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姚新生有机波谱解析第五章综合解析ppt演示课件

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波谱分析课件chapter5MS

波谱分析课件chapter5MS
4. Spray ionization (SI)
for LC-MS, biomolecules, etc.
Electron Ionization (EI)
• vaporized sample is bombarded with high energy electrons (typically 70 eV)
Cycloalkenes • prominent molecular ion • retro Diels-Alder cleavage
Alkyne Fragmentation
• Molecular ion readily visible • terminal alkynes readily lose hydrogen atom • terminal alkynes lose propargyl cation if possible
• “hard” ionization method leads to significant fragmentation
• ionization is efficient but non-selective
• PLK Chapter 8 is written from an EIMS perspective
MALDI
• Sample/matrix hit by short laser pulse • Matrix usually organic acid with strong electronic
absorption at laser’s wavelength • Efficiently produces intact molecular ions ( usually
• Long chains give homologous series of m/z = 14 units • Long chains rarely lose methyl radical • Straight chain alkanes give primary carbocation • branched alkanes have small or absent M+ • enhanced fragmentation at branch points

有机化学有机化合物的波谱分析PPT课件

有机化学有机化合物的波谱分析PPT课件
红外光谱是以波长λ或波数σ第为5横页/坐共8标0页，表示吸收峰的峰位；以透射比 T(以百分数表示,又称为透光率或透过率)为纵坐标，表示吸收强度。
5
7.2.1分子化学键的振动和红外光谱
1.振动方程式
可把双原子分子的振动近似地看成用弹簧连接着的两个小球的 简谐振动。根据Hooke定律可得其振动频率为：
分子化学键的振动是量子化的，其能级为：
式中: υ为振动量子数(0，1，2，…)；h为Planck常量；ν振为化学 键的振动频率。
第8页/共80页
8
分子由基态υ =0跃迁到激发态υ =1时吸收光的能量为：
第9页/共80页
9
分子振动频率习惯以σ表示，由(7–2)式、(7–3)式和(7–5)式得：
红外吸收峰的峰位(σ)取决于键的力常数，以及键两端所连原子的 质量m1和m2，即取决于化合物分子的结构。这是红外光谱用来测 定化合物结构的理论依据。
n≥4在 725~720 处有吸 收。
32
1300 cm-1以下区域的光谱：715 cm-1处的面外弯曲振动吸收，表明 烯烃为顺式构型。
综合以上分析，有双键吸收，无三键及甲基吸收，另一不饱 和≥4在 725~720 处有吸 收。
33
7.3核磁共振谱（NMR）
这样对测定有机化合物结构毫无意义。但实验证明，在相同频 率照射下，化学环境不同的质子在不同的磁场强度处出现吸收峰。
第20页/共80页
20
3.鉴定已知化合物
用被测物的标准试样与被测物在相同条件下测定红外光谱，若 吸收峰位置、强度和形状完全相同，可认为是同一种物质(对映异 构体除外)。若无标准试样而有标准谱图，可查阅标准谱图。
查阅时应注意被测物与标准谱图所用试样的状态、制样方法、 所用仪器的分辨率等是否相同。

