1、综合谱图解析课外作业,-有机波谱分析课程实践,波谱分析,紫外光谱（UV),红外光谱（IR）,核磁共振波谱（NMR）,质谱（MS）,教学重点：各种波谱分析技术的基本原理、波谱特征、解析方法、仪器结构和实验技术。 教学难点：如何使学生系统地掌握和运用各种波谱手段综合解析化合物结构，具备解决实际问题的能力,http:/riodb01.ibase.aist.go.jp/sdbs/cgi-bin/direct_frame_top.cgi,课程实践,对几大波谱的数据进行综合解析、互相验证，做成完整的PPT作品。,1.选题 自己选择化合物结构，规定了碳原子和杂原子的最低个数，保证了选题的相对难度和充分的自由
2、度，避免了作品内容的千篇一律。,4. 制作PPT、评比和讲解 锻炼学生的制作、理解、表达能力和相互学习，进一步巩固综合谱图解析能力。,2.提供免费谱图库网址 给学生的数据获取提供可靠的平台。,3.解析过程 获取的多种谱图信息必须通过学生的分析、归纳使谱图信息与结构关联，促使学生主动学习和总结。,5.与考核挂钩 占到期末总成绩的15%左右，能够充分调动学生的积极性，既促进了知识的消化理解，又为该课程的教学积累了素材。,乙酰苯胺图谱解析,邓立,学生作品,概述,乙酰苯胺，学名N-苯(基)乙酰胺，白色有光泽片状结晶或白色结晶粉末，是磺胺类药物的原料，可用作止痛剂、退热剂、防腐剂和染料中间体。,结构简式
3、：,三维模型：,俗称：退热冰 英文名：acetanilide 分子式：C8H9NO 分子量：135.1652,外观：,基本性质,性状：白色有光泽片状结晶或白色结晶粉末，在水中再结晶析出呈正交晶片状。无臭或略有苯胺及乙酸气味。,溶解度,溶解性：乙酰苯胺微溶于乙醚、丙酮、甘油和苯。不溶于石油醚 。可燃，呈中性或极弱碱性。遇酸或碱性水溶液易分解成苯胺及乙酸 。,制备：由苯胺经乙酸乙酰化而得。将苯胺和冰醋酸（过量100%）置于带夹套的搪玻璃反应器内，回流6-14h直至无游离苯胺为止。若用稀乙酸，则反应温度为150-160，反应结束后趁热过滤，除去残渣，滤液冷却、结晶，离心过滤，水洗并干燥，即得产品。用
4、途：乙酰苯胺是磺胺类药物的原料，可用作止痛剂、退热剂和防腐剂。用来制造染料中间体对硝基乙酰苯胺、对硝基苯胺和对苯二胺。在第二次世界大战的时候大量用于制造对乙酰氨基苯磺酰氯。乙酰苯胺也用于制硫代乙酰胺。在工业上可作橡胶硫化促进剂、纤维脂涂料的稳定剂、过氧化氢的稳定剂，以及用于合成樟脑等。还用作制青霉素G的培养基。,制备及用途,紫外图谱解析,鉴于网上查到的紫外图谱无法下载，这里仅就观察到的峰形作列举分析。 从乙酰苯胺的紫外图谱上可以看到有3个较明显的峰。该图谱以 (不会打希腊字母，意思老师应该懂吧）作为纵坐标。换算为摩尔吸光系数后。 分别是：MAX=202(25000）=242.5(15135)=
5、282(602) 结合乙酰苯胺的结构 不难推断出，最大吸收峰对应的是芳香族化合物的 E1带，次强峰为E2带，明显看 出该化合物中含有一个助色基团，与苯环上的双键形成n-共轭作用，所以也导致了吸收峰的红移和增色。而在图谱上并未见B带的精细结构，是由于芳环被取代后，使B带简化，红移，增色，最后一个峰就应该是B带的。,红外图谱解析,现对上图中主要峰进行解析: 首先是特征区最强峰1665cm-1,根据其尖锐的峰形及高强度结合乙酰苯胺的结构判断为羰基的伸缩振动。: 1665cm-1 (s) 其它的峰按照同样的思路，主要结合乙酰苯胺的结构以及所学习的相关知识可以指认出来。:3294cm-1 (m)(仲氨伸
6、缩振动）:3022cm-1 (w)(苯环上的碳氢键伸缩振动）:2955cm-1 (s)和2922cm-1 (s)(甲基的对称反对称伸缩振动） 苯环的泛频带:2000cm-1 1700cm-1:1436cm-1 (m)和1369cm-1 (m)(甲基的对称反对称弯曲振动）,基团与振动吸收峰归属,面外弯曲振动:760cm-1 (s)和698cm-1 (m) (苯环单取代峰形）面内弯曲振动:1265cm-1 (w)1104cm-1(w) :1619cm-1 (m);1501cm-1 (s) (苯环的骨架振动）:1307cm-1 (m) 以上便是对乙酰苯胺红外图谱的一个简单解析，图谱中2655cm-1
