综合光谱解析法
1. 概述 2. 综合光谱解析的一般步骤 3. 解析示例 4. 小结
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分析化学课件
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述
综合光谱. ..
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1.概述 1.概述
四谱综合解析的重要性; 四谱综合解析的重要性 避免单一谱解析的局限性
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1.概述 1.概述 UV、IR、MS与NMR的区别 1.1 UV、IR、MS与NMR的区别 （1）NMR NMR谱对1H NMR NMR谱给出的质子信号和13C NMR NMR谱 NMR 给出的碳信号与其分子结构一一对应进行全归属。 （2）UV UV谱只能检测到两种跃迁类型： n→π* 、 UV π→π* （K带、R 带、B 带和E 带），且吸收度有加 合性。峰少，峰宽（有重叠和掩盖）。但UV谱对芳 环与α、β不饱和羰基等共轭体系的判断，以及对共 轭体系上联有酸碱基团的确认是其特点。
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3. 由IR1720cm-1吸收峰说明分子中有羰基，从而证明MS
中m/z43为CH3C≡O+而不是C3H7+。 MS显示该未知物相对分子质量为134（91+43=134）， 该化合物的分子式为C9H10O。 U=（2+2×9-10）/2=5>4，可能有苯环。 4. 由NMR谱 δ/ppm 氢数 峰数 结构单元 2.1 3 s CH3C=O 3.6 2 s -CH27.4 5 s C6H5-
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解： 1. 计算不饱和度 U=(2+2×10+1-13)/2=5。可能具有一个苯环和一个双键。 2. IR解析 （1）特征区第一强峰1660cm-1，是羰基峰，但其频率较低， 1 1660cm 已知分子中含氮，因此是酰胺基中的羰基可能性较大。 查看酰胺的主要相关峰：3300cm-1的强吸收峰（单峰） 是亚酰胺基中的νNH峰，1560cm-1是亚酰胺基中的βNH 峰。证明未知物具有-CONH-基团。 （2）特征区第二强峰1250cm-1，是芳醚的特征峰。相关峰 1060cm-1。
OH
H2N
O
+
65
109
108
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例2. 未知化合物各种图谱如下，推测其结构。
图 某未知化合物的质谱、紫外-可见吸收光谱以及红外吸收光谱
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图 某未知化合物的核磁共振谱
解： 1. 由MS: (M+1)/M×100=9.93，可知分子中含有9个碳；而由 m/z 92、91、77、65、51等群峰，可知分子中含有苄基单 元；而m/z 43可能为CH3C≡O+或C3H7+。 2. 由UV光谱258nm显示有B带吸收，说明分子中含苯环。
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图 一有机化合物的核磁共振谱及红外吸收光谱
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图 一有机化合物的质谱图
解：MS图中显示，（M+2）/M<4.44%，该有机化合物不 含S, Cl, Br等同位素；m/z 77、65、51等离子碎片峰来源于 苯环。
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由NMR谱 δ/ppm 1.25 3.85 7.5-6.5
氢数 3 2 5
峰数 t q m
结构单元 -CH2CH3 -OCH2CH3 C6H5-
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由MS验证：
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4. 小
结
• 掌握质谱、紫外吸收光谱、红外吸收光谱及核磁共振氢 谱在光谱解析中的作用。 • 熟悉综合光谱解析的基本步骤和方法。
解析示例
3. 解析示例
例1. 某未知物，由质谱测得分子离子峰的质荷比为179， 由同位素峰强比求得分子式为C10H13NO2。测得的MS、IR 与1H-NMR如图，试推断未知物的分子结构式。
图 C10H13NO2的质谱图
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图 C10H13NO2的红外吸收光谱及核磁共振谱图
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3. NMR解析 （1）氢分布 以孤立甲基计算为：1：2：2：2：3：3 （2） δ(ppm)
9.98 7.40/6.80 3.92 1.30 2.20 1 4 2 3 1
氢数
s q q t s
峰数
结构单元
-NH-CO苯环对位双取代 -CH2-CH3 -CO-CH3
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UV谱： 谱 222nm处显示苯环的E带吸收，254nm，260nm和267nm显示 B带的精细结构，以及IR谱中3100-3000cm-1有峰，1600cm-1、 1580cm-1、1500cm-1有峰，760cm-1，690cm-1进一步证明分子 中含苯环，且应单取代。 氢谱： 氢谱： δ3.85ppm和1.25ppm显示分子中有-CH2CH3的结构单元。 M(122)-C6H5(77)-C2H5(29)=16,分子中还应有一个氧，故分 子的元素组成为C8H10O。 U=（2+2×8-10）/2=4
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根据上述解析，未知物可能是N-（4-乙氧苯基）乙酰胺 （CH3CH2O-C6H4-NHCOCH3）。 4. MS验证 (1) 不饱和度吻合 (2) 裂解过程
15 CH3CH2 O 154
+. +
136 43 O
NH C CH3
CH3
CH2O
NH2
+.
137
H2N
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2.综合光谱解析的一般步骤 2.综合光谱解析的一般步骤
2.1 样品的来源和性质 纯度通常要求大于98% 查阅样品的物理化学常数 2.2 分子式和相对分子质量的确定 MS精密质量表或贝农表确定分子式
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2.3 分子结构的推测 计算不饱和度、推测类别 由UV判断共轭骨架、苯环及取代等信息 IR可提供主要官能团信息 NMR提供精细结构如氢分布、质子类型及核间关系
习题2,4 习题2,4
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5.由MS验证：
CH2 H CH 2 + O CH2 C CH3 m/z 134 O + m/z 77
CH CH
+. C O
CH2
m 63.16
.
C
O
+ CH2 . m/z 92
.
+ CH3 C O + m/z 43
CH3
CH2 + CH2 C O m/z 119
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1.概述 1.概述 UV、IR、MS与NMR的区别 1.1 UV、IR、MS与NMR的区别 （3）IR IR谱由于分子的振动类型多，使其峰多而复杂。 IR 但指认分子中官能团是其强项，全部光谱图（含指 纹区）则反映出整个分子的结构特征。
（4）MS MS给出的精确相对分子质量和碎片离子质量可 MS 用于计算该化合物的分子式和确定碎片离子的元素 组成。
CO
.
.
+ m/z 91
CH CH m 46.5
.
+ m/z 65
CH2 C CH3
.
+
m/z 51
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例3. 一有机化合物的UV数据和IR、NMR、MS谱图如下， 推测化合物的结构。 UV数据（异辛烷为溶剂）： λmax 222 254 260 267 lgε 3.88 3.12 3.28 3.25
一般顺序： 2.4 结构的验证 了解样品情况（来源和性质） →MS：分子式→不饱和度计算 不饱和度验证 →（UV）→IR→1H-NMR→验证 质谱裂解验证 核对标准光谱或文献光谱
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解析示例
综合光谱解析过程示意图： 综合光谱解析过程示意图：
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解析示例
（3）特征区第三强峰1500cm-1，是苯环的骨架振动特征峰。 相关峰1600cm-1（骨架振动）、840cm-1（对位双取 代）及3070cm-1。证明有苯环存在。 （4）2980cm-1、2925cm-1、2880cm-1、1460cm-1、及1370cm-1 是CH3与CH2的特征峰。