波谱分析第五章

波谱分析第五章

Typical Solvents
Solvent（溶剂）
acetone（丙酮） benzene （苯） chloroform （氯仿） dimethylsulfoxide(二甲亚砜） Dioxane （二氧六环） methanol （甲醇）
d (ppm)
206.0, 24.8 128.0 77.0 39.5 66.5 49.0
在只考虑 1JCH 偶合时，各个碳在偶合谱中的峰数和相 对强度如下表。
表5-1 CHn体系的峰数及强度比
峰数 峰数代号 多重峰相对强度 体系
季碳
1
s
-
CH
2
d
1：1
>CH2 -CH3
3
t
4
q
1：2：1 1：3：3：1
对于其他任意原子构成的CXn系统，计算裂分峰的通 式为(2nIx+I)。
当X为1H,19F,时,I=1/2，故(2nIx+l)=n+l。
在13C-NMR测定中常规的测试就是质子宽带去偶。
双共振又分为同核双共振(如1H-1H)和异核双共振(如 13C-13C)。
通常采用符号A{X}表示，A表示被观察的核，X表示被 另一射频照射干扰的核。
因为在天然丰度的化合物中，可以不考虑13C-13C 偶合， 故双共振都是异核双共振。因此质子去偶的双共振表示为 13C{1H}。
(d)DEPT1350 CH CH3 CH2
76
4
3 21
5
(c)DEPT900 CH
(b)DEPT450 全部有氢碳
(a)13CNMR 所有的碳原子
76 5
76 5
87 6
12
9 11 10
5

姚新生有机波谱解析有机化合物的波谱解析PPT共100页

姚新生有机波谱解析有机化合物的波谱解析PPT共100页
姚新生有机波谱解析有机化 合物的波谱解析
41、实际上，我们想要的不是针对犯 罪的法 律，而 是针对 疯狂的 法律。 ——马 克·吐温 42、法律的力量应当跟随着公民，就 像影子 跟随着 身体一 样。— —贝卡 利亚 43、法律和制度必须跟上人类思想进 步。— —杰弗 逊 44、人类受制于法律，法律受制于情 理。— —托·富 勒
45、法律的制定是为了保证每一个人 自由发 挥自己 的才能 ，而不 是为了 束缚他 的才能 。—— 罗伯斯 庇尔
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
Thank you

姚新生有机波谱解析有机化合物的波谱解析 共99页

姚新生有机波谱解析有机化合物的波谱解析 共99页

亚甲基的振动模式：
3.有机化合物基团的特征频率
区段 波数范围/cm-1 振动类型
(Ⅰ) N-H 和 O-H 伸 缩振动 区
3750～3000
O-H 伸缩 N-H 伸缩
(Ⅱ)
特 征 频 率
不饱和 C-H 伸 缩振动 区
区
3300～3010
≡C-H
伸缩
=C-H 伸缩
(Ⅲ) 饱和 C-H 伸 缩振动 区
振动类型 C≡C 伸缩 C≡N 伸缩 -N=C=O 伸缩 -C=C=O 伸缩
C=O 伸缩
C=C 伸缩 C=N 伸缩 N=N 伸缩 C-H 面 内 弯曲
相 关 有 机 化 合 物 中 基 团 的 特 征 频 率 /cm-1 炔 RC≡CH 2140-2100(S) RC≡ CR’2260-2190(v,w) 腈 2260～2240(m)
1945年 Stanfold University 的F.Bloch(布洛赫） Harvard University 的E.M Purcell(珀塞尔)
发现了核磁共振现象，他们于1952年获诺贝尔物 理学奖。随后，核磁共振在鉴定化合物结构方面 获得广泛应用。
某些质量数或原子序数为奇数的原子核，其自旋量子 数 不 为 零 。 其 中 1H 、 13C 、 19F 、 31P 核 的 自 旋 量 子 数 I=1/2，它们在磁场中有两种自旋方向。
注：
1.对1H、13C来讲，没有外磁场时，两种自旋
方向不同核能级相同。
2.产生核磁共振的条件是： h
即


