各种光谱在综合光谱解析中的作用
仪器网 · 2012-07-15 08:58 · 25657 次点击
1质谱
质谱(MS)主要用于确定化合物的相对分子质量、分子式,其质谱图上的碎片峰可以提供一级结构的有用信息。对于一些特征性很强的碎片离子.如烷基取代苯的M/z91的草鎓离子及含Y-H的酮、酸、酷的麦氏重排离子等,由质谱即可认定某些结构的存在。质谱的另一个主要功能是作为综合光谱解析后,验证所推测的未知物结构的正确性。
2紫外吸收光谱
紫外吸收光谱(UV)主要用于确定化合物的类型及共轭悄况,如是否是不饱和化合物,是否具有芳香环结构等化合物的骨架信息。紫外吸收光讲虽然可提供某些官能团的信息。如是否含有醛基、酮基、放基、醋基、炔基、烯基等生色团与助色团。但特征性差,在综合光谱解析中一般可不予以考虑。紫外吸收光谱法主要用于定量分析。
3红外吸收光谱
红外吸收光谱IR)主要提供未知物具有哪些官能团、化合物的类别(芳香族、脂肪族;饱和、不饱和)等信息。虽然IR也可提供未知物的细微结构,如直链、支链、链长、结构异构及官能团间关系等信息,但在综合光i普解析中居次要地位。
4核磁共振氮波谱
氢谱('H-NMR或PMR),在综合光谱解析中主要提供化合物中所含质子的类型、氢分布及核间关系三个方面的结构信息:①质子类型是说明化合物具有哪些种类的含氢官能团;②氢分布(质子分布)是说明各种含氢官能团的数目;③核间关系是指氢核(质子)间的偶合关系与氢核所处的化学环境。核间关系可提供化合物的二级结构信息,如连接方式、位置、距离以及结构异构与立体异构(构型、构象)等。
5核磁共振碳波谱
碳谱(CMR)与氢谱类似,可提供化合物中碳核的类型、碳分布及核间关系三方面结构信息。主要提供化合物的“骨架”信息。碳谱的各条讲线都有它的唯一性.能够迅速、正确地否定所拟定的错误结构式。碳谱对分子异构体比较灵敏.能
给出细微结构信息。
(1)全去偶碳谱。mm谱可提供各类碳核的准确化学位移。
(2)偏共振碳谱。OFR谱可提供碳的类型。因为C与相连的H偶合也服从n+1律,由峰分裂数,可以确定是甲基、亚甲基、次甲基或季碳。例如,在偏共振碳谱中CHCH2,CH与季碳分别为四重峰(q)、三重峰(t)、二重峰(d)及单峰(s)a
(3)碳谱与氢讲可互相补充。氢谱不能测定不含氢的官能团,如碳基、氰基等;对于含碳较多的有机物.如m体化合物、IR类化合物等,常因烷氢的化学环境类似.而无法区别是氢谱的弱点。碳谱弥补了氢谱的不足,碳谱不但可给出各种含碳官能团的信息,且光谱简单易辨认,对于含碳较多的有机物,有很高的分辨率。当有机物的相对分子质最小于500时,几乎可分辨每一个碳核.能给出丰富的碳骨架信息。普通碳谱(OOM谱)的峰高,常不与碳数成比例是其缺点,而篮讲峰面积的积分高度与氢数成比例,因此二者可互为补充。
在13c-NMR实际测定工作中一般是测定OOM及DEPT潜。用DEPT讲区别碳类型。其有复杂化学结构的未知物,还需测定碳一氢相关谱等二维讲,确定化合物中碳核与氢核之间的相关关系。
6核磁共振二维谱
(1)DEPT谱。用DEPT谱区别CH3,CH.,CH及季碳信号。常用DEPT-135'CH及CH3为向上的共振吸收峰,CHZ为向下的共振吸收峰,季碳信号消失。
(2)碳一氢相关谱(C-HCOSY)可以提供化合物中碳核与氢核之间的相关关系,是测定有机化合物细微结构的重要手段之一。
(3)氢一氢相关讲(H-H(DSY)提供氛核与氧核间偶合关系的信息。
(4)HMQC主要用于提供与碳核直接相连的质子间的化学位移相关信息。
(5)HMBC主要用于测定分子中远程(相隔两个键或三个键)的质子与碳核间的化学位移相关关系。
7四大光谱
过去,人们把进行未知物综合光谱解析时常用的紫外吸收光借、红外吸收光谱、核磁共振氢谱及质谱称为四大光谱。近年来核磁共振碳谱得到迅速发展,已经普及,成为确定化合物结构的最重要手段之一,而W提供的信息在一般情况下,无足轻重。因此,作者认为将MS,IR,1H-NMR及13C-NMR称为四大光谱比较贴切。质谱虽非光谱,因其与光谱的密切关系,且确定未知物的相对分子质量与分子式是进行综合光谱解析时,首先要知道的问题。加之质谱仪的质量色散与光谱仪的复光色散有某些类似之处,因此习惯上也把它视为一种广义的光谱。
一般情况下,由IR,1H-NMR及MS三种光谱提供的数据,即可确定未知物的
化学结构。若信息不足,再增加13C-NMR等。特殊情况,还可以辅助以其他光谱.如荧光讲、旋光谱、拉曼光谱等提供的结构信息。
在进行综合光谱解析时,不能一种光谱“包打天下”,要各用所长.取长补短。
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