当前课程知识点:有机化学 > 第七章 波谱分析在有机化学中的应用 > 7.5 有机波谱综合解析 > 7.5 有机波谱综合 解析
到现在为止我们已经把核磁共振谱
质谱 红外都介绍完了
实际上我们单独用某一种谱
就把未知物的结构完全推导出来
是比较困难的
我们需要进行综合的解析
也就是把这几种谱综合起来
推出未知化合物的最终的结构
下面我们就介绍一下
如何利用这几种谱
进行有机波谱的综合解析
一般来说我们在利用这几张谱解析时
并没有一个墨守成规的一成不变的顺序
但是有以下几点我们必须要考虑到
首先我们可以把这几张谱图通览一下
找出一些主要的非常重要的信息
比如说从红外谱中
我们可以马上发现可能存在
某一些重要的官能团
从质谱上能够判断出它的分子量
甚至分子组成式
从碳谱 氢谱上可以判断
它大概含几个碳 几个氢
特别我们要对氢谱进行认真地分析
对它的化学位移 偶合常数 偶合裂分
都要进行认真的分析
这样我们可以找出它的结构单元
连接的方式
最终我把这些结果结合起来
就可以推出它的结构
下面我们就举一个具体的实例
来看一看如何利用这几张谱图
来推出一个未知化合物的结构
首先我们让我们游览一下
这个未知化合物的几张谱图
首先这是它的氢谱
然后也给出它的碳谱
这是它的质谱 这是EI质谱
这是它的红外光谱
首先我们看一下它的质谱
在质谱中质核比是120这个峰较强
我们可以初步认定它为分子离子峰
紧接着我们看这个基峰
也就是正好与这个120质核比的峰
相差了15个质量数
这对应着失去了甲基自由基
也就是说如果它是分子离子峰
可以说这是失去了合理的中性碎片
因此我们认为这个质核比为120的峰
初步认为它就是分子离子峰
同样这里头失去甲基这个峰
是这张谱中的基峰
说明它很容易失去甲基
也给我们将来推导结构提供了一定的信息
我们再看一下这个未知物的红外谱
从这里头我们看得出它没有羧基 羟基
以及羰基这些含氧的基团
但是我们在1600附近
看到有一个较强的峰
这个峰一般是碳碳双键的伸缩振动
所形成的峰
在观测到碳碳双键生成的同时
我们还可以看到在3000-3100附近
有一组峰
这组峰是碳碳双键上的
碳氢伸缩振动的特征峰
从这两处我们可以初步地判断
这个化合物应该含有碳碳的双键
我们再看一下氢谱
在氢谱里头有三组峰
其中积分面积最小的是这组峰
如果把它设为一个氢
那我们看这组峰是五个氢
这组峰是六个氢
这就预示着在这个化合物中
氢的个数至少是12个
我们再看一下它的化学位移
对于五个氢这一组峰
它的化学位移在7.2 7.3附近
正好是苯环出峰的位置
而且积分又是五个氢
预示着可能含有苯环
而在高场也就是在1.2附近这个峰
这个峰一般是甲基出峰的位置
又是六个氢 预示着可能含甲基
而且可能是两个甲基
我们再看一下碳谱
在碳谱中我们看到 一二三四五六
有六个峰
也就是说这个化合物至少含六个碳
77ppm出的峰是氘代氯仿的溶剂峰
我们不用考虑
刚才在氢谱中我们也得到一个初步的推断
说这个化合物中可能含有苯环
我们看一下这四个峰
正好都处于苯环要出峰的区域
差不多在120-150附近
如果这是苯环所形成的四个碳峰的话
那它应该是代表了六个碳
也就预示着可能有的峰代表了两个碳
在氢谱中我们也知道可能含有两个甲基
在这里头 在24ppm左右
有一个比较强的峰
这也是甲基出峰比较正常的位置
而且峰比较强
也许我们也可以认为它可能有两个碳
代表了两个碳
