核磁,红外,紫外,质谱综合练习概要

1、(二)波谱解析综合示例综合应用几种谱图数据推测化合物结构的实际练习。练习1：某化合物A的分子式为C9H10O，请解析各谱图并推测分子结构。综合解析： 根据分子式C9Hl0O，计算不饱和度为5，推测化合物可能含有苯环(不饱和度为4) (1)紫外光谱： 实验条件：1075 mg/10mL乙醇溶液，01cm样品池； 实验结果：最大吸收峰位于240nm处，吸光度为0.95。 说明：具有共轭体系或芳香体系。(2)红外光谱：实验条件：液膜法。图谱主要结果：IR表明：1688cm-1有吸收，表明有-C=O，此吸收与正常羰基相比有一定红移，推测此-C=O可能与其他双键或键体系共轭。2000-1669 cm-1

2、有吸收,有泛频峰形状表明可能为单取代苯。1600cm-1，1580cm-1，1450cm-1有吸收，表明有苯环存在。 1221cm-1处有强峰，表明有是芳酮(芳酮的碳碳伸缩在13251215cm-1区间) 。 746 cm-1，691 cm-1有吸收表明可能为单取代苯。故推测化合物有C6H5-C=O基团(C7H5O)，分子式为C9Hl0O，则剩余基团为C2H5。（3）质谱分子离子峰m/Z=134，碎片离子峰m/z=77，可能为C6H5；碎片离子峰m/z=105，可能为C6H5CO；M-105=134-105=29，失去基团可能为C2H5。MS表明：分子离子峰m/Z=134，碎片离子峰m/z=7

3、7，可能为C6H5；碎片离子峰m/z=105，可能为C6H5CO；M-105=134-105=29，失去基团可能为C2H5。由此推测分子可能结构为:C2H5O（4）氢谱解析结果 ：位置 A 7.95-7.28B 2.984C 1.2241HNMR表明：三种氢，比例为5：2：3。=78，多峰，五个氢，对应于单取代苯环， C6H5；=3，四重峰，二个氢，对应于CH2，四重峰表明邻碳上有三个氢，即分子中存在 CH2CH3片断，化学位移偏向低场，表明与吸电子基团相连；=115，三重峰，三个氢，对应于CH3，三重峰表明邻碳上有两个氢，即分子中存在CH2CH3片断。质子偏共振13CNMR谱： 质子偏共振质

4、子偏共振13CNMR谱谱结果结果： 位置位置 1 200.572 137.023 132.844 128.565 127.986 31.747 8.23吸收峰位置()峰裂分情况 200 单峰 30 三重峰 10 四重峰13CNMR表明：位于200，一种碳，对应于-C=O；位于120140，四种碳，对应于苯环；位于30，三重峰，表明与两个氢相连，对应于CH2；位于10，四重峰，表明与三个氢相连，对应于CH3。 综合上述分析，化合物可能结构为：C2H5O练习2：某化合物B的分子式为C7H7Br，请解析各谱图并推测分子结构。(1)紫外光谱：实验条件：0917mg/10mL正己烷溶液，0.2cm样品池

5、；实验结果：最大吸收峰位于240nm处，吸光度为0.95;说明：具有共轭体系或芳香体系。 (2)红外光谱： 实验条件：液膜法。图谱主要结果：(3)质谱:MS表明：分子离子峰m/z=170，M+2峰172，强度为1:1此为Br的同位素峰的同位素峰。M-79=170-79=91，失去Br。碎片离子峰m/z=91，可能为苯甲离子C7H7+；解析结果解析结果 ：位置位置 A 7.517.09B 4.440CH2HHHHHBrAAAAAB(4)1HMR谱吸收峰位置() 吸收峰强度 峰裂分情况 对应基团 相邻基团 78 5 多重 苯环氢45 2 单峰 -CH2 无相邻碳上氢质子去耦质子去耦13CNMR谱谱

6、结果结果： 位置位置 1 137.752 128.963 128.674 128.265 33.43吸收峰位置() 对应碳种类数 峰裂分情况 对应碳类型 相邻基团信息4020 1 三重峰 -CH2 与两个氢相连140120 4 苯环上碳(6)偏共振13CNMR谱:吸收峰位置() 峰裂分情况 30 三重峰 (7)综合解析： 根据分子式C7H7Br，计算不饱和度为4，推测化合物可能含有苯环(C6H5)。 UV表明存在苯环。 IR表明：1500cm-1，1450cm-1有吸收，表明有苯环。770cm-1，700 cm-1有吸收表明可能为单取代苯。对照分子式C7H7Br，推测分子可能结构为：Br综合解