2
H0
rh

2
H0
E
3.1H NMR 谱的应用范围最广，其次为13C
NMR,本节主要介绍1H NMR。

波谱分析 第五章 1仪器及原理

波谱分析 第五章 1仪器及原理

记录 按质量大小顺序排列的质谱图
光谱仪中，光栅（棱镜）对光束起着折射和色散作用。 质谱仪中，质量分析器对离子束起着偏转和质量色散作用。 但离子和光子的本质不同，因此质谱和光谱的作用原理不同。
192
2021/3/12
质谱分析法特点
1、应用范围广。 可对无机物、有机物进行分析。可做化 合物结构分析、测定分子量、同位素分析、环境监测、定性 和定量化学分析等。可对气体、液体、固体样品进行分析。
波谱分析 第五章 1仪器及原 理
一、概述
质谱分析法是通过对样品的质量与强度的测定,进行成分 和结构分析的方法。广泛用于有机分子结构测定,当试样极 微量时,质谱几乎是唯一能确定结构的方法。
光线(束）
色散
光源
色散元件
1、 2、 3 …
记录 按波长长短顺序排列的光谱图
离子射线
按m/z
离子源
质量分析器
M1、 M2、 M3、…
2、可以测定微小的质量和质量差。可以精确测定样品分子 量，推测样品的分子式、结构式。
3、灵敏度高，样品用量少。有机质谱仪绝对灵敏度可达 50pg,无机质谱仪绝对灵敏度可达10-14g.样品常用量约1mg , 极限用量只需几g。
4、分析速度快，并可实现多组分同时测定。 5、仪器设备复杂、价格昂贵、仪器操作及谱图解释需经专 门训练。
R = 79.0421/（ 79.0502- 79.0421 ）= 9759
如：R为15万的仪器测量质量数为500的化合物： M = M/R = 500/150 000 = 0.0033
2.质量范围： 仪器所能测量的最大m/e值，即仪器测量的最大质量数。
不同用途的质谱仪质量范围差别很大： 气体分析用质谱仪质量范围2～100以内。 有机质谱仪质量范围几十 ～几千。 质量范围与加速电压有关，降低加速电压，可扩大质量范

波谱综合解析ppt课件

波谱综合解析ppt课件
IR能给出大部分官能团和某些结构单元存在的信息，从谱 图特征区可以清楚地观察到存在的官能团，从指纹区的某些
相关峰也可以得到某些官能团存在的信息。
(2) 有机质谱
MS除了能够给出分子式和相对分子量的信息，还可以 根据谱图中出现的系列峰﹑特征峰﹑重排峰和高质量区碎
片离子峰确定结构单元。
7
波谱综合解析步骤
的手段去解决剩余结构问题。
2
IR: 3030cm-1, 1600 cm-1, 1500 cm-1.
R 1H: 7.2ppm
13C: 120-140ppm UV: E, B吸收带。 MS：m/z=77,51,……
=91,65,39 ……
CH CH3 CH3
IR: 1380 cm-1裂分等高双峰。 1H: 双峰，多重峰。
谱图综合解析实例3
质谱MS验证结构： O
- O C CH3
CH2 O
CH2 O C CH3
-
O
- CH2 O C CH3
- CH3
CH2 O
O C CH3
m/z=43
m/z=77
- HC CH
O CH2 O C
- CO
m/z=91
HC CH
m/z=65
CH2 O
m/z=51
m/z=135
m/z=107
13C: 双峰，四重峰。
3
二、 波谱综合解析步骤
1) 解析前应了解尽可能多的信息
首先了解样品的来源和纯度； 纯物质要了解其熔点、沸点、溶解性能等物理化学性 质以及用其它分析手段所测得的数据（如分子量、元素
分析数据）等； 混合物需要精制后才能进行波谱分析，或采用一些联
用技术分析。
4

有机化合物波谱分析(课堂PPT)

