綜合譜圖解析課外作業(yè),-有機(jī)波譜分析課程實(shí)踐,波譜分析,紫外光譜（UV),紅外光譜（IR）,核磁共振波譜（NMR）,質(zhì)譜（MS）,教學(xué)重點(diǎn)：各種波譜分析技術(shù)的基本原理、波譜特征、解析方法、儀器結(jié)構(gòu)和實(shí)驗(yàn)技術(shù)。 教學(xué)難點(diǎn)：如何使學(xué)生系統(tǒng)地掌握和運(yùn)用各種波譜手段綜合解析化合物結(jié)構(gòu)，具備解決實(shí)際問題的能力,http:/riodb01.ibase.aist.go.jp/sdbs/cgi-bin/direct_frame_top.cgi,課程實(shí)踐,對(duì)幾大波譜的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合解析、互相驗(yàn)證，做成完整的PPT作品。,1.選題 自己選擇化合物結(jié)構(gòu)，規(guī)定了碳原子和雜原子的最低個(gè)數(shù)，保證了選題的相對(duì)難度和充分的自由度，避免了作品內(nèi)容的千篇一律。,4. 制作PPT、評(píng)比和講解 鍛煉學(xué)生的制作、理解、表達(dá)能力和相互學(xué)習(xí)，進(jìn)一步鞏固綜合譜圖解析能力。,2.提供免費(fèi)譜圖庫網(wǎng)址 給學(xué)生的數(shù)據(jù)獲取提供可靠的平臺(tái)。,3.解析過程 獲取的多種譜圖信息必須通過學(xué)生的分析、歸納使譜圖信息與結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)，促使學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)和總結(jié)。,5.與考核掛鉤 占到期末總成績的15%左右，能夠充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，既促進(jìn)了知識(shí)的消化理解，又為該課程的教學(xué)積累了素材。,乙酰苯胺圖譜解析,鄧立,學(xué)生作品,概述,乙酰苯胺，學(xué)名N-苯(基)乙酰胺，白色有光澤片狀結(jié)晶或白色結(jié)晶粉末，是磺胺類藥物的原料，可用作止痛劑、退熱劑、防腐劑和染料中間體。,結(jié)構(gòu)簡式：,三維模型：,俗稱：退熱冰 英文名：acetanilide 分子式：C8H9NO 分子量：135.1652,外觀：,基本性質(zhì),性狀：白色有光澤片狀結(jié)晶或白色結(jié)晶粉末，在水中再結(jié)晶析出呈正交晶片狀。無臭或略有苯胺及乙酸氣味。,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，呈中性或極弱堿性。遇酸或堿性水溶液易分解成苯胺及乙酸 。,制備：由苯胺經(jīng)乙酸乙?；?。將苯胺和冰醋酸（過量100%）置于帶夾套的搪玻璃反應(yīng)器內(nèi)，回流6-14h直至無游離苯胺為止。若用稀乙酸，則反應(yīng)溫度為150-160，反應(yīng)結(jié)束后趁熱過濾，除去殘?jiān)?，濾液冷卻、結(jié)晶，離心過濾，水洗并干燥，即得產(chǎn)品。 用途：乙酰苯胺是磺胺類藥物的原料，可用作止痛劑、退熱劑和防腐劑。用來制造染料中間體對(duì)硝基乙酰苯胺、對(duì)硝基苯胺和對(duì)苯二胺。在第二次世界大戰(zhàn)的時(shí)候大量用于制造對(duì)乙酰氨基苯磺酰氯。乙酰苯胺也用于制硫代乙酰胺。在工業(yè)上可作橡膠硫化促進(jìn)劑、纖維脂涂料的穩(wěn)定劑、過氧化氫的穩(wěn)定劑，以及用于合成樟腦等。 還用作制青霉素G的培養(yǎng)基。,制備及用途,紫外圖譜解析,鑒于網(wǎng)上查到的紫外圖譜無法下載，這里僅就觀察到的峰形作列舉分析。 從乙酰苯胺的紫外圖譜上可以看到有3個(gè)較明顯的峰。該圖譜以 (不會(huì)打希臘字母，意思老師應(yīng)該懂吧）作為縱坐標(biāo)。換算為摩爾吸光系數(shù)后。 分別是：MAX=202(25000）=242.5(15135)=282(602) 結(jié)合乙酰苯胺的結(jié)構(gòu) 不難推斷出，最大吸收峰對(duì)應(yīng)的是芳香族化合物的 E1帶，次強(qiáng)峰為E2帶，明顯看 出該化合物中含有一個(gè)助色基團(tuán)，與苯環(huán)上的雙鍵形成n-共軛作用，所以也導(dǎo)致了吸收峰的紅移和增色。