波谱学分析吗问答题总结 下载本文

特点? (1)烯烃

1)由于双键的引入,分子离子峰增强。 2)相差14的一簇峰,(41+14 n)41、55、69、83…。 3)断裂方式有 β 断裂;γ-H、六元环、麦氏重排。 4)环烯烃及其衍生物发生 RDA 反应。

(2)酚(或芳醇)

1)分子离子峰很强。苯酚的分子离子峰为基峰。 2)M-1 峰。苯酚很弱,甲酚和苯甲醇的很强。

3)酚、苄醇最主要的特征峰: M-28 (-CO)M-29(-CHO) (3) 醛

脂肪醛:1)分子离子峰明显。

2)α 裂解生成 (M-1) (-H. ),( M-29) (-CHO)和强的 m/z 29(HCO+)

的离子峰;同时伴随有m/z 43、57、71…烃类的特征碎片峰。

3)γ-氢重排,生成 m/z 44(44+14n)的峰。

芳醛: 1)分子离子峰很强。 2)M-1 峰很明显。

(4) 酮

1)酮类化合物分子离子峰较强。

2)α 裂解(优先失去大基团)烷系列:29+14 n 3) γ-氢重排 酮的特征峰 m/z 58 或 58+14 n

(5) 羧酸类

9

脂肪酸:1)分子离子峰很弱。

2)α裂解 出现 (M-17) (OH),(M-45) (COOH),m/z 45 的峰及烃类系列

碎片峰。

3)γ-氢重排 羧酸特征离子峰 m/z 60 (60+14 n ) 4)含氧的碎片峰 (45、59、73…)

芳酸: 1)分子离子峰较强。

2)邻位取代羧酸会有 M-18(-H2O)峰。 (6) 酯类化合物

1)分子离子纷纷较弱,但可以看到。 2) α 裂解,强峰

(M-OR)的峰 ,判断酯的类型;(31+14 n ) (M-R)的峰,29+14 n;59+14 n 3)麦氏重排,产生的峰:74+14 n

4)乙酯以上的酯可以发生双氢重排,生成 的峰:61+14 n

3.6 如何解析GC-EI/MS 和HPLC-ESI/MS谱图

第四章 核磁共振波谱 NMR

4.1 什么是1D NMR,2 D NMR,1H NMR ,13C NMR ,HSQC,HMBC,NOESY,1H-1H COSY,TOCSY?

1D NMR:一维核磁共振谱 2 D NMR: 二维核磁共振谱 1

H NMR: 氢谱 13

C NMR:碳谱

HSQC: 异核单量子相干谱,近程碳氢相关,一般用于测定C-H直接相关谱 HMBC: 多键碳氢关系谱,远程碳氢相关,C-H远程相关关系 NOESY:二维NOE增强谱,检测空间上相近的氢原子的识别 1

H-1H COSY :H-H 二维相关谱, 化学键上相邻氢原子的识别 TOCSY: 全相关谱, 结构片断的识别

4.2 什么是化学位移?影响化学位移的因素有哪些?如何通过化学位移确定基团的结构? 化学位移:由于分子中各组质子所在的化学环境不同,而在不同的磁场产生共振吸收的现象称为化学位移。实际工作中多将待测氢核共振峰所在位置(以磁场强度或相应的共振频率表示)与某基准物氢核磁共振峰所在位置进行比较,求其相对距离,称之为化学位移(δ)。 影响氢核化学位移的因素:

(1) 电负性对化学位移的影响

已知化学位移(δ)受电子屏蔽效应的影响,而电子屏蔽效应的强弱则取决于氢核外围的电子云密度,后者又受与氢核相连的原子或原子团的电负性强弱的影响。 (2) 磁的各向异性效应对化学位移的影响

化学键尤其π键,因电子的流动将产生一个小的诱导磁场,并通过空间影响到邻近的氢核。在电子云分布不是球形对称时,这种影响在化学键周围也是不对称的,有的地方与外加磁场方向一致,将增强外加磁场,并使该处氢核共振峰向低磁场方向位移(负屏蔽效应),故化学位移(δ)增大;有的地方则与外加磁场方向相反,将会削弱外加磁场,并使该处氢核共振峰移向高场(正屏蔽效应),故化学位移减小,这种效应叫做磁的各向异性效应。

10

(3) 氢核交换对化学位移的影响

有些酸性氢核,如与O、N、S相连的活泼氢(-OH,-COOH,-NH2、-SH等),彼此之间可以发生如下的氢核交换过程:ROH(a)+R’OH(b) →ROH(b)+R’OH(a) 交换过程的进行与否及速度快慢对氢核吸收峰的化学位移及峰的形状都有很大的影响。 (4) 氢键缔合对化学位移的影响