这样我们分析出来总共可能含有九个碳
当然在这个推理的过程中
我们没有利用碳的级数
实际上我们在做碳谱时
也可以同时测到每一个峰的它的多重度
比如它是双重峰 还是三重峰还是四重峰
这样我们就知道每个碳的级数
如果知道碳的级数
我们可以马上判断得出来 这是甲基峰
这几个都是叔丁基的峰
也就是说含一个氢
这是含了三个氢 这是个季碳 不含氢
这样的话我们跟氢谱进行对比
就很容易知道这确实是两个甲基
这块虽说我们不知道每一个碳
是代表了两个碳
但是如果是苯环有六个氢的话
一定是含有两个峰各代表了两个碳
这样氢的个数正好也与氢谱符合
也就是说这是季碳 不含氢
这是CH CH CH CH 这是CH3
两个CH3有六个氢 这是一个氢
如果这里还有某两个峰代表了两个CH
这一共有五个氢
这样与氢谱也是吻合的
这样我们就可以推出C9H12这个组成式
这个组成的式量正好是120
与我们在质谱中所判断的
这个未知化合物的分子离子峰
所得到的分子量是一致的
所以我们初步就定为这个化合物的
分子组成式就是C9H12
好 下面我们就从这儿出发
再具体推它的结构
首先我们前面介绍
可以计算一下它的不饱和度
这个C9H12的不饱和度
由这个分子组成式
我们可以首先计算它的不饱和度Ω
前头我们也介绍过了
它的不饱和度计算的结果应该等于4
不饱和度等于4
也预示着这个化合物可能含有苯环
这和我们由氢谱 碳谱的推测是一致的
下面我们再具体的看一下氢谱
由这个氢谱我们可以具体分析
它有那些结构单元以及连接方式
实际上这个化合物
就是我们前期所介绍的异丙基苯
如何利用氢谱推出这样一个结构
前面我们已经做了详细的介绍
在这儿我们就不占用时间了
当我们推出一个结构时
这个结构是否正确
必须要进行指认
也就是说我们在推导结构过程中
可能用到了一些部分的信息
而在指认的时候
应该把所有的谱图的主要的信息
都能够利用这个结构进行很好的解析
这样才能证实我们结构的正确性
在前面氢谱 碳谱 质谱时
实际上我们都举过异丙基苯的例子
都对它的谱图做过解释 指认和解释
所以在这儿我们就不做一一的解释
只把它的红外谱再做一次指认
我们再看一下这张红外谱
刚才我们也说到
这个峰是碳碳双键振动的峰
实际上这是一个苯环
苯环在红外中它有一组特征峰
除了在这儿1600波数这个吸收峰以外
还在这儿附近有的时候强
有的时候会弱一些
1580 1500 以及1450 这四处也会出峰
当然这四个峰有的时候不是同时出现
有的时候会出两个或者三个峰
当这一组峰出现的时候
基本上预示着它可能有苯环
在这里头确实这几个峰也都出现了
同时刚才我们说到这儿有碳氢伸缩
这个碳氢伸缩是碳碳双键上的碳氢伸缩
也确实出现了
而在这里头这组峰是烷基上的碳氢伸缩
也就是说这块的甲基的碳氢伸缩
由于这里又含有两个甲基
所以它甲基的碳氢伸缩的峰是非常强的
此外我们看一下这个峰
这一块是甲基的弯曲振动
前面我们介绍大概在1380附近
在这里发生了一个裂分
这个裂分大概在1390和1370两个峰
这两个峰强度大概相同
这也是异丙基的一个特征的峰
这块儿大概在700和750附近
有两个比较强的峰
这是苯环的 单取代苯环
碳氢弯曲振动的一个特征峰
这一处有一排有规整的峰
这也是单取代苯环的一个特征峰
它是这组峰的倍频
我们前头介绍量子力学处理方法时提到的
它的倍频或者组合频所形成的
也是一个单取代苯环的
一个特征的吸收峰
以上我们就把这一个异丙基苯的
红外谱图进行指认
