能的结构式。
10．某化合物的四谱图如下，试推导其可能的结构式。
11. 某化合物的四谱图如下，试推导其可能的结构式。7来自根据如下信息推导其可能的结构式
• 化合物X(C8H10O3)经稀酸水解得乙二醇和 Y(C6H6O2),Y的红外在1690cm-1有强吸收峰， Y的1HNMR：化学位移2.9（单，4H），化学位移6.7（单，2H）。Y在乙醇中长时间放置可转化为对苯二酚，写出X、Y的结构。
8.某化合物C8H11N (M = 121)根据下列谱图解析此化合物的结构，并说明依据 .