有机化合物波谱分析(课堂PPT)
23
不同能量的电磁波能引起物质不同运动状态的变化，促 使一定能态的基态跃迁至激发态，在连续的电磁波谱上出现 吸收信号。
3
高能辐射区 光学光谱区
γ 射线 x 射线 紫外光 可见光 红外光
引起原子核的裂变
短
使内层电子逸出轨道
引起原子和分子外层价电子跃迁 引起分子振动和转动状态变化
波长
波谱区
微波 引起单电子自旋改变烯Βιβλιοθήκη 类型各类烯烃的特征吸收位置表
v=C–H／cm-1
vC=C／cm-1
RHC=CH2 R1R2C=CH2 R1HC=CHR2(Z)
3100~3000(m) 3100~3000(m) 3100~3000(m)
R1HC=CHR2(E) 3100~3000(m)
R1R2C=CHR3
3100~3000(m)
面外弯曲γ：包括面外摇摆和蜷曲。 面外摇摆ω
蜷曲τ
14
变形振动δ ：包括对称变形振动和不对称变形振动。 对称的变形振动δs
不对称的变形振动δas
15
8.1.2 烃类化合物的IR谱图解析
8.1.2.1 烷烃
烷烃的IR谱应关注三个吸收段的情况： (1) C–H伸缩振动(vC–H)：3000~2800cm-1；
形判断化合物的官能团，确定化合物类别。 红外光谱产生必要条件 分子在振、转过程中的净偶极矩的变化不为0，即分子产生
红外活性振动过程中：
Δμ ≠ 0
8
8.1.1 分子的振动和红外光谱
8.1.1.1 振动方程式
√ √ 1
v振 动 =2 π
μ K=2 1 π Km 11+m 12
√ 1
σ=2πc
K
m 11+

姚新生有机波谱解析综合解析课件

姚新生有机波谱解析综合解析课件
B 4.440
HA
H
CH2 Br
A
B
H
HA
A
HA
36
质子去耦13CNMR表明：
质子去耦13CNMR谱
结果： 位置 δ 1 137.75 2 128.96 3 128.67 4 128.26 5 33.43
姚新生有机波谱解析综合解析
37
(6)偏共振13CNMR谱:
• 吸收峰位置(δ) 峰裂分情况
• ～30
分子
式C7H7Br，
姚新生有机波谱解析综合解析
39
综合解析：
④1HNMR表明：
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
7～8
5
多峰 苯环上氢
4～5
2
⑤13CNMR表明：
单峰
-CH2 无相邻碳上氢
吸收峰位置(δ) 对应碳种类数 峰裂分情况 对应碳章在前各章学习的基础上，通过一些 实例练习来具体介绍波谱综合解析的主 要步骤及它们之间如何配合和如何相互 佐证。
姚新生有机波谱解析综合解析
12
二、综合光谱解析的顺序与重点
1．了解样品
来源： 天然品、合成品、三废样品等、
物理化学性质与物品理化学参数：
物态、熔点、沸点、旋光性、折射 率、溶解度、极性、灰分等，
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。
姚新生有机波谱解析综合解析
7
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 要提供化合物中所含
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