而在圖譜上并未見B帶的精細(xì)結(jié)構(gòu)，是由于芳環(huán)被取代后，使B帶簡化，紅移，增色，最后一個(gè)峰就應(yīng)該是B帶的。,紅外圖譜解析,現(xiàn)對(duì)上圖中主要峰進(jìn)行解析: 首先是特征區(qū)最強(qiáng)峰1665cm-1,根據(jù)其尖銳的峰形及高強(qiáng)度結(jié)合乙酰苯胺的結(jié)構(gòu)判斷為羰基的伸縮振動(dòng)。 : 1665cm-1 (s) 其它的峰按照同樣的思路，主要結(jié)合乙酰苯胺的結(jié)構(gòu)以及所學(xué)習(xí)的相關(guān)知識(shí)可以指認(rèn)出來。 :3294cm-1 (m)(仲氨伸縮振動(dòng)） :3022cm-1 (w)(苯環(huán)上的碳?xì)滏I伸縮振動(dòng)） :2955cm-1 (s)和2922cm-1 (s)(甲基的對(duì)稱反對(duì)稱伸縮振動(dòng)） 苯環(huán)的泛頻帶:2000cm-1 1700cm-1 :1436cm-1 (m)和1369cm-1 (m)(甲基的對(duì)稱反對(duì)稱彎曲振動(dòng)）,基團(tuán)與振動(dòng)吸收峰歸屬,面外彎曲振動(dòng):760cm-1 (s)和698cm-1 (m) (苯環(huán)單取代峰形） 面內(nèi)彎曲振動(dòng):1265cm-1 (w)1104cm-1(w) :1619cm-1 (m);1501cm-1 (s) (苯環(huán)的骨架振動(dòng)） :1307cm-1 (m) 以上便是對(duì)乙酰苯胺紅外圖譜的一個(gè)簡單解析，圖譜中2655cm-1,有1處強(qiáng)度不小的峰無法指認(rèn)，個(gè)人猜想會(huì)不會(huì)是溶劑產(chǎn)生的峰，因?yàn)橥瑫r(shí)在查閱所得另一幅以KBr壓片法測得的圖譜中并未發(fā)現(xiàn)該處峰，另外，還有一個(gè)現(xiàn)象是KBr壓片法測得的圖譜中似乎沒有發(fā)現(xiàn)甲基的對(duì)稱反對(duì)稱振動(dòng)的峰，只有3000cm-1以上靠近3000cm-1的兩個(gè)峰，但都非常微弱，3000cm-1到2000cm-1之間更是一點(diǎn)峰都沒有，由此可見，測量方法不同，即便是對(duì)同一物質(zhì)，結(jié)果也可能相差不小，而且，進(jìn)一步直觀的認(rèn)識(shí)了溶劑對(duì)物質(zhì)紅外光譜的影響。,基團(tuán)與振動(dòng)吸收峰歸屬,核磁共振氫譜解析,A 7.79 B 7.49 C 7.30 D 7.10 E 2.138,Assign. Shift(ppm) A 7.79 B 7.49 C 7.30 D 7.10 E 2.138,由于從網(wǎng)上下載的圖不是非常的清晰，只有根據(jù)圖下面所附的數(shù)據(jù)結(jié)合所學(xué)知識(shí)進(jìn)行解析。 2.318單峰：CH3上的3個(gè)H. 7.79三重峰：與N相連的1個(gè)H峰，由于N是吸電子基，故相較苯環(huán)上的H峰化學(xué)位移稍大，且與B位兩個(gè)化學(xué)等價(jià)的H相鄰。 7.49應(yīng)當(dāng)是四重峰：B位H與臨近兩個(gè)H發(fā)生耦合產(chǎn)生. 7.30應(yīng)當(dāng)是四重峰：D位H與臨近的兩個(gè)H發(fā)生耦合產(chǎn)生. 7.10應(yīng)當(dāng)是三重峰：與C位兩個(gè)化學(xué)等價(jià)的H相鄰。,化學(xué)位移7到8苯環(huán)上的一系列峰在圖上靠得太近，無法仔細(xì)辨別，僅根據(jù)理論做出了左邊的相應(yīng)推導(dǎo)。,共振峰與基團(tuán)結(jié)構(gòu)歸屬,質(zhì)譜圖解析,m/z=135分子離子峰,m/z=93 基峰,77,66,65,43,39,就上圖中幾個(gè)較強(qiáng)及明顯歸屬的峰進(jìn)行分析。 m/z=93:基峰： 由 發(fā)生H重排丟失一個(gè)CH2C=O得到。 m/z=135:分子離子峰： m/z=136:同位素峰 m/z=92: 分子離子 發(fā)生裂解丟失一個(gè)CH3C=O得到: m/z=77: 由 丟失一個(gè)NH2得到。 