四大图谱综合解析

2013/12/2四大图谱综合解析[解] 从分子式CHO，求得不饱和度为零，故未知物应为512饱和脂肪族化合物。 1 某未知物分子式为CHO，它的质谱、红外光谱以及核磁共振谱如图，512未知物的红外光谱是在CCl溶液中测定的，样品的CCl稀溶液它的紫外吸收光谱在200 nm以上没有吸收，试确定该化合物结构。44-1的红外光谱在3640cm处有1尖峰，这是游离O H基的特征吸收峰。样品的CCl4浓溶液在3360cm-1处有1宽峰，但当溶液稀释后复又消失，说明存在着分子间氢键。未知物核磁共振谱中δ4. 1处的宽峰，经重水交换后消失。上述事实确定，未知物分子中存在着羟基。未知物核磁共振谱中δ0.9处的单峰，积分值相当3个质子，可看成是连在同一碳原子上的3个甲基。δ3.2处的单峰，积分值相当2个质子，对应1个亚甲基，看来该次甲基在分子中位于特丁基和羟基之间。质谱中从分子离子峰失去质量31（－CHOH）部分而形成基2峰m/e57的事实为上述看法提供了证据，因此，未知物的结构CH是3CCl稀溶液的红外光谱, CCl浓溶液44 CHOH C HC在3360cm-1处有1宽峰23 CH3 2. 某未知物，它的质谱、红外光谱以及核磁共振谱如图，它的根据这一结构式，未知物质谱中的主要碎片离子得到了如下紫外吸收光谱在210nm以上没有吸收，确定此未知物。解释。CH CH3+3.+ +C CH HCOH CHOH C HC3223 m/e31CH CH33 m/e88m/e57-2H -CH-H-CH33m/e29 CH m/e73CHC23+ m/e41

[解] 在未知物的质谱图中最高质荷比131处有1个丰度很小的峰，应从分子量减去这一部分，剩下的质量数是44，仅足以组为分子离子峰，即未知物的分子量为131。由于分子量为奇数，所以未成1个最简单的叔胺基。知物分子含奇数个氮原子。根据未知物的光谱数据中无伯或仲胺、腈、CH3N酞胺、硝基化合物或杂芳环化合物的特征，可假定氮原子以叔胺形式存CH3在。红外光谱中在1748 cm-1处有一强羰基吸收带，在1235 cm-1附近有1典型正好核磁共振谱中δ2. 20处的单峰(6H )，相当于2个连到氮原子上的宽强C－O－C伸缩振动吸收带，可见未知物分子中含有酯基。1040 的甲基。因此，未知物的结构为:-1cm处的吸收带则进一步指出未知物可能是伯醇乙酸酯。O核磁共振谱中δ1.95处的单峰(3H），相当1个甲基。从它的化学位移来CH3N看，很可能与羰基相邻。对于这一点，质谱中，m/e43的碎片离子CHCHCHOC223CH(CHC=O)提供了有力的证据。在核磁共振谱中有2个等面积(2H)的三重33峰，并且它们的裂距相等，相当于AA’XX'系统。有理由认为它们是2个此外，质谱中的基峰m /e 58是胺的特征碎片离子峰，它是由氮原子相连的亚甲－CH－CH，其中去屏蔽较大的亚甲基与酯基上的氧原子22的β位上的碳碳键断裂而生成的。结合其它光谱信息，可定出这个相连。碎片为至此，可知未知物具有下述的部分结构：CHO3NCH2CHCHCHOCCH32231

2013/12/23.某未知物CH的UV、IR、1H NMR、MS谱图及13C NMR数据如下，推[解] 1. 从分子式CH，计算不饱和度Ω＝4；11161116导未知物结构。 2. 结构式推导未知物碳谱数据UV：240～275 nm 吸收带具有精细结构，表明化合物为芳烃；序号δc序号δc碳原子碳原子IR :：695、740 cm-1 表明分子中含有单取代苯环；（ppm）个数（ppm）个数MS ：m/z 148为分子离子峰，其合理丢失一个碎片，得到m/z 91的苄基离子；1143.01632.01 313C NMR：在（40～10）ppm 的高场区有5个sp杂化碳原子；2128.52731.51 1H NMR：积分高度比表明分子中有1个CH和4个－CH－，其中（1.4～1.2）3128.02822.5132 ppm为2个CH的重叠峰；4125.51910.012因此，此化合物应含有一个苯环和一个CH的烷基。511536.01 1H NMR 谱中各峰裂分情况分析，取代基为正戊基，即化合物的结构为：23

γαβδ4CHCHCHCHCH 22223

3. 指认（各谱数据的归属）UV：λmax208nm （苯环E2带），265nm（苯环B带）。-1IR （cm）：3080，3030（苯环的υCH），2970，2865（烷基的υCH），1600，1500（苯环骨架），740，690（苯环δCH，单取代），1375（CH3的δCH），1450（CH的CHδCH）。231H NMR和13C NMR：

4.某未知物的IR、1H NMR、MS谱图及13C NMR数据如下，紫外光谱在210 nm以上无吸收峰，推导其结构。序号δc（ppm）碳原子个数序号δc（ppm）碳原子个数未知物碳谱数据1204.01532.012119.01621.71MS：主要的离子峰可由以下反应得到：378.01712.01454.5110.01 1:2:2:6