7、析： 1HNMR表明：吸收峰位置() 吸收峰强度 峰裂分情况 对应基团 相邻基团信息 78 5 多峰 苯环上氢 45 2 单峰 -CH2 无相邻碳上氢 13CNMR表明： 吸收峰位置() 对应碳种类数 峰裂分情况 对应碳类型 相邻基团信息 140120 4 苯环上碳 4020 1 三重峰 -CH2 与两个氢相连以上结果与所推测结构吻合。 MS表明：分子离子峰m/z=170，M+2峰172，此为Br的同位素峰。m/z=91峰对应于170-91=79,恰好为一个Br原子,即综合以上分析结果，此化合物结构为：BrCH2+CH2Br+CH2BrCH2-e-+Br 练习3：某化合物D的分子式为C9H12

8、，请解析各谱图并推测分子结构。(1)紫外光谱：实验条件 5.875mg/10ml乙醇溶液，1cm样品池；实验结果：最大吸收峰位于260nm处，吸光度为10：说明：具有共轭体系或芳香体系(2)红外光谱： 实验条件：液膜法。IR图谱主要结果：MS表明：分子离子峰m/z=120。碎片离子峰m/z=105，M-105=120-105=15， 失去基团可能为CH3。1H核磁共振谱解析结果解析结果 ：位置位置 A 6.78B 2.26HCH3CH3HHCH3BBBAAA解析结果： 位置137.66 3126.99 221.17 1233223111质子去耦质子去耦13CNMR(6)偏共振13CNMR谱：

9、吸收峰位置吸收峰位置() 峰裂分情况峰裂分情况140 单峰单峰130 双峰双峰20 四重峰四重峰(7)综合解析：根据分子式C9H12，计算不饱和度为4，推测化合物可能含有苯环(C6H5)，残余基团为 -C3H7。 UV表明存在苯环。 IR表明：1600cm-1，1450cm-1有吸收，表明有苯环。 MS表明：分子离子峰m/z=120。碎片离子峰m/z=105，M-105=120-105=15， 失去基团可能为CH3。1HNMR表明：吸收峰位置() 吸收峰强度 峰裂分情况 对应基团 相邻基团信息 7 3 单峰 苯环上氢 2-3 9 单峰 一CH3 无相邻碳上氢故推测化合物结构为CH3CH3CH3

10、13CNMR表明：吸收峰位置(6) 对应碳种类数 峰裂分情况 对应碳类型 相邻基团信息 一140 1 单峰 苯环上碳 无氢相连 一130 1 双峰 苯环上碳 与一个氢相连 20 1 四重峰 甲基 与三个氢相连 与所推测结构吻合。CH3CH3CH3化合物4某未知物的95乙醇溶液在245nm有最大吸收(lg2.8)。该未知物纯品的质谱显示，分子离子峰的质荷比为130，参照元素分析分子式应为C6H10O3。试由质谱(图101)、红外光谱(用不含水的纯液体测得图102)及核磁共振氢谱(图103)，推断其分子结构式。图图101 C6H10O3的质谱的质谱 图102C6Hl0O3红外吸收光谱 图103C6

11、H10O3的核磁共振氢谱解析： 1计算不饱和度 U=(2+2610)2=2，具有两个双键或一个三键。2质谱 无苯环特征离子mz 77、65、51及39，不可能是芳香族化合物。mz85与87，峰强类似，但未知物不含溴，不可能是同位素峰。3红外吸收光谱 (1)特征区第一强峰1720cm-1双峰(1735、1715)，说明未知物含有二个羰基。查羰基相关峰，确定羰基的类型。按羰基峰的数值1735cm-1，可能是酯羰基峰。1715cm-1可能是酮、醛或酸的羰基峰，由于光谱上无醛基氢峰，虽然3600cm-1有弱吸收峰，不可能是羧酸的羟基峰，因此不可能是醛或酸。根据上述理由，未知物可能含有酯基(1735cm

12、-1)与酮基(1715cm-1)两个羰基。查酯基的相关峰，在未知物的IR光谱上可以找到：1250cm-1( )。而酮羰在中红外吸收光谱上无相关峰。 (2)特征区第二强峰1365cm-1及相关峰2970cm-1分别是甲基的及峰。1420及2930cm-1峰分别是亚甲基的及峰。说明未知物可能具有CH3-CH2-基团。由分子式减去羰基与酯基：C6Hl0O3-C2O3=C4Hl0，说明应含有两个甲基与两个亚甲基。进一步证明CH3与CH2基团的存在及连接方式，可用NMR提供的信息。ascoc(3)由于未知物不含水，而在其IR光谱的3600、1315及1150cm-1处有醇羟基的 峰，根据峰位，可能是叔醇