氢键缔合的氢核与不呈氢键缔合时比较,其电子屏蔽作用减小,吸收峰将移向低场,δ值将增大。分子间氢键的形成及缔合程度取决于试样浓度、溶剂性能等。显然,试剂浓度越高,则分子间氢键缔合程度越大,δ值也越大。而当试样用惰性溶剂稀释时,则因分子间氢键缔合程度的降低,吸收峰将相应向高场方向位移,故δ值将不断减小。

4.3 什么是偶合与裂分, 什么是n+1规则?什么是偶合常数?偶合常数如何计算?偶合常数大小与分子结构间有何对应关系?

自旋偶合:相邻C上不等价H,各自自旋磁矩对对方产生的影响,称为自旋偶合作用。 自旋裂分:由于自旋偶合作用,导致的共振吸收信号的列分,称为自旋裂分。 n+1规则:某组环境完全相等的n个核(I=1/2),在B0中共产生n+种局部磁场,使与其发生耦合的核裂分为n+1重峰。

偶合常数:在一组裂峰中,峰与峰之间的距离或裂距称为偶合常数,用J表示,单位是Hz。 简单的耦合常数的计算:将确定两个化学位移值相减,然后乘以相应的核磁仪器频率

11

4.4 什么是磁等价?什么是自旋系统? 什么是ABX系统? 磁等价:若化合物中两个相同原子核所在的化学环境相同,且它们对任意的另外一核的耦合常数亦相同(数值和符号),则两原子为磁等价的。

自旋系统:相互偶合的核构成一自旋系统,不与系统外的核偶合。

ABX系统:是三旋系统中常见的二级谱。ABX系统最多出现14条峰,AB:8条峰,X:4条峰,两条综合峰(强度较弱,难观察到)。AB部分的8条峰相互交错,不易归属,裂距不等于偶合常数。

第五章 波谱综合解析 与立体构型问题

5.1 有机化合物结构分析一般包括哪些步骤?

(1)分子式的确定(2)计算不饱度UU (3)找出结构单元(4)计算剩余结构或元素(5)由构建单元搭建分子结构式(6)核对图谱,推导出正确的结构并验证。

5.2 什么是不饱和度,什么是旋光度,如何计算/测量?

不饱和度:称缺氢指数或者环加双键指数,是有机物分子不饱和程度的量化标志,用希腊字母Ω表示。

不饱和度的计算:

1)从有机物分子结构计算不饱和度的方法 根据有机物分子结构计算,Ω=双键数+三键数×2+环数 如苯:Ω=3+0×2+1=4 即苯可看成三个双键和一个环的结构形式。 补充理解说明:

单键对不饱和度不产生影响,因此烷烃的不饱和度是0(所有原子均已饱和)。 一个双键(烯烃、亚胺、羰基化合物等)贡献1个不饱和度。 一个三键(炔烃、腈等)贡献2个不饱和度。

一个环(如环烷烃)贡献1个不饱和度。环烯烃贡献2个不饱和度。 一个苯环贡献4个不饱和度。 一个碳氧双键贡献1个不饱和度。 一个-NO2贡献1个不饱和度。

例子:丙烯的不饱和度为1,乙炔的不饱和度为2,环己酮的不饱和度也为2。 2)从分子式计算不饱和度的方法

第一种方法为通用公式: Ω=1+1/2∑Ni(Vi-2)

其中,Vi 代表某元素的化合价,Ni 代表该种元素原子的数目,∑ 代表总和。这种方法适用于复杂的化合物。

第二种方法为只含碳、氢、氧、氮以及单价卤素的计算公式: Ω=C+1-(H-N)/2

其中,C 代表碳原子的数目,H 代表氢和卤素原子的总数,N 代表氮原子的数目,氧和其他二价原子对不饱和度计算没有贡献,故不需要考虑氧原子数。这种方法只适用于含碳、氢、单价卤素、氮和氧的化合物。

第三种方法简化为只含有碳C和氢H或者氧的化合物的计算公式:Ω =(2C+2-H)/2

C 和 H 分别是碳原子和氢原子的数目。这种方法适用于只含碳和氢或者氧的化合物。 补充理解说明:

(1)若有机物为含氧化合物,因为氧为二价,C=O与CH2“等效”,所以在进行不饱和度计算时可不考虑氧原子。

如CH2=CH2(乙烯)、CH3CHO(乙醛)、CH3COOH(乙酸)的不饱和度Ω为1。 (2)有机物分子中的卤素原子取代基,可视作氢原子计算不饱和度Ω。

12