所有化合物的氢谱都一样,怎么可以用于研究物质分子的结构

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所有化合物的氢谱都一样,怎么可以用于研究物质分子的结构

2024-07-10 09:12| 来源: 网络整理| 查看: 265

如果是完全未知化合物,包括未知元素组成、综合分子式、等等。还要分是无机化合物还是有机化合物。根据你提供的问题信息透露,好像应该是有机类化合物。这样,可能要:用到色谱技术以检测和鉴定你的样品确实是99.5%以上的纯度的【否则对测试峰的解析可能存在歧义】;用到元素分析仪测定c,h,n,s,(o)的含量比例【有些元素分析仪不检测s】;用到高温灼烧法以分析有没有含有金属元素;用到红外光谱以测定化合物中可能含有哪些有机官能团;用到紫外光谱以确定有机化合物的共轭体系结构大致分类;用到核磁共振氢谱以确定有机化合物的含氢基团的类别的数量、每类含氢基团的氢原子个数比例、这些含氢基团的可能结构组成、同时能够间接放映与这些含氢基团相连的-o-、-n-、-c=o、-coo-、等等的信息;用到核磁共振碳谱以暴露所有碳原子的基团的类别、数量、化学环境及其相关信息;在核磁共振氢谱、核磁共振碳谱的测定中,还有可利用的许多现代测定技术对样品进行更深入的测试,以利于推导化合物的分子结构甚至几何异构;这方面的知识放到下面再详细阐述;用到质谱以推测和检验化合物的分子结构。以上是对待一个未知化合物分子结构式的样品时的可能对策测定。

如果样品是自己通过化学实验一步步反应或合成得到的,它的元素组成大的范围已经大致掌握。甚至它的化合物类别也有所估计判断,我的观点是有时可以主要只利用核磁共振氢谱、核磁共振碳谱及其核磁共振多脉冲、多维谱就有可能推导出分子结构;然后再用红外光谱、质谱等进行检验,就可能把问题解决了。

核磁共振氢谱、碳谱及其多脉冲谱、多维谱可以包括:(以最常用、解决问题最实用或最花费缴费少为序)核磁共振氢谱核磁共振碳谱核磁共振碳谱的dept谱(dept碳谱常用的几个子谱是: dept 45谱—— θ = 45°的dept谱,只呈现所有连氢碳的正向峰。与常规碳谱相对比消失的是季碳峰。 dept 90谱—— θ = 90°的dept谱,只显示所有ch、=ch、cho的一氢碳峰。 dept 135谱—— θ = 135°的dept谱,ch、ch3呈现正峰,ch2呈现负峰,季碳无峰。将dept135谱与常规碳谱相比,也易判断季碳峰。复杂结构样品可以做dept 90和dept 135谱,配合常规氢谱、常规碳谱求解结构。一般样品只需做一个dept 135碳谱,它能够包含了dept 45谱的信息。ch与ch3的鉴别可以通过1h谱δ值、峰形和积分、13c谱δ值、hh-cosy、ch-cosy等实现。)偏共振去偶碳谱(ord);门控去偶碳谱——省时的质子全偶合碳谱;反转门控去偶的定量碳谱-可以使季碳对普通碳的定量比达到(0.8~0.95):1;

二维nmr谱(2d nmr):同核:1h-1h化学位移相关(1h1h- cosy);【同核的13c-13c化学位移相关(2d-inadequate,另外还有一维的inadequate谱),适合于作研究型测试使用】异核:ch-cosy;或 hc-cosy;hsqc;hmqc;上面这些核磁共振氢谱、碳谱、多脉冲谱、二维谱基本上就能够把一个复杂分子结构认定清楚了;如果是一个分子结构不太复杂的,还要不了这么多的谱图就ok了。

除此之外,核磁共振二维谱还有一些可以解决诸如蛋白质、生物大分子等极复杂分子结构的检测鉴定(不过都是很花费测试费的、适合于作研究):化学位移相关二维谱(转移由j偶合传递):(a) 同核的:自旋回波相关(secsy);cosy -45(用以区别偕偶与邻偶);p- cosy(purge cosy);d.cosy(delay cosy,消除1jch,显现远程njch【n是上标,ch是下标】);远程1h-1h相关(long-range hh-cosy或cosylr);宽带去偶相关(bbd cosy,一维1h有偶合,另一维1h被去偶);cosydec(cosy with f. decoupling);tocsy(化学位移全相关cosy);2d hohaha;ps(相敏)-cosy;幅度-cosy;ecosy(exclusive cosy,不相容cosy);z-cosy(z滤波cosy);β-cosy(小倾倒角混合脉冲-cosy);软(soft)-cosy;ω1去偶cosy(仅ω1维上去偶)等。(b)hetcor(异核相关谱);bbd 1h-13c cosy(宽带去偶异核cosy);远程异核相关(long-range hc-cosy);coloc(远程偶合相关谱);hmbc(1h检测异核多键相关谱);focsy (foldover-corrected spectroscopy);fucoup (fully coupled spectroscopy);h、x【杂核】-cosy等。 (2) 二维noe相关谱(转移由交叉弛豫偶极偶极作用传递):同核:hc-noesy;ch-noesy;相敏(ps)-noesy。(b)异核:hoesy;ps(相敏)-hoesy。(c)旋转坐标系:roesy。(3)二维多量子相干(coherence)相关二维谱(转移由非单量子相干传递):(a)双量子:双量子相干相关谱(dqc-cosy);双量子滤波(filter)相关谱(dqf-cosy);decsy(双量子回波相关谱);dqsy(double-quantum cosy)等。(b)零量子:零量子相干相关二维谱(zqc-cosy);zecsy(zero-quantum echo-correlated spectroscopy);零量子滤波二维谱(zqf-cosy)。(c)三量子:三量子相干相关二维谱(tqc-cosy);三量子滤波相关二维谱(tqf-cosy)。(d)多量子:多量子相干相关谱(mqc-cosy);氢检测异核多量子相干相关谱(mqqc);dq/zq(double-quantum/zero-quantum spectroscopy)。(4)接力相关二维谱(relay cosy)(又叫中继传递谱、异核h、c二维接力谱,r-cosy)。3.二维交换谱(exchange spectroscopy)(转移由不同核间的mz的化学交换传递)。4.其它二维谱:coconoesy(或conoesy)(combined cosy/noesy);roto(roesy-tocsy relay);toro(tocsy-roesy relay);hmqc-tocsy二维谱等。



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