13、基。未知物只有三个氧，因此只可能是酮醇异构产生的叔醇基。由于酮醇异构产生的醇的含量较少，因此叔醇基的峰较弱。为了证明酮醇异构现象的存在，还要查看是否有酮醇异构时的烯基峰。由IR光谱上可以看到在1640cm-1处出现烯基峰。CH3COCH2COOCH2CH3 CH3C(OH)=CHCOOCH2CH3 c d e a b fOCOHOH及,4核磁共振氢谱(图103) 2.20为孤立甲基氢的共振峰，其积分高度相当于3个氢。以此推算,1.20、3.34及4.11分别相当于3、2及2个氢。氢分布3:3:2:2根据偶合情况，可知未知物具有一个乙基(-CH2-CH3，A2X3系统)、一个孤立的CH3-及一个

14、孤立的-CH2-。根据乙基中的-CH2-化学位移很高，可知其与氧相连。孤立的-CH2-的化学位移也较高，但低于乙基中-CH2-的化学位移，只能是与两个-CO-相连。4.90的小峰是酮醇异构时的烯氢；1.94的小峰是酮醇异构时与双键相邻的甲基。 因此，未知物的结构式可能是乙酰乙酸乙酯(CH3COCH2COOCH2CH3)。5验证(1) 不饱和度 乙酰乙酸乙酯的不饱和度是2，合理。(2)质谱 15 115 43 87 85 45 29CH3COCH2COOCH2CH3乙酰乙酸乙酯断裂的碎片离子峰在质谱图上都可以找到。证明化学结构式合理。因化学结构简单，无须再查对标准光谱核对。6峰归属小结 (1)I

15、R max(cm-1)：3400(酮醇异构时的羟基峰，很弱)、2970( )、2930( )、l735( 酯)、1715( 酮)、1640(酮醇异构时的 烯氢峰，弱)、1420 ( )、1365( )、1315( )、1250( )、1150( )、1040( )。(2)1HNMR(ppm)：4.90(酮醇异构的CH，弱)、4.11(2H,q，OCH2CH3)、3.34(2H，S，COCH2CO)、2.20(3H，S，COCH3)、1.94(酮醇异构的CH3C)、1.22(3H，t，-CH2-CH3).(3)MS mz：130(M+)、87(+CH2COOCH2CH3)、85(CH3COCH2

16、CO+)、45(CH3CH20+)、43(CH3CO+，甲基酮的特征离子)、29(C2H5+，乙基特征离子)、15(CH3+，甲基的特征离子)。asCH3asCH2OCOCCC2CHsCH3OHascocOCSCOCCH3COCH2COOCH2CH3化合物7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C10Hl3NO2。测得的MS、IR与1HNMR，如图111113所示。试推断未知物的分子结构式。图111Cl0Hl3N02的质谱 图112C10H13NO2的红外吸收光谱 图113Cl0Hl3NO2的核磁共振氢谱解析：1计算不饱和度 U=(2+2X10+1-13)2=

17、5。可能具有一个苯环和一个双键。由质谱图(图111)上的mz 65离子峰，也说明未知物可能具有苯环。 2红外吸收光谱图(112) (1)特征区第一强峰1660cm-1，肯定是羰基峰。但频率低，而且已知分子中含氮，因此是酰氨基中的羰基的可能性极大。 查看酰胺的主要相关峰：3300cm-1的强吸收峰(单峰)是亚酰氨基的 l峰，1560cm-1是亚酰氨基的 峰。证明未知物具有CONH基团。(2)特征区第二强峰1250cm-1为芳醚的特征峰( )。相关峰 1060cm-1。(3)特征区第三强峰1500cm-1为苯环的骨架振动特征峰。相关峰：1600(骨架振动)、840( 对双取代)及3070cm-1(

18、 )。证明有苯环存在。(4)2980、2925、2880、1460及1370cm-1是CH3与CH2的特征峰。 asCOSCOHHNHNH3核磁共振氢谱(图113)(1)氢分布：以孤立甲基(2.20)的积分高度算出6种质子的氢分布为1:2:2:2:3:3.(2)质子类型：9.98(钝峰，NHCO)，7.42与6.80为对双取代苯环上4个氢(2，6位二个氢的一致，但与其它氢偶合时偶合常数不等；3,5的情况与2,6氢的情况相同)，因此这4个氢构成对位双取代的AA，BB，高级偶合系统。用质子核磁共振波谱，根据峰形，一般即可 确 认 对 位 双 取 代 ， 无 须 再 参 考 碳 谱 ；3.92(2H，q)与1.30(3H，t)是乙基构成的A2X3，一级偶合系统。2.20(1H，S)是与羰基相连的孤立甲基。根据上述解析，未知物可能是N(4乙氧苯基)乙酰胺(CH3CH2OC6H4NHCOCH3)非那西丁4验证 (1)，不饱和度吻合 (2)质谱：mz137碎片离子(CH3CH2OC6H4NH2+)是N(4乙氧苯基)乙酰胺重排离子特征峰。mz109是重排离子H2NC6H40H+，mz43是CH3CO+。N(4乙氧苯基