7、,有1处强度不小的峰无法指认，个人猜想会不会是溶剂产生的峰，因为同时在查阅所得另一幅以KBr压片法测得的图谱中并未发现该处峰，另外，还有一个现象是KBr压片法测得的图谱中似乎没有发现甲基的对称反对称振动的峰，只有3000cm-1以上靠近3000cm-1的两个峰，但都非常微弱，3000cm-1到2000cm-1之间更是一点峰都没有，由此可见，测量方法不同，即便是对同一物质，结果也可能相差不小，而且，进一步直观的认识了溶剂对物质红外光谱的影响。,基团与振动吸收峰归属,核磁共振氢谱解析,A 7.79 B 7.49 C 7.30 D 7.10 E 2.138,Assign. Shift(ppm) A
8、7.79 B 7.49 C 7.30 D 7.10 E 2.138,由于从网上下载的图不是非常的清晰，只有根据图下面所附的数据结合所学知识进行解析。2.318单峰：CH3上的3个H.7.79三重峰：与N相连的1个H峰，由于N是吸电子基，故相较苯环上的H峰化学位移稍大，且与B位两个化学等价的H相邻。7.49应当是四重峰：B位H与临近两个H发生耦合产生.7.30应当是四重峰：D位H与临近的两个H发生耦合产生.7.10应当是三重峰：与C位两个化学等价的H相邻。,化学位移7到8苯环上的一系列峰在图上靠得太近，无法仔细辨别，仅根据理论做出了左边的相应推导。,共振峰与基团结构归属,质谱图解析,m/z=13
9、5分子离子峰,m/z=93 基峰,77,66,65,43,39,就上图中几个较强及明显归属的峰进行分析。 m/z=93:基峰： 由 发生H重排丢失一个CH2C=O得到。m/z=135:分子离子峰： m/z=136:同位素峰 m/z=92: 分子离子 发生裂解丢失一个CH3C=O得到: m/z=77: 由 丢失一个NH2得到。 m/z=66: 由 丢失一个HCN得到。m/z=65: 由 丢失一个H或者是 丢失一个 HCN得到。,质谱主要碎片峰断裂规律推测,m/z=51: 由 丢失一个HCCH得到。m/z=39: 由 丢失一个HCCH得到。m/z=43:CH3CO由 进行裂解丢失一个 得到。 以上
10、便是乙酰苯胺质谱图的简单解析。下面给出裂解过程示意图。(见下页),质谱主要碎片峰断裂规律推测,CH3CO,m/z=43,m/z=135,NH2,HCCH,HCN,m/z=77,m/z=51,m/z=93,m/z=66,H重排,CH3-C=O.,m/z=92,裂解,裂解,HCN,HCCH,m/z=65,m/z=39,裂解过程示意图,以上便是对乙酰苯胺各个图谱的解析，由于知识水平所限，再加上第一次做类似PPT，个人对PPT各项操作也不熟，必然存在各种各样的错误。如果老师有时间的话，希望能予以指正. 我的邮箱地址：,C20H30O4有五种同分异构体。它们是：,邻苯二甲酸二正己酯,增塑剂,去氧穿心莲内
11、酯,药物,其他选题：,学生作品：选择同分异构体进行谱图比较,C-O单键伸缩振动,苯环单取代,C-H伸缩振动,-CH3或-CH2-,红外光谱IR,学生作品：动画形式演示红外谱峰归属,苯甲酸乙酯质谱图峰值解析,学生作品：手绘形式演示质谱裂解过程,PATL的结构中有四种类型的质子，比例为1:2:2:3， A、质子与C=O直接相连，其共振峰出现在低场。 B、 C、苯环上的质子峰出现在较低场，由于H1、H2为非等价H，由公式可算得理论值为：H1=7.27-0.15+0.2=7.32H2=7.27+0.7-0.1=7.87 D、甲基中H核具有很强的屏蔽效应，值很小，但取代基为苯基时，值变大，移向低场。,学
