(1)计算不饱和度。根据分子式计算不饱和度(U),初步判定结构式中的可能存在的复键类型、数目及环数目等信息。
(2)计算核组氢分布。由积分曲线或峰面积,参考分子式或孤立甲基峰,算出各核组的氢数目,即核组的氢分布。
(3)解析孤立甲基峰。根据孤立甲基峰的化学位移,初步确定其类型,如—O—CH3及Ar—CH3等。
(4)初步确定出现在低场峰的官能团氢的类型。例如,从醛基氢、羧羟基氢、酚羟基氢、烯醇羟基氢、苯环氢出现峰的大致位置,初步判断化合物的类型。
(5)确定偶合等级。由Δν/J确定图谱中的一级与高级偶合。先解析图谱中的简单偶合,根据化学结构的合理性,推出可能的几种结构供参考分析。
(6)对于含有活泼氢化合物,可通过重水交换前后的图谱变化,确定活泼氢的峰位及类型。例如OH、NH、SH及COOH等。
(7)根据各核组的化学环境和偶合关系,写出可能的结构单元,并进一步推测可能存在的合理结构式(一种或几种)。
(8)查表或按经验式计算初步推测结构式各基团氢核的化学位移,与实测值比对,确定结构是否正确。更可靠的方法是,通过参考UV、IR及MS等图谱进行综合解析,或与标准图谱进行比对,最终确定正确的结构式。
以上解析顺序主要用于一级图谱,对于有高级偶合系统的图谱,则还需要应用各种去偶技术、二维图谱等技术解决,或参与超导高磁场仪器使图谱简单化来解决。
例5-4 某化合物为C8H12O4,其氢谱及各核组化学位移及裂分峰数据如图5-21所示。试推断它的结构式。
仪器:300MHz;样品与溶剂:10.4mol% in CDCl3
图5-21 某化合物的核磁共振氢谱(www.xing528.com)
解 计算U=(2+2×8-12)/2=3,分子中含有4个氧原子,无活泼氢,可能有2个羰基,且为酯羰基。另外可能含有一个双键,为脂肪族化合物。
(1)①2H为孤立单峰,δ=6.244ppm,为两个烯氢。
(2)②③峰的J=7.1Hz,一级偶合。因为
Δν/J=[(4.249-1.310)/7.1]×300=124>10。
(3)②4H是四重峰,它与甲基相连(3+1=4),δ=4.249ppm较大,由氧诱导所致,而③6H是三重峰(2+1=3),它与亚甲基相连。推断有两个—OCH2CH3。
(4)综上信息,结构式有一个碳碳双键、两个酯羰基、两个乙基,其结构式可能为
例5-5 某化合物的核磁共振氢谱如图5-22所示,指出它属于图中哪个结构式,说明理由。
解:在四个同分异构体中,它们都有两个甲基和两个亚甲基(一个是乙基中的亚甲基、一个是孤立亚甲基)。图谱中,①与④是邻碳偶合关系(向心法则),①四重峰是亚甲基峰(3+1=4),而④三重峰是甲基峰(2+1=3),但是①峰化学位移最大,所以它一定与氧相连(诱导效应),应是A,因B与D的亚甲基是孤立单峰,C的亚甲基不与氧直接相连,所以排除B、C、D。
图5-22 某化合物的核磁共振氢谱
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