m/z=66: 由 丟失一個(gè)HCN得到。 m/z=65: 由 丟失一個(gè)H或者是 丟失一個(gè) HCN得到。,質(zhì)譜主要碎片峰斷裂規(guī)律推測,m/z=51: 由 丟失一個(gè)HCCH得到。 m/z=39: 由 丟失一個(gè)HCCH得到。 m/z=43:CH3CO由 進(jìn)行裂解丟失一個(gè) 得到。 以上便是乙酰苯胺質(zhì)譜圖的簡單解析。下面給出裂解過程示意圖。(見下頁),質(zhì)譜主要碎片峰斷裂規(guī)律推測,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,裂解過程示意圖,以上便是對(duì)乙酰苯胺各個(gè)圖譜的解析，由于知識(shí)水平所限，再加上第一次做類似PPT，個(gè)人對(duì)PPT各項(xiàng)操作也不熟，必然存在各種各樣的錯(cuò)誤。如果老師有時(shí)間的話，希望能予以指正. 我的郵箱地址：,C20H30O4有五種同分異構(gòu)體。它們是：,鄰苯二甲酸二正己酯,增塑劑,去氧穿心蓮內(nèi)酯,藥物,其他選題：,學(xué)生作品：選擇同分異構(gòu)體進(jìn)行譜圖比較,C-O單鍵伸縮振動(dòng),苯環(huán)單取代,C-H伸縮振動(dòng),-CH3或-CH2-,紅外光譜IR,學(xué)生作品：動(dòng)畫形式演示紅外譜峰歸屬,苯甲酸乙酯質(zhì)譜圖峰值解析,學(xué)生作品：手繪形式演示質(zhì)譜裂解過程,PATL的結(jié)構(gòu)中有四種類型的質(zhì)子，比例為1:2:2:3， A、質(zhì)子與C=O直接相連，其共振峰出現(xiàn)在低場。 B、 C、苯環(huán)上的質(zhì)子峰出現(xiàn)在較低場，由于H1、H2為非等價(jià)H，由公式可算得理論值為： H1=7.27-0.15+0.2=7.32 H2=7.27+0.7-0.1=7.87 D、甲基中H核具有很強(qiáng)的屏蔽效應(yīng)，值很小，但取代基為苯基時(shí)，值變大，移向低場。,學(xué)生作品：結(jié)合課堂學(xué)習(xí)的計(jì)算方法推導(dǎo)質(zhì)子化學(xué)位移的理論值。,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 compound 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.,學(xué)生作品：將課件做成英文格式，把譜圖分析比作路途中的四個(gè)站點(diǎn)。,A chemical journey,Site B,The preliminary 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、165 137 lost 28 from the odd 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.,學(xué)生作品：將課件做成英文格式，把譜圖分析比作路途中的四個(gè)站點(diǎn)。,提出問題,某化合物的化學(xué)式為C9H10O,其IR,MS,NMR譜圖分別如下所示，試推測該化合物可能的結(jié)構(gòu)式。,NMR,結(jié)構(gòu)式,推測,IR,MS,學(xué)生作品：把化合物當(dāng)做未知物，通過譜圖數(shù)據(jù)總結(jié)，做未知物結(jié)構(gòu)解析。,IR,MS,1HNMR,學(xué)生作品：把化合物當(dāng)做未知物，通過譜圖數(shù)據(jù)總結(jié)，做未知物結(jié)構(gòu)解析。,1HNMR,數(shù)據(jù)總結(jié),學(xué)生作品：把化合物當(dāng)做未知物，通過譜圖數(shù)據(jù)總結(jié)，做未知物結(jié)構(gòu)解析。,質(zhì)譜主要碎片峰：134、116、92、78、77、51、39,解析鑒定,不飽和度,質(zhì)譜譜圖,紅外光譜,核磁譜圖,HNMR譜顯示出分子中含有五類不同的質(zhì)子，比例分別為5：1：1：2：1,對(duì)照IR中有3027cm-1,1600-1500 cm-1吸收；HNMR在7.3左右有共振峰；MS有對(duì)應(yīng)的碎片。,HNMR上觀察到活