姚新生有机波谱解析综合解析共83页PPT

姚新生有机波谱解析综合解析共83页PPT

▪
28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
▪
29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
▪
30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。有机波谱解析综 合解析
6、纪律是自由的第一条件。——黑格 尔 7、纪律是集体的面貌，集体的声音， 集体的 动作， 集体的 表情， 集体的 信念。 ——马 卡连柯
8、我们现在必须完全保持党的纪律， 否则一 切都会 陷入污 泥中。 ——马 克思 9、学校没有纪律便如磨坊没有水。— —夸美 纽斯
10、一个人应该：活泼而守纪律，天 真而不 幼稚， 勇敢而 鲁莽， 倔强而 有原则 ，热情 而不冲 动，乐 观而不 盲目。 ——马 克思
▪
26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
▪
27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
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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。
5
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、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
15
二、综合光谱解析的顺序与重点
4．紫外吸收光谱 由未知物的紫外吸收光谱上吸收峰的位置，推测共轭情况(p—π与π—π 共轭、长与短共轭、官能团与母体 共轭的情况)及未知物的类别(芳香 族、不饱和脂肪族)。
16
5．红外吸收光谱 用未知物的红外吸收光谱主要 推测其类别及可能具有的官能团等。
解析重点：
17
6．核磁共振氢谱的解析顺序 首先确认孤立甲基及类型，以积分高
度，计算出氢分布。 其次是解析共振吸收峰，确定归属。 最后解析谱图上的偶合部分，根据偶
合常数、峰分裂情况及形状推测结构信 息。
18
7．核磁共振碳谱的解析重点 ①查看全去偶碳谱(COM谱)上的谱线数与分子式
中所含碳数是否相同？
数目相同:说明每个碳的化学环境都不相同， 分子无对称性。
2．确定分子式 由质谱获得的分子离子峰的精密质量数 或同位素峰强比确定分子式。必要时， 可配合元素分析。质谱碎片离子提供的 结构信息，有些能确凿无误地提供某官 能团存在的证据，但多数信息留作验证 结构时用。
14
二、综合光谱解析的顺序与重点
3．计算不饱和度 由分子式计算未知物的不饱和度 推测 未知物的类别，如芳香族(单环、稠环 等)、脂肪族(饱和或不饱和、链式、脂 环及环数)及含不饱和官能团数目等。
数目不相同(少):说明有碳的化学环境相同,分 子有对称性 ②由偏共振谱(OFR)，确定与碳偶合的氢数。 ③由各碳的化学位移，确定碳的归属。
19
8.验证 根据综合光谱解析，拟定出未知物的分子 结构，而后需经验证才能确认。
①根据所得结构式计算不饱和度，与由分子式计 算的不饱和度应一致。
②按裂解规律，查对所拟定的结构式应裂解出的 主要碎片离子，是否能在MS上找到相应的碎 片离子峰。
羰基峰是红外吸收光谱上最重要的吸收峰(在 1700cm-1左右的强吸收峰)，易辨认。其重要性 在于含羰基的化合物较多，其次是羰基在1H— NMR上无其信号，在无碳谱时，可用IR确认羰 基的存在。氰基(2240cm－l左右)等不含氢的官 能团，在1H—NMR上也无信号；此时IR是 1H—NMR的补充。
9
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
偏共振谱(off resonance de-coupling，OFR，部
考虑。紫外吸收光谱法主要用于定量分析。
6
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。
7
核磁共振氢谱在综合光谱解析中的作用
12
二、综合光谱解析的顺序与重点
1．了解样品 来源： 天然品、合成品、三废样品等、 物理化学性质与物品理化学参数：
物态、熔点、沸点、旋光性、折射 率、溶解度、极性、灰分等，
可提供未知物的范围，为光谱解析提供线索。 一般样品的纯度需大于98％，此时测得的光谱， 才可与标准光谱对比。
13
二、综合光谱解析的顺序与重点
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 (q)碳、谱三中重C峰H(t3)、、C二H重2、峰C(Hd)与及季单碳峰分(s)别。为四重峰
10
四大光谱综合波谱解析
• 一般情况，由IR、1H—NMR及MS三种 光谱提供的数据，即可确定未知物的化 学结构。若不足，再增加13C-NMR等。 特殊情况，还可以辅助以其的作用
4
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。
• 核磁共振氢谱(1H—NMR) 在综合光谱解析中主 要提供化合物中所含
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
三方面的结构信息。
8
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。
• 在进行综合光谱解析时，不可以一种光 谱“包打天下”，各有所长，取长补短， 相互配合、相互补充。
11
四大光谱综合波谱解析
• 如何利用紫外光谱，红外光谱、核磁共 振光谱和质谱的资料推断结构、每个化 学工作者有自己的解析方法，所以无须、 也不可能设计一套固定不变的解析程序。
• 本章在前各章学习的基础上，通过一些 实例练习来具体介绍波谱综合解析的主 要步骤及它们之间如何配合和如何相互 佐证。
第5章 综合解析
1
本章学习要求：
• 了解有机化合物结构分析的一般 程序。
• 能够综合运用所学的波谱知识， 进行有机化合物的结构分析。
2
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。