我们可以看出这张谱图
能够很好地解释异丙基苯
这也说明我们推出它的结构是正确的
好 以上我们就利用这四张谱图
推出了异丙基苯的结构
并对每张谱图进行了指认
好了 本章的教学到此结束
谢谢大家
-1.1 概论
--1.1.1 引言
-1.2 有机化学基本知识
-第一章 绪论--1.2 有机化学基本知识
-1.3 有机化合物命名的基本原则
-第一章 绪论--1.3 有机化合物命名的基本原则
-1.4 酸碱理论
-第一章 绪论--第一章章节测试题
-2.1 引言
-第二章 饱和烃:烷烃和环烷烃--2.1 引言
-2.2 烷烃——2.2.1 烷烃的构象
-第二章 饱和烃:烷烃和环烷烃--2.2 烷烃——2.2.1 烷烃的构象
-2.2 烷烃——2.2.2 烷烃的反应
-第二章 饱和烃:烷烃和环烷烃--2.2 烷烃——2.2.2 烷烃的反应
-2.3 环烷烃——2.3.1 引言
-第二章 饱和烃:烷烃和环烷烃--2.3 环烷烃——2.3.1 引言
-2.3 环烷烃——2.3.2 环烷烃的命名
-第二章 饱和烃:烷烃和环烷烃--2.3 环烷烃——2.3.2 环烷烃的命名
-2.3 环烷烃——2.3.3 环烷烃的构象
-第二章 饱和烃:烷烃和环烷烃--2.3 环烷烃——2.3.3 环烷烃的构象
-2.3 环烷烃——2.3.4 环烷烃的反应
-第二章 饱和烃:烷烃和环烷烃--2.3 环烷烃——2.3.4 环烷烃的反应
-第二章 饱和烃:烷烃和环烷烃--HW-第二章章节测试题
-3.1 不饱和烃的概述
-3.2. 烯烃的化学反应
-第三章 不饱和烃:烯烃、炔烃及二烯烃--3.2. 烯烃的化学反应
-3.3 炔烃的化学反应
-第三章 不饱和烃:烯烃、炔烃及二烯烃--3.3 炔烃的化学反应
-3.4 二烯烃——3.4.1 二烯烃的结构
-第三章 不饱和烃:烯烃、炔烃及二烯烃--3.4 二烯烃——3.4.1 二烯烃的结构
-3.4 二烯烃——3.4.2 二烯烃的化学反应
-第三章 不饱和烃:烯烃、炔烃及二烯烃--3.4 二烯烃——3.4.2 二烯烃的化学
-第三章 不饱和烃:烯烃、炔烃及二烯烃--HW-第三章章节测试题
-4.1 芳烃概论
--4.1 芳烃概论
-4.2 芳烃的分类和命名
-4.3 苯的物理性质
-4.4 苯的结构
-4.5 单环芳烃的化学性质
--4.5.5.6 Friedel-Crafts 烷基化反应
--4.5.5.7 Friedel-Crafts 酰基化反应
-4.6 芳环上亲电取代反应的定位效应
-4.7 稠环芳烃
-4.8 非苯芳烃及芳香性
-第四章 芳香烃--4.8 非苯芳烃及芳香性
-第四章 芳香烃--HW-第四章章节测试题
-5.1 手性和对称性
-第五章 对映异构--5.1 手性和对称性
-5.2 含一个不对称碳的化合物
-第五章 对映异构--5.2 含一个不对称碳的化合物
-5.3 含两个及多个不对称碳的化合物
-第五章 对映异构--5.3 含两个及多个不对称碳的化合物
-5.4 环状手性化合物
-第五章 对映异构--5.4 环状手性化合物
-5.5 其他不含不对称碳原子的手性化合物
-第五章 对映异构--5.5 其他不含不对称碳原子的手性化合物
-第五章 对映异构--HW-第五章章节测试题
-6.1 卤代烃的概述
--题目要求
-6.2 亲核取代反应
-第六章 卤代烃--6.2 亲核取代反应
-6.3 消除反应