各谱数据与结构均相符，可以确定未知物是正戊基苯。[解] （1）分子式的推导可能组合的结构有：MS：分子离子峰为m/z125，根据氮律，未知物分子中含有奇数个氮原子；13C NMR：分子中由7个碳原子；计算两种结构中各烷基C 原子1H NMR：各质子的积分高度比从低场到高场为1:2:2:6，以其中9.50 ppm1个的化学位移值，并与实例值比质子作基准，可算出分子的总氢数为11。较：IR：1730 cm-1 强峰结合氢谱中9.5 ppm 峰和碳谱中204ppm峰，可知分子中含有一个－CHO；由相对分子量125－12×7－1×11－16×1＝14，即分子含有1个N原子，所以分子式为CHNO。711（2）计算不饱和度Ω＝3（该分子式为合理的分子式）（3）结构式推导从计算值与测定值的比较，可知未知物的正确结构式应为B。IR：2250 cm-1有1个小而尖的峰，可确定分子中含一个R－CN基团；（4）各谱数据的归属：13C NMR：119 ppm处有一个三键碳信号；UV：210 nm 以上没有吸收峰，IR：~ 2900cm-1 为CH、CH的υCH ，~ 1730 cm-1 为醛基的υC=O ，~ 2700 cm-32说明腈基与醛基是不相连的。

1 为醛基的υCH ，~ 1450 cm-1为CH，CH的δCH ，~ 2250 cm-1为υC≡N 。321H NMR：H数峰型结构单元1H NMR：δH /ppm6单峰CH MS：各碎片离子峰为：m/z96 为(M—CHO)+，3C CH m/z69 为(M—CHO—HCN)+，基峰m/z55为，CH32CHC1.123m/z41为。+CH CH22多重峰—CH—CH—3+22对称C HCCH1.90（AB系统）2.302多重峰2232CHC CHCN CH322UV：210 nm以上没有吸收峰，说明腈基与醛基是1单峰—CHO不相连的，也与结构式相符。OHC9.502

2013/12/2 5. 某未知物，它的质谱、红外光谱以及核磁共振谱如图，它在紫外吸收光谱在?[解] 从质谱中得知未知物的分子量为84，同位素峰的相对丰度200 nm以上没有吸收。确定该化合物。[M+1]=5.65，[M+2]= 0.45。根据这些数据，从Beynon表中找出有关式子，除去其中含奇数个氮原子的式子，发现CHO一式的同58位素峰丰度比值最接近实验值，故定为未知物的分子式。1:1:2:4?从分子式求得不饱和度为2，所以未知物不是芳香族化合物。紫外吸收光谱也表明未知物不含有芳环或杂芳环体系，也不含有醛或酮基。?核磁共振谱中δ6.21处((1 H)的双峰(2个峰都带有裂分)偶合常数J=7 Hz，显然只能是烯键质子的信号。事实上红外光谱中3058cm-1处的弱吸收带以及1650cm-1处的强吸收带，证明未知物分子中的确存在着烯键。-1?在725 cm处的强峰，则是顺式—CH =CH—的面外弯曲振动吸收带。核磁共振谱中δ4. 55处（ 1 H）的多重峰，相当于烯键的另1个质子，它与δ6.21的烯键质子相偶合，偶合常数7Hz。显然，

这种偶合常数值正好与顺式烯键质子的偶合常数的范围相当。

6.未知物核磁共振碳谱数据如表1所示，其质谱、核磁共振氢谱、红外光谱图分别如图，推导未知物结构。关于δ6.21处的烯健质子峰处于较为低场的原因，可能是由于这个烯键质子上的碳原子与1个氧原子相连（—CH=CH—O—）-1-1引起的。对于这一点，从红外光谱1241 cm和1070cm处的2个强吸收带得到证实，因为这2个吸收带说明存在着1个不饱和醚。核磁共振谱中δ3.89处（2H ）的三重峰（带有进一步未知物核磁共振碳谱数据裂分），相当1个亚甲基，由于它位于较低场，有理由认为它是与氧原子相连的，即—CH—O—CH =CH—。2这样，如果从已知分子式减去—CH—O—CH =CH—这一部2分，则只剩下C，相当于2个亚甲基。后者与已确定的结H24构部分一起，只能构成1个环

O

即未知物的结构式。恰好在核磁共振谱的δ1.55 ~ 2 .20处有一宽

而强的峰（ 4 H）,相当于多个亚甲基，其化学位移与相应质

子在结构式中的位置也是匹配的，从而印证了所提出的未知

物的结构。?[解] 1 分子式的确定：碳谱：18个碳原子

?氢谱：0.8199ppm处的三重峰可考虑是与CH相连的端甲基，以此作为氢谱2积分曲线定标的基准，得出未知物共含35个氢原子。

?质谱：m/z＝281符合分子离子峰的条件，可初步判断为分子离子峰，因此未知物含奇数个氮原子。-1?红外：1649.1cm的吸收，碳谱：171.45ppm的吸收，可知未知物含羰基，即未知物含氧原子。?综上所述，未知物分子式为CHON，分子量为281，与各种谱图均很吻合。1835

?2 不饱和度Ω＝2O?3 官能团的确定C?（1）未知物中含有基团，其理由如下：N

?①碳谱171.45 ppm 的峰反映羰基应与杂原子相连，而未知物中，除氧之外，杂原子仅余氮；-1?②红外光谱中，1649.1 cm的强吸收只能是此基团，羰基若不连氮，其吸收位置在1680 cm-1之上；目前数值与叔酰胺相符。?（2）未知物中含正构长链烷基：?①碳谱：27ppm附近的多个碳原子，以及26，25，21，20，11ppm的峰，说明未知物含正构长链烷基；?②氢谱：1.195 ppm 的高峰（18个氢）及0.819ppm的三重峰，说明未知物含正构烷基；-1?③红外：2924.5 和2853.5 cm-1的吸收极强，以致未见～2960，2870 cm-1的吸收也说明含CH的甲基吸收；721.4 cm长链；2?④质谱：从m/z 238～98 相隔14u的峰簇。3

2013/12/2（3）未知物含一个环，且为内酰胺：?因此未知物结构为：①未知物含羰基，但所有的谱图均说明不含烯基，而由分子式计算其不饱和度为2，因此必含一个环；

