學習了核磁和製備液相的知識,實際解決時無從下手,對自己分離提純出來的單體化合物不知道如何去確定結構?
最近正好在指導學生實踐這方面的內容。
我可以簡單說下我當年是如何學習的。首先肯定是本科課程里的儀器分析和有機化學裡關於核磁的理論基礎和基礎知識要掌握。基本的比如屏蔽效應,去屏蔽效應,各種官能團的大致化學位移,峰形裂分這些要知道。
進實驗室之後肯定也是從簡單的化合物開始做起,這些簡單的化合物核磁應該都不複雜,正好可以在實踐中學習識譜解譜。比如本科學習的時候通常苯環上有取代基的時候就說是「芳香區多重峰」,而實際鄰二取代,間二取代,對二取代,以及均三取代,偏三取代,連三取代的峰形裂分都是挺特徵的。
多步合成的時候每步並不是從零開始解譜,而是在已知原料和預期產物結構的情況下分析,這可比什麼都不知道開始讀譜要簡單很多,只需要關注發生變化的基團附近的信號就可以確定是否發生了預期的反應。
說到完全未知物的解譜,我研一的時候上了門譜學分析課,裡面給的作業就是這種,給了高分辨質譜和各種二維譜讓推斷結構,有興趣可以自取練習:
https://1drv.ms/f/s!AnR9gm8GnDNaqpVMeuEKUI2SiwZCKQ
(裡面有兩個project,第二個比較簡單應該不難解出來,第一個很難,我當年也花了很長時間才做出來)
請詳讀此書。
NMR Data Interpretation Explained: Understanding 1D and 2D NMR Spectra of Organic Compounds and Natural Products
Neil E. Jacobsen
ISBN: 978-1-118-37022-3 October 2016 648 Pages
另外可以備一本《波譜數據表》做速查。多利用現代工具,比如公開核磁資料庫nmrshiftdb。還有就是學會chemdraw和MestReNova的譜圖預測和峰歸屬。
反而是質譜解析比較好搞,大多數時候就是畫出結構式,然後不斷地拼圖湊數,真正考驗水平的是還原碎裂途徑解析全部碎片和丰度,但大多時候都用不上。
首先可以在reaxys上搜下類似結構的譜圖,對比分析下。
平時可以多訓練一下解1D,2D譜的能力。
UWM的核磁課程網站很不錯,提供很多基礎信息可動參考,還有習題。
https://www.chem.wisc.edu/areas/reich/chem605/?www.chem.wisc.edu
另外,輔助確定結構的方法有很多,交叉使用能更快分析。很多時候利用紅外和質譜能幫你篩掉很多結果。
希望能有所幫助。
@蘇靈 推薦的那本書很不錯。可惜我不熟悉國內的教材,中譯的波譜分析的書我只看過《有機化合物的波譜解析》(ISBN:978-7-5628-2003-1)。
這裡我來推薦一本非常適合新手快速入門的習題集,《NMR-Spektren richtig ausgewertet: 100 übungen für Studium und Beruf》(正確解析核磁共振譜:從業人員與學習者的100道練習, ISBN:978-3642016820)。
這本書體例簡單,篇幅精悍(約B5開本,204頁,快的話一周內就能全部做完並掌握),對各種NMR圖譜的基本解析方法和思路介紹簡明扼要。全書不含附錄共6章,第一章介紹核磁圖譜的基本知識;第2-4章每章用3-4個典型例子+3-6道習題的形式,分別介紹了1H,13C和二維譜的具體解析思路和要點。第5章由易到難編排了76道習題,其中前48道以已知結構歸峰/根據圖譜選擇對應的已知結構為主,後28道則以已知圖譜+分子式確定結構為主。第6章為答案,對所有題目做了詳細的解釋說明,特殊題目還有額外註解。
唯一遺憾的是這書目前有且只有德文版,不知道國內會不會引進。
首先 核磁要好確定結構 你的東西得純 雜峰要少 這樣你確定的峰和積分準確
第二 你的產物不是憑空出現的 一定會和你的反應物 體系有所關聯 你可以做一些適當的推測和譜圖上的結論做映照 進行結構的推理
第三 相對分子質量 c的個數 這是兩個相對容易知道的量
第四 如果結構複雜 推測確實困難 可以去長單晶
你先要通過質譜,紫外,顯色劑,確定化合物是屬於什麼類型的。然後再找類似化合物的隔壁,總結數據,再通過核磁解譜。
通過氫譜化學位移判斷官能團的可能位置
根據峰面積計算氫個數
兩者結合確定具體的官能團(以上也可結合紅外判斷)
通過耦合裂分/碳譜確定具體位置
如果有幾個異構體不確定結構的話,用chemdraw計算一下可能的核磁譜和紅外譜來協助判斷。
QC BC COSY C譜 H譜 結合起來看
提純後:
1、先做一個核磁,打好H譜和C譜。
2、打一個質譜
3,找個有機的研究生,花半小時帶你解一次譜,你就會了。
你理論再好,不親自解一次還是不行的。
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