-第六章 卤代烃--6.3 消除反应
-6.4 与金属的反应
-6.5 不饱和卤代烃
-第六章 卤代烃--HW-第六章章节测试题
-7.1 本章引言
-7.2 核磁共振谱
--7.2.2 核磁共振氢谱——7.2.2.4 氢谱的基本解析
-7.3 质谱
-7.4 红外光谱
--7.4.2 红外光谱与分子结构——7.4.2.1 特征官能团的红外吸收
-7.5 有机波谱综合解析
-第七章 波谱分析在有机化学中的应用--HW-第七章章节测试题
-8.1 引言
--8.1引言
-8.2 醇
-第八章 醇酚醚--8.2 醇
-8.3 酚
-第八章 醇酚醚--8.3 酚
-8.4 醚
-第八章 醇酚醚--8.4 醚
-第八章 醇酚醚--HW-第八章章节测试题
-9.1 引言
--9.1 引言
-第九章 醛和酮--9.1 引言
-9.2 醛、酮的物理性质
-第九章 醛和酮--9.2 醛、酮的物理性质
-9.3.1 醛、酮的反应概述
-9.3.2 醛、酮的亲核加成
-第九章 醛和酮--9.3.2 醛、酮的亲核加成
-9.3.3 醛、酮α-氢的反应
-第九章 醛和酮--9.3.3 醛、酮α-氢的反应
-9.3.4 醛、酮的氧化还原反应
-第九章 醛和酮--9.3.4 醛、酮的氧化还原反应
-9.4 α、β-不饱和醛、酮的化学反应
-第九章 醛和酮--9.4 α、β-不饱和醛、酮的化学反应
-9.5 醛、酮的制备
-第九章 醛和酮--HW-第九章章节测试
-10.1 概论
--10.1 概论
-10.2 羧酸的结构、分类和命名
-10.3 羧酸的物理性质和波谱特征
-10.4 羧酸的化学性质
-10.5 羧酸衍生物的结构与命名
-10.6 羧酸衍生物的物理性质和波谱特征
-10.7 羧酸衍生物的化学性质
-10.8 羟基酸的分类和命名
-10.9 羟基酸的化学性质
-10.10 β-二羰基化合物
-10.11 α-卤代酸及其衍生物
-10.12 羧酸的制备
-10.13 专题:油脂 蜡 磷脂
-11.1 绪论
--本章引言
-11.2 胺
--11.2.1
--11.2.2
--11.2.3.1
--11.2.3.2
--11.2.3.3
--11.2.3.4
-11.3 硝基化合物
-11.4 腈
-11.5 异腈
-11.6 重氮化合物
-11.7 偶氮化合物
-11.8 本章小结
-12.1 杂环化合物概述
--12.1概述
-12.2 吡咯、呋喃、噻吩
-12.3 吲哚 (苯并吡咯)
-12.4 吡啶
-12.5 喹啉、异喹啉 (苯并吡啶)
-12.6 含氧六元杂环
-12.7 多杂原子五元环、六元环介绍
-第十二章 杂环化合物--HW-第十二章章节测试题
-13.1 有机合成基础-part 1
-第十三章 有机化学专题--13.1 有机合成基础-part 1
-13.1 有机合成基础-part 2
-第十三章 有机化学专题--13.1 有机合成基础-part 2
-13.2 重排反应在实际有机合成中的应用
-13.3 碳水化合物-part 1
-13.3. 碳水化合物-part 2
--13.3.3.4 单糖的反应——醛糖的递升与递降反应及酮糖的特殊反应
-13.3. 碳水化合物-part 3
-13.3 碳水化合物-part 4
-13.4 氨基酸与多肽
-期中考试--二、 选择题
-期中考试--一、判断题
-期末考试--期末考试试题