②碳谱：46.98 和45.68ppm的两个峰说明这两个碳原子应与氮原子相连，而且它们的化学环境

略有不同；③氢谱：3.26ppm处的四个氢原子与碳谱

的结论相呼应；④碳谱：35.02ppm的峰和氢谱中2.42 ppm的峰说明一个—CH—与羰基相连；2⑤红外：从1422.6到1482.9cm-1共有四个吸收，这说明未知物中—CH—的2CH环境有几种（与碳原子相连的，与杂原子或与电负性基团相连的CH）；22由以上几点可知，未知物含一个内酰胺基团，再加上前面分析的未知物含一个正构长链烷基，因此

该化合物结构为：

至此，剩下的任务就是确定烷基链的长度了。质谱的基峰m/z126，其强度远远

超过其它峰，结合上面所得的结论，基峰应对

应下列结构：

因而定出：

7. 某未知物为无色液体，沸点156.9997℃，它的红外光谱，核磁[解] 从未知物的质谱数据得知，分子离子峰m/e164，其丰度不大，共振谱以及质谱如图，它的紫外光谱在210nm以上无吸收。试确估计未知物不是芳香族化合物。已知[M + 2 ]/[M] = 95.7:100，定未知物的结构。又知道Br/Br=98:100，由此得知未知物分子含有1个溴原子。8179

通常在卤化物的质谱中，由于失去电负性较大的卤原子（X）8H3H

而出现1个强的[M-X]峰2H

+-R—X R+ X

在未知物的质谱中确有1个m/e85（l64-79=85）的峰，从而进一步证明未知物分

子含有1个溴原子。显然，R部分的质量为85。此外，质谱中还存在m/e29, 43,

53等(CH)或(CHCO)系列的峰，这暗示R部分可能是CH(CH)－或n2n+1n2n+1325 ++CH(CH)CO－。但根据m/e93和95(—CHBr)，107和109(—CH CHBr)以及323222

+135和137(—(CH)Br)等峰，估计R部分应是烷基。因此未知物的分子式可能24

是CHBr。613含有6个或6个以上碳原子的正烷基溴化物，通常容易形成1个5元环的

溴鎓离子，未知物的质谱在m/e135和137处有1强峰，可指定为溴鎓离

子，从而推测未知物为正溴己烷。CHCHCHCHCHCHBr 322222

质谱数据8. 某一未知化合物，上述鉴定也得到其它光谱的证实。未知物的紫外吸收光谱在m/zm/zm/z相对峰相对峰相对峰相对峰210nm以上无吸收，这说明不存在羰基、芳环以及卤素与双它的质谱、红外m/z度度度度////键共轭等。

未知物的红外光谱甚为简单，没有羰基、羟基、光谱和核磁共振%%%%芳环或烯烃的特征吸收。在未知物的核磁共振谱中δ3.32处谱如图所示。它26104389585853的三重峰，积分值相当2个质子，这分明是与1个次甲基相连的紫外吸收

光谱2786441006778612的次甲基的峰。由于它的化学位移偏低场，故该亚甲基应与299745226814966数据为：3145366951130.2溴原子相连，即一CH－CH－Br。高场δ0. 89处的1个畸变λmax=292nm（环223845477073114(M)1.2的3重

峰，积分面积相当3个质子，故应为1个甲基。δ2. 己烷），ε23.2。394555557123115(M+0.131~1.1之间的1组峰，积分面积相当8个质子，正好是4个亚甲1)确定该化合物结4191567727116(M+0.012基。

可见核磁共振谱数据也是与正溴己烷的结构一致的。构。2)425757508114未知物质谱中的主要碎片离子，可按照正溴己烷的结构解释如下:

8H3H1H135

2H CHCH CH CH CHCHBr223222

438510729

4

2013/12/2-1[解] 红外光谱中1730cm的强吸收带指出化合物结构中存在着1个C=O基。而在-1处的中等强度的吸收带，是相当特征的醛基2703cmC-H伸缩振动吸收带，表明未知物为一醛类化合物。 9. 某一未知化合物，其质谱的分子离子峰为228.1152，红外光谱见图，核磁共振紫外吸收光谱数据λmax292nm，εmax23.2 (醛基的特征吸收)，核磁共振谱中的谱中δ6. 95为四重峰（8H，每一双峰裂距为8Hz），δ2.65为宽峰(2H)，此2个质子δ9.75处的三重峰(醛基质子峰)以及质谱中的基峰质荷比为44(典型的醛的基峰)经重水交换后核磁信号可消失，δ1.63为单峰(6 H)。试确定该未知化合物的结构。等，也都证实存在着醛基。由于核磁共振谱或红外光谱中都不存在芳环结构的特征吸收，因此未知物应是一脂肪族醛。核磁共振谱中δ2.42处的多重峰，相当2个质子，显然是与醛基相连的亚甲基峰。高场δ0. 89处的1个畸变的3重峰，积分面积相当3个质子，故应为I个甲基。δ2. 1~1.1之间的1组峰，积分面积相当8个质子，正好是4个亚甲基。根据上述分析，未知物的结构应为：CHCHCHCHCHCHCHO 322222这一结构，相当于分子量114。在未知物的质谱图中，确实可以在m/e114处发现1个很弱的分子离子峰。此外，质谱中m/e29，43，57，71等一系列直链脂肪烃的特征碎片，也与上述鉴定吻合。