12、生作品：结合课堂学习的计算方法推导质子化学位移的理论值。,Introduction：,We will pass four sites in this journey, and each of these sites are supposed to offer some information. Our destiny, the molecule structure, will be discovered and testified on the basis of the information. Are you ready? Go !,Site A,Brainstorm： 1、This com
13、pound is soluble in organic solvent, whereas being insoluble in water. From this point, we can deduce that this substance is nonpolar. 。 2、The degree of unsaturation is 5. So, there is probably a benzene ring in the molecule.,学生作品：将课件做成英文格式，把谱图分析比作路途中的四个站点。,A chemical journey,Site B,The preliminary
14、analys is of mass spectrum：,I、Molecular ion peak :165 （N rule : the number of the relative molecular weight is odd） 166 must be the isotopic peak II、Base peak：120 III、Ordinary peak： 39 65（the fragment peak of benzene ring, signifying the existence of the benzene ring） IV、165 137lost 28 from the odd
15、electron ion，probably caused by Mclafferty Reaggrangment, losing of a CH2=CH2.,165,120,137,65,39,All in all, the molecule must be like this ：,Conclusion,After a comprehensive analysis of the spectra, the chemical journey comes to a perfect end.,学生作品：将课件做成英文格式，把谱图分析比作路途中的四个站点。,提出问题,某化合物的化学式为C9H10O,其I
16、R,MS,NMR谱图分别如下所示，试推测该化合物可能的结构式。,NMR,结构式,推测,IR,MS,学生作品：把化合物当做未知物，通过谱图数据总结，做未知物结构解析。,IR,MS,1HNMR,学生作品：把化合物当做未知物，通过谱图数据总结，做未知物结构解析。,1HNMR,数据总结,学生作品：把化合物当做未知物，通过谱图数据总结，做未知物结构解析。,质谱主要碎片峰：134、116、92、78、77、51、39,解析鉴定,不饱和度,质谱谱图,红外光谱,核磁谱图,HNMR谱显示出分子中含有五类不同的质子，比例分别为5：1：1：2：1,对照IR中有3027cm-1,1600-1500 cm-1吸收；HNMR在7.3左右有共振峰；MS有对应的碎片。,HNMR上观察到活泼的-OH质子；红外在3360cm-1有-OH伸缩振动，1070cm-1d对应C-O伸缩振动,n=1+9+1/2(0-10)=5化合物可能含苯环,学生作品：把化合物当做未知物，通过谱图数据总结，做未知物结构解析。,复核检查,推倒的结构中有五种类型的质子,MS谱中基峰为92，分子离子峰为134,-OH基活泼出现在2.0ppm左右,苯环单取代HNMR出现在较低场，表现为单峰,学生作品：把化合物当做未知物，通过谱图数据总结，做未知物结构解析。,学生作品：把化合物当做未知物，通过谱图数据总结，做未知物结构解析。,