根据这一结构，未知物质谱图中的其它主要碎片峰也可得到满意的解释。如质荷比为96的碎片离子是由分子离子失去水分子而形成的，质荷比为86的碎片离子是由分子离子失去CO而形成的，质荷比为70的碎片离子是由分子离子失去—CHCHOH基而形成的等等。2如果未知物的分子式减去上述碎片，则剩下CH。由于没有剩下-1[解] 首先分析一下红外光谱：在3300cm附近有一强而宽的吸收36的双不饱和度，所以CH的结构可以设想为CH-1带指出存在OH伸缩吸收，加上在1300~1000cm之间有几个强吸336收带，这些说明未知物存在着OH基。C-1-1在3030 cm附近有一弱吸收带为υCH。在1600和1500cm之间这样，未知物的结构可以推出为CH3-1具有两个中等强度吸收带是由苯核骨架振动所引起的。840cm处CH3C有一强吸收带为δCH（面外）。这些都说明未知物存在着1.4二取HOOH代苯环。CH3由于在红外光谱中没有看到羰基的吸收带，因此未知物不是酸我们设想的结构式为未知物的核磁共振谱所证实：在未知物核磁共振谱中共有三组峰，在δ1.63处的单峰。积分值指出具有6个质子，这说明存和酯。故上述羰基很可能以醇类形式存在。但由于C－O伸缩振动，在着2个甲基，并且这2个甲基一定连在1个叔碳原子上；在δ2.65处的宽波数较高，故可以认为是酚羟基。峰，积分值指出具有2个质子经重水交换后可消失，说明存在2个OH基；质谱中未知物的分子离子峰为228.1152，假定测定误差为在6.95处的四重峰（见图2-16)，积分值指出具有8个质子。从图看出它是±0.006，小数部分应该在0.1092～0.1212的范围。根据这个数值，典型的对位二取代苯环质子峰，其中四个峰的强度按弱、强、强、弱对从Beynon表中可以找出COO。从分子式COO知道，不饱1516215162称分布，并且每一双峰裂距均为8Hz。和度为8，因此可以假定未知物含有2个苯环。根据以上分析完全证实设想的结构式：CH3到这里。我们可以初步指出未知物具有一下述的碎片结构：C HO OH CH3HO HO 10. 试从给出的MS和1HNMR谱推测未知物的结构，其IR谱上在[解] 从质谱图确定分子量为194。由于m/z194,m/z196的相对丰度-11730cm处有强吸收。-1几乎相等，说明分子中含一个Br原子，从红外图1730cm的吸收峰可知分子中含羰基，即含一个氧原子，1HNMR 谱中，从低场到高场积分曲线高度比为3:2:3:3，H原子数目为11或其整数倍，C原子数目可用下式计算：

C原子数目＝(194－11－16－79)/12=7余4因不能整除，需用试探法调整。分析上述计算结果，余数4加12等于16，因此可能另含一个氧原子。重新检查各谱，发现1H NMR 中，处于低场4附近的一簇峰裂分形复杂，估计含有两种或更多H原子，而Br原子存在不能造成两种H的化学位移在低场，羰基也不能3H3H 使邻近的H化学位移移到4处，因此存在另一个氧原子的判断是合理的。质谱图中m/z45，m/z87等碎片离子也说明有非羰基的氧存在。

3H重新计算C原子数目。C原子数目＝(194－11×2－79)/12＝62H 故分子式为CHBrO，不饱和度为1。2 5

2013/12/2先来看两种结构中CH(d)的化学位移，理论计算表明结构I中δd＝2由以上分析可知分子中含Br、C＝O、—O—；从氢谱的

高场到低场4.1，结构Ⅱ中羰基α-断裂很容易失去Br生成m/z为115的离子，而实分别有CH(三重峰)、CH(三重峰)、CH(多重峰)，仔细

研究δ4处的332际上在高质量端有许多丰度可观的含Br碎片离子。因此，可以排除裂分峰情况，可以发现它由一个偏低场的四重峰和

一个偏高场的三结构Ⅱ，而重点确认结构Ⅰ。根据理论计算，结构Ⅰ中各种H的化重峰重叠而成，一共有三个H，其中四重峰所占的积

分曲线略高，学位移和自旋裂分情况如下：它为－CH－(四重峰)，另一个则为CH(三重峰)。综上所述，分子2δa＝0.9 (三重峰)；δb＝1.3+0.6+0.2＝2.1 (多重峰)；δc＝中应有两个较大的结构单元CHCH—和CHCHCH—以及Br、C＝32320.23+0.47+2.33+1.55＝4.58 (三重峰)；

δd＝4.1 (四重峰)O、—O—三个官能团。前者的CH化学位移为4.2必须与O相连；后2δe＝0.9+0.4＝1.3 (三重峰)者的CH左右均连接碳

氢基团，它的化学位移只能归属到～2，这样，2除δc计算结果偏大之外，其余基本与谱图相符。可列出以下两种可能的结构：然后来看质谱主要碎裂方式和产物离子的质荷比。结构Ⅰ的主要碎裂方式和碎片离子如下，它较好的解释质谱中的重要离子。由此可以认为结构Ⅰ，即α-溴代丁酸乙酯是未知物的结构。6

四大波谱基本概念以及解析综述

四大谱图基本原理及图谱解析 一.质谱 1.基本原理： 用来测量质谱的仪器称为质谱仪，可以分成三个部分：离子化器、质量分析器与侦测器。其基本原理是使试样中的成分在离子化器中发生电离，生成不同荷质比的带正电荷离子，经加速电场的作用，形成离子束，进入质量分析器。在质量分析器中，再利用电场或磁场使不同质荷比的离子在空间上或时间上分离，或是透过过滤的方式，将它们分别聚焦到侦测器而得到质谱图，从而获得质量与浓度(或分压)相关的图谱。 在质谱计的离子源中有机化合物的分子被离子化。丢失一个电子形成带一个正电荷的奇电子离子(M+·)叫分子离子。它还会发生一些化学键的断裂生成各种 碎片离子。带正电荷离子的运动轨迹：经整理可写成： 式中：m／e为质荷比是离子质量与所带电荷数之比；近年来常用m／z表示质荷比；z表示带一个至多个电荷。由于大多数离子只带一个电荷，故m／z就可以看作离子的质量数。 质谱的基本公式表明： （1）当磁场强度(H)和加速电压(V)一定时，离子的质荷比与其在磁场中运动半径的平方成正比(m／z ∝r2m)，质荷比(m／z)越大的离子在磁场中运动的轨道半径(rm)也越大。这就是磁场的重要作用，即对不同质荷比离子的色散作用。 （2）当加速电压(V)一定以及离子运动的轨道半径(即收集器的位置)一定时，离子的质荷比(m／z)与磁场强度的平方成正比(m／z∝H2)改变H即所谓的磁场扫描，磁场由小到大改变，则由小质荷比到大质荷比的离子依次通过收集狭缝，分别被收集、检出和记录下来。 （3）若磁场强度(H)和离子的轨道半径(rm)一定时，离子的质荷比(m／z)与加速电压(V)成反比(m／z∝1／V)，表明加速电压越高，仪器所能测量的质量范

有机波谱综合谱图解析

综合谱图解析 1.某未知物分子式为C5H12O,它的质谱、红外光谱以及核磁共振谱如图，它的紫外吸收光谱在200 nm以上没有吸收，试确定该化合物结构。并解释质谱中m/z 57和31的来源。

2?待鉴定的化合物（I ）和（II ）它们的分子式均为C 8H 12O 4。它们的质谱、红外 光谱和核磁共振谱见图。也测定了它们的紫外吸收光谱数据：（I ）入max 223nm , S 4100; （II ）入max 219nm 2300,试确定这两个化合物。 未之物（I ）的谱图 127 100-1 - 10 10 曲 凹 M 亠亲) ? 册 -J P 科 J S W

未之物（II）的谱图

3、某未知物的分子式为C 9H 10O 2，紫外光谱数据表明：该物入max 在26 4、262 I? 257、252nm （&maxIOI 、158、147、194、153）;红外、核磁数据如图所示，试 0 LOtMio. sopoiggg 翌g 嚴效 却31卿］卿丄电00 uyo iw mo 推断其结构，并说明理 由。 ! \ \ 「 1 CCh 1 I J —' 1 1 _■ ____ __ _ ,B . _ ，- T J.亠」亠亠」亠 | * --------------- U 5>0 4. 0 d/ppm

4.某未知物C ii H i6的UV 、IR 、中NMR 、MS 谱图及13C NMR 数据如下，推导 未知物结构。 序号 S c ( ppm ) 碳原子个数 序号 S c ( ppm ) 碳原子个数 1 143.0 1 6 32.0 1 2 128.5 2 7 31.5 1 3 128.0 2 8 22.5 1 4 125.5 1 9 10.0 1 5 36.0 1 MS(E[] 100 so 30D A/tnn 350 血 >0624*68<)2 4 內 OS n 2 2 98765^43211 0SU 'H bMRfCDCI^

四大图谱综合解析

2013/12/2四大图谱综合解析[解] 从分子式CHO，求得不饱和度为零，故未知物应为512饱和脂肪族化合物。 1 某未知物分子式为CHO，它的质谱、红外光谱以及核磁共振谱如图，512未知物的红外光谱是在CCl溶液中测定的，样品的CCl稀溶液它的紫外吸收光谱在200 nm以上没有吸收，试确定该化合物结构。44-1的红外光谱在3640cm处有1尖峰，这是游离O H基的特征吸收峰。样品的CCl4浓溶液在3360cm-1处有1宽峰，但当溶液稀释后复又消失，说明存在着分子间氢键。未知物核磁共振谱中δ4. 1处的宽峰，经重水交换后消失。上述事实确定，未知物分子中存在着羟基。未知物核磁共振谱中δ0.9处的单峰，积分值相当3个质子，可看成是连在同一碳原子上的3个甲基。δ3.2处的单峰，积分值相当2个质子，对应1个亚甲基，看来该次甲基在分子中位于特丁基和羟基之间。质谱中从分子离子峰失去质量31（－CHOH）部分而形成基2峰m/e57的事实为上述看法提供了证据，因此，未知物的结构CH是3CCl稀溶液的红外光谱, CCl浓溶液44 CHOH C HC在3360cm-1处有1宽峰23 CH3 2. 某未知物，它的质谱、红外光谱以及核磁共振谱如图，它的根据这一结构式，未知物质谱中的主要碎片离子得到了如下紫外吸收光谱在210nm以上没有吸收，确定此未知物。解释。CH CH3+3.+ +C CH HCOH CHOH C HC3223 m/e31CH CH33 m/e88m/e57-2H -CH-H-CH33m/e29 CH m/e73CHC23+ m/e41 [解] 在未知物的质谱图中最高质荷比131处有1个丰度很小的峰，应从分子量减去这一部分，剩下的质量数是44，仅足以组为分子离子峰，即未知物的分子量为131。由于分子量为奇数，所以未成1个最简单的叔胺基。知物分子含奇数个氮原子。根据未知物的光谱数据中无伯或仲胺、腈、CH3N酞胺、硝基化合物或杂芳环化合物的特征，可假定氮原子以叔胺形式存CH3在。红外光谱中在1748 cm-1处有一强羰基吸收带，在1235 cm-1附近有1典型正好核磁共振谱中δ2. 20处的单峰(6H )，相当于2个连到氮原子上的宽强C－O－C伸缩振动吸收带，可见未知物分子中含有酯基。1040 的甲基。因此，未知物的结构为:-1cm处的吸收带则进一步指出未知物可能是伯醇乙酸酯。O核磁共振谱中δ1.95处的单峰(3H），相当1个甲基。从它的化学位移来CH3N看，很可能与羰基相邻。对于这一点，质谱中，m/e43的碎片离子CHCHCHOC223CH(CHC=O)提供了有力的证据。在核磁共振谱中有2个等面积(2H)的三重33峰，并且它们的裂距相等，相当于AA’XX'系统。有理由认为它们是2个此外，质谱中的基峰m /e 58是胺的特征碎片离子峰，它是由氮原子相连的亚甲－CH－CH，其中去屏蔽较大的亚甲基与酯基上的氧原子22的β位上的碳碳键断裂而生成的。结合其它光谱信息，可定出这个相连。碎片为至此，可知未知物具有下述的部分结构：CHO3NCH2CHCHCHOCCH32231 2013/12/23.某未知物CH的UV、IR、1H NMR、MS谱图及13C NMR数据如下，推[解] 1. 从分子式CH，计算不饱和度Ω＝4；11161116导未知物结构。 2. 结构式推导未知物碳谱数据UV：240～275 nm 吸收带具有精细结构，表明化合物为芳烃；序号δc序号δc碳原子碳原子IR :：695、740 cm-1 表明分子中含有单取代苯环；（ppm）个数（ppm）个数MS ：m/z 148为分子离子峰，其合理丢失一个碎片，得到m/z 91的苄基离子；1143.01632.01 313C NMR：在（40～10）ppm 的高场区有5个sp杂化碳原子；2128.52731.51 1H NMR：积分高度比表明分子中有1个CH和4个－CH－，其中（1.4～1.2）3128.02822.5132 ppm为2个CH的重叠峰；4125.51910.012因此，此化合物应含有一个苯环和一个CH的烷基。511536.01 1H NMR 谱中各峰裂分情况分析，取代基为正戊基，即化合物的结构为：23

NMR,VU,IR,MS四大图谱解析解析

13C-NMR谱图解析 13C-NMR谱图解析流程 1.分于式的确定 2.由宽带去偶语的谱线数L与分子式中破原子数m比较，判断分子的对称性. 若L=m，每一个碳原子的化学位移都不相同，表示分子没有对称性;若L

基团类型Qc/ppm 烷0-60 炔60-90 烯，芳香环90-160 羰基160 4.组合可能的结构式 在谱线归属明确的基础上，列出所有的结构单元，并合理地组合成一个或几个可能的工作结构。 5.确定结构式 用全部光谱材料和化学位移经验计算公式验证并确定惟一的或

可能性最大的结构式，或与标准谱图和数据表进行核对。经常使用的标准谱图和数据表有: 经验计算参数 1.烷烃及其衍生物的化学位移 一般烷烃灸值可用Lindeman-Adams经验公式近似地计算： ∑ Qc5.2 =nA - + 式中:一2.5为甲烷碳的化学位移九值;A为附加位移参数，列于下表，为具有某同一附加参数的碳原子数。 表2 注:1(3).1(4)为分别与三级碳、四级碳相连的一级碳;2(3)为与三级碳相连的二级碳，依此类推。 取代烷烃的Qc为烷烃的取代基效应位移参数的加和。表4一6给出各种取代基的位移参数

综合谱图解析

1、某未知物分子式为C5H12O，它的质谱、红外光谱以及核磁共振谱如图，它的紫外吸收光谱在200 nm以上没有吸收，试确定该化合物结构。 1 : 2 : 9 [解] 从分子式C5H12O，求得不饱和度为零，故未知物应为饱和脂肪族化合物。 未知物的红外光谱是在CCl4溶液中测定的，样品的CCl4稀溶液的红外光谱在3640cm-1处有1尖峰，这是游离O H基的特征吸收峰。样品的CCl4浓溶液在

3360cm -1处有1宽峰，但当溶液稀释后复又消失，说明存在着分子间氢键。未知物核磁共振谱中δ4. 1处的宽峰，经重水交换后消失。上述事实确定，未知物分子中存在着羟基。 未知物核磁共振谱中δ0.9处的单峰，积分值相当3个质子，可看成是连在同一碳原子上的3个甲基。δ3.2处的单峰，积分值相当2个质子，对应1个亚甲基，看来该次甲基在分子中位于特丁基和羟基之间。 质谱中从分子离子峰失去质量31（－CH 2OH ）部分而形成基峰m/e57的事实为上述看法提供了证据，因此，未知物的结构是 C CH 3 H 3C CH 3 CH 2OH 根据这一结构式，未知物质谱中的主要碎片离子得到了如下解释。 C CH 3 H 3C CH 3 CH 2OH +. C + CH 3 CH 3 H 3C CH 2 OH + m/e31m/e88 m/e57 -2H -CH 3 -CH 3-H CH 3 C CH 2 + m/e29 m/e73 m/e41 2、某未知物，它的质谱、红外光谱以及核磁共振谱如图，它的紫外吸收光谱在210nm 以上没有吸收，确定此未知物。

226 3 [解] 在未知物的质谱图中最高质荷比131处有1个丰度很小的峰，应为分子离子峰，即未知物的分子量为131。由于分子量为奇数，所以未知物分子含奇数个氮原子。根据未知物的光谱数据亚无伯或仲胺、腈、酞胺、硝基化合物或杂芳环化合物的特征，可假定氮原子以叔胺形式存在。 红外光谱中在1748 cm-1处有一强羰基吸收带，在1235 cm-1附近有1典型的宽强C－O－C伸缩振动吸收带，可见未知物分子中含有酯基。1040 cm-1处的吸

四大图谱综合解析

2013/12/2
四大图谱综合解析
1 某未知物分子式为C5 H12 O，它的质谱、红外光谱以及核磁共振谱如图，
它的紫外吸收光谱在200 nm以上没有吸收，试确定该化合物结构。
CCl4稀溶液的红外光谱, CCl4浓溶液 在3360cm-1处有1宽峰
[解] 从分子式C5H12O，求得不饱和度为零，故未知物应为 饱和脂肪族化合物。 未知物的红外光谱是在CCl4溶液中测定的，样品的CCl4稀溶液 的红外光谱在3640cm-1处有 1尖峰，这是游离 O H基的特征吸收 峰。样品的CCl4浓溶液在 3360cm-1处有 1宽峰，但当溶液稀释 后复又消失，说明存在着分子间氢键。未知物核磁共振谱中δ4. 1处的宽峰，经重水交换后消失。上述事实确定，未知物分子 中存在着羟基。 未知物核磁共振谱中δ0.9处的单峰，积分值相当3个质子，可 看成是连在同一碳原子上的3个甲基。δ3.2处的单峰，积分值 相当2个质子，对应1个亚甲基，看来该次甲基在分子中位于特 丁基和羟基之间。 质谱中从分子离子峰失去质量31（－ CH2 OH）部分而形成基 峰m/e57的事实为上述看法提供了证据，因此，未知物的结构 CH3 是
H3C
C
CH3
CH2OH
根据这一结构式，未知物质谱中的主要碎片离子得到了如下 解释。
CH 3
2. 某未知物，它的质谱、红外光谱以及核磁共振谱如图，它的 紫外吸收光谱在210nm以上没有吸收，确定此未知物。
CH2
+ OH m/e31 -2H
+ . CH2OH
H3C
CH3
H3C
C
CH 3
C+
CH3
m/e88 -CH3 m/e29 m/e73
m/e57 -CH3 -H CH 3 C + CH 2
m/e41
[解] 在未知物的质谱图中最高质荷比131处有1个丰度很小的峰，应 为分子离子峰，即未知物的分子量为131。由于分子量为奇数，所以未 知物分子含奇数个氮原子。根据未知物的光谱数据中无伯或仲胺、腈、 酞胺、硝基化合物或杂芳环化合物的特征，可假定氮原子以叔胺形式存 在。 红外光谱中在1748 cm-1处有一强羰基吸收带，在1235 cm-1附近有1典型 的宽强C－O－C伸缩振动吸收带，可见未知物分子中含有酯基。1040 cm-1处的吸收带则进一步指出未知物可能是伯醇乙酸酯。 核磁共振谱中δ1.95处的单峰(3H），相当1个甲基。从它的化学位移来 看，很可能与羰基相邻。对于这一点，质谱中，m/e43的碎片离子 (CH3C=O)提供了有力的证据。在核磁共振谱中有2个等面积(2H)的三重 峰，并且它们的裂距相等，相当于AA’XX'系统。有理由认为它们是2个 相连的亚甲－CH2－CH2，其中去屏蔽较大的亚甲基与酯基上的氧原子 相连。 至此，可知未知物具有下述的部分结构：
O CH 2 CH 2 O C CH 3
从分子量减去这一部分，剩下的质量数是 44，仅足以组 成1个最简单的叔胺基。
CH 3 CH3 N
正好核磁共振谱中δ2. 20处的单峰(6H )，相当于2个连到氮原子上 的甲基。因此，未知物的结构为:
CH3 CH3 O N CH2 CH2 O C CH3
此外，质谱中的基峰m /e 58是胺的特征碎片离子峰，它是由氮原子 的β位上的碳碳键断裂而生成的。结合其它光谱信息，可定出这个 碎片为
CH3 CH3 N CH 2
1

四大谱图综合解析

3 待鉴定的化合物（I）和（II）它们的分子式均为C8H12O4。它们的质谱、红外光谱和核磁共振谱见图。也测定了它们的紫外吸收光谱数据：(I)λmax223nm，δ4100；（II）λmax219nm，δ2300，试确定这两个化合物。 未之物（I）的质谱 未之物（II）质谱

化合物（I）的红外光谱 化合物（II）的红外光谱 化合物（I）的核磁共振谱

化合物（II）的核磁共振谱 [解] 由于未知物（I）和（II）的分子式均为C8H12O4，所以它们的不饱和度也都是3，因此它们均不含有苯环。（I）和（II）的红外光谱呈现烯烃特征吸收，未知物（I）：3080cm-1，(υ=C-H)，1650cm-1(υ=C-C) 未知物（II）：:3060cm-1 (υ=C-H)，1645cm-1(υ=C-C) 与此同时两者的红外光谱在1730cm-1以及1150～1300 cm-1之间均具有很强的吸收带，说明（I)和(II)的分子中均具有酯基； (I)的核磁共振谱在δ6.8处有1单峰，（II）在δ6.2处也有1单峰，它们的积分值均相当2个质子。显然，它们都是受到去屏蔽作用影响的等同的烯烃质子。另外，(I)和(II )在δ4. 2处的四重峰以及在δ1.25处的三重峰，此两峰的总积分值均相当10个质子，可解释为是2个连到酯基上的乙基。因此(I)和(II)分子中均存在2个酯基。这一点，与它们分子式中都含有4个氧原子的事实一致。 几何异构体顺丁烯二酸二乙酯(马来酸二乙酯)和反丁烯二酸二乙酯（富马酸二乙酯)与上述分析结果一致。现在需要确定化合物([)和(II)分别相当于其中的哪一个。 COOEt COOEt COOEt EtOOC 顺丁烯二酸二乙酯反丁烯二酸二乙酯 利用紫外吸收光谱所提供的信息，上述问题可以得到完满解决。由于富马酸二乙酯分子的共平面性很好，在立体化学上它属于反式结构。而在顺丁烯二酸二乙酯中，由于2个乙酯基在空间的相互作用，因而降低了分子的共平面性，使共轭作用受到影响，从而使紫外吸收波长变短。

综合谱图解析

1、某未知物分子式为CHO，它的质谱、红外光谱以及核磁共振谱如图，它的125紫外吸收光谱在200 nm以上没有吸收，试确定该化合物结构。 1 : 2 : 9 [解] 从分子式CHO，求得不饱和度为零，故未知物应为饱和脂肪族化合物。125未知物的红外光谱是在CCl溶液中测定的，样品的CCl稀溶液的红外光谱44-1处有1尖峰，这是游离O H基的特征吸收峰。样品的在3640cmCCl浓溶液在4word

编辑版． -1宽峰，但当溶液稀释后复又消失，说明存在着分子间氢键。未知13360cm处有处的宽峰，经重水交换后消失。上述事实确定，未知物分4. 1物核磁共振谱中δ子中存在着羟基。个质子，可看成是连在同3未知物核磁共振谱中δ0.9处的单峰，积分值相当个亚甲基，12个质子，对应个甲基。一碳原子上的3δ3.2处的单峰，积分值相当看来该次甲基在分子中位于特丁基和羟基之间。的事OHCH）部分而形成基峰m/e57质谱中从分子离子峰失去质量31（－2实为上述看法提供了证据，因此，未知物的结构是CH3OHCHC CH23CH3根据这一结构式，未知物质谱中的主要碎片离子得到了如下解释。CHCH3+3.++CCHOH CH OHCHC CH m/e31CHCH33m/e88m/e57-2H-CH-H-CH33m/e29CHCCHm/e7323+m/e41 3232 2、某未知物，它的质谱、红外光谱以及核磁共振谱如图，它的紫外吸收光谱在210nm以上没有吸收，确定此未知物。 word 编辑 版．

3622 个丰度很小的峰，应为分子离处有在未知物的质谱图中最高质荷比1311] [解。由于分子量为奇数，所以未知物分子含奇数个子峰，即未知物的分子量为131氮 原子。根据未知物的光谱数据亚无伯或仲胺、腈、酞胺、硝基化合物或杂芳环化合物的特征，可假定氮原子以叔胺形式存在。-1-1典型的红外光谱中在1748 cm处有一强羰基吸收带，在1235 cm1附近有-1处的吸－－宽强COC1040 cm伸缩振动 吸收带，可见未知物分子中含有酯基。word 编辑版． 收带则进一步指出未知物可能是伯醇乙酸酯。个甲基。从它的化学位移来看， 11.95处的单峰(3H），相当核磁共振谱中δ提供了C=O)很可能与羰基相邻。对于这一点，质谱中，m/e43的碎片离子(CH3并且它们的裂距相等，的三重峰，在核磁共振谱中有2个等面积(2H)有力的证据。，其中去－2个相连的亚甲－CHCH相当于AA'XX'系统。有理由认为它们是22屏蔽较大的亚甲基与酯基上的氧原子相连。至此，可知未知物具有下述的部分结构：OCHCHCHOC322个

四大谱图综合解析6

11 某一未知化合物的质谱、红外光谱和核磁共振谱见图2-16. 2-1'l和2 18。也测定了它的紫外光谱数据：在200nm以上没有吸收。试确定该化合物的结构。 质谱数据 [解] 根据M+1=7.8, M+2=0.5，从Beynon表找出有关式子，然后排除含有奇数个氮原子的式子(因为未知物的分子量为偶数)，剩余的列出： C5H14N2 72

和C 6H 14O 也较为接近。考虑到未知物的紫外光谱在200 nm 以上没有吸收，核磁共振谱在芳环特征吸收区域中也没有吸收峰等事实，说明未知物是脂肪族化合物。根据这一点，上述三个式子只有C 6H 14O 可以作为未知物的分子式。从分子式可知该化合物不饱和度为零。 在未知物的红外光谱中，没有羰基或羟基的特征吸收，但分子式中又含有氧原子，故未知物为醚的可能性很大。在1130cm -1~ 1110 cm -1之间有一个带有裂分的吸收带，可以认为是C —O —C 的伸缩振动吸收。 另一方面，核磁共振谱中除了在δ1. 15处的双峰和δ3.75处的对称七重峰(它们的积分比为6:1)以外没有其它峰，这非常明确地指出了未知物存在着2个对称的异丙基。对于这一点，红外光谱中的1380 cm -1和1370 cm -1处的双峰，提供了另一个证据。 根据上述分析得到的信息，未知物的结构式可立即确定为： CH H 3C H 3C O CH CH 3CH 3 按照这个结构式，未知物质谱中的主要碎片离子可以得到满意的解释： CH H 3C H 3C O CH 3 CH 3 +· C H H 3C CH 3 O C H CH 3 ++ 基峰 m/z 45 CH H 3C H 3C CH H 3C H 3C O H C CH 3 +++O CH CH 3 CH 3 ·m/z 43 m/z 87 +·CH 3 CH 3CH=OH 12 某一未知化合物，其分子式为C 10H 10O 。已测定它的紫外吸收光谱、红外光谱(KBr 压片)以及核磁共振谱，见图确定该化合物结构。

(完整版)四大波谱基本概念以及解析

四大谱图基本原理及图谱解析 一质谱 1. 基本原理： 用来测量质谱的仪器称为质谱仪，可以分成三个部分：离子化器、质量分析器与侦测器。其基本原理是使试样中的成分在离子化器中发生电离，生成不同荷质比的带正电荷离子，经加速电场的作用，形成离子束，进入质量分析器。在质量分析器中，再利用电场或磁场使不同质荷比的离子在空间上或时间上分离，或是透过过滤的方式，将它们分别聚焦到侦测器而得到质谱图，从而获得质量与浓度(或分压)相关的图谱。 在质谱计的离子源中有机化合物的分子被离子化。丢失一个电子形成带一个正电荷的奇电子离子(M+J叫分子离子。它还会发生一些化学键的断裂生成各种 r =￡ 碎片离子。带正电荷离子的运动轨迹：经整理可写成： m _ rjH2 电"2比2式中：口/e为质荷比是离子质量与所带电荷数之比；近年来常用m/z 表示质荷比；z表示带一个至多个电荷。由于大多数离子只带一个电荷，故m/z就可以看作离子的质量数。 质谱的基本公式表明： (1)当磁场强度(H)和加速电压(V)一定时，离子的质荷比与其在磁场中运动半径的平方成正比(m/z x r2m)，质荷比(m/z)越大的离子在磁场中运动的轨道半径(rm)也越大。这就是磁场的重要作用，即对不同质荷比离子的色散作用。 (2)当加速电压(V) 一定以及离子运动的轨道半径(即收集器的位置)一定时，离子的质荷比(m/z)与磁场强度的平方成正比(m/z x H2)改变H即所谓的磁场扫描，磁场由小到大改变，则由小质荷比到大质荷比的离子依次通过收集狭缝，分别被收集、检出和记录下来。 (3)若磁场强度(H)和离子的轨道半径(rm)一定时，离子的质荷比(m/z)与加速电压(V)成反比(m/z x 1/V)，表明加速电压越高，仪器所能测量的质量范