分析儀器的使用對實驗室人員并不陌生，但是談及其圖譜解析未必熟悉。下面，我們就來認識一下超詳細的紅外、質譜、核磁圖譜解析步驟。

紅外光譜圖解析

1、解析步驟

a、根據分子式計算不飽和度公式：

不飽和度 Ω＝n4+1+(n3-n1)/2，其中：

n4：化合價為4價的原子個數(主要是C原子)

n3：化合價為3價的原子個數(主要是N原子)

n1：化合價為1價的原子個數(主要是H,X原子)

b、分析3300~2800cm-1區域C-H伸縮振動吸收；以3000cm-1為界：高于3000cm-1為不飽和碳C-H伸縮振動吸收，有可能為烯，炔，芳香化合物；而低于3000cm-1一般為飽和C-H伸縮振動吸收。

c、若在稍高于3000cm-1有吸收,則應在 2250~1450cm-1頻區，分析不飽和碳碳鍵的伸縮振動吸收特征峰，其中炔 2200~2100cm-1，烯1680~1640cm-1 ，芳環1600、1580、1500、1450cm-1，若已確定為烯或芳香化合物，則應進一步解析指紋區，即1000~650cm-1的頻區，以確定取代基個數和位置(順、反，鄰、間、對)。

d、碳骨架類型確定后，再依據官能團特征吸收，如 C=O，O-H，C-N 等特征吸收來判定化合物的官能團。

e、解析時應注意把描述各官能團的相關峰聯系起來，以準確判定官能團的存在，如2820、2720和1750~1700cm-1的三個峰，說明醛基的存在。

2、常用鍵值

? 烷烴

C-H伸縮振動(3000~2850cm-1)C-H彎曲振動(1465~1340cm-1)，一般飽和烴C-H伸縮均在3000cm-1以下，接近3000cm-1的頻率吸收。

? 烯烴

C-H伸縮(3100~3010cm-1)，C=C伸縮(1675~1640cm-1)，烯烴C-H面外彎曲振動(1000~675cm-1)。

? 炔烴

C-H伸縮振動(3300cm-1附近)，C≡C伸縮振動(2250~2100cm-1)。

? 芳烴

芳環C-H伸縮振動(3100~3000cm-1)，C=C 骨架振動(1600~1450cm-1)，C-H面外彎曲振動(880~680cm-1)。芳烴重要特征：在1600、1580、1500和1450cm-1可能出現強度不等的4個峰。C-H面外彎曲振動吸收880~680cm-1，依苯環上取代基個數和位置不同而發生變化，在芳香化合物紅外譜圖分析中，常用此來判別異構體。

? 醇和酚

主要特征吸收是O-H和C-O的伸縮振動吸收，自由羥基O-H的伸縮振動：3650~3600cm-1,為尖銳的吸收峰；分子間氫鍵O-H伸縮振動：3500~3200cm-1，為寬的吸收峰；C-O 伸縮振動：1300~1000cm-1，O-H 面外彎曲：769-659cm-1；

? 醚特征吸收

1300~1000cm-1的伸縮振動；脂肪醚：1150~1060cm-1一個強的吸收峰；芳香醚：1270~1230cm-1(為Ar-O伸縮)，1050~1000cm-1(為R-O伸縮)。

? 醛和酮

醛的特征吸收：1750~1700cm-1(C=O伸縮)，2820、2720cm-1(醛基C-H伸縮)；脂肪酮：1715cm-1，強的C=O伸縮振動吸收，如果羰基與烯鍵或芳環共軛會使吸收頻率降低。

? 羧酸

羧酸二聚體：3300~2500cm-1寬而強的O-H伸縮吸收，1720~1706cm-1 C=O伸縮吸收，1320~1210cm-1 C-O伸縮吸收，920cm-1成鍵的O-H鍵的面外彎曲振動。

? 酯

飽和脂肪酸酯(除甲酸酯外)的C=O吸收譜帶：1750~1735cm-1區域；飽和酯C-O譜帶：1210~1163cm-1區域為強吸收。

? 胺

N-H伸縮振動吸收3500~3100cm-1；C-N 伸縮振動吸收1350~1000cm-1；N-H變形振動相當于CH2的剪式振動吸收：1640~1560cm-1；面外彎曲振動吸收900~650cm-1。

? 腈

三鍵伸縮振動區域，有弱到中等的吸收，脂肪族腈2260~2240cm-1，芳香族腈2240~2222cm-1。

? 酰胺

3500~3100cm-1 N-H伸縮振動；1680~1630cm-1 C=O伸縮振動1655~1590cm-1 N-H彎曲振動 1420~1400cm-1 C-N伸縮振動。

? 有機鹵化物

脂肪族C-X 伸縮：C-F 1400~730cm-1，C-Cl 850~550cm-1，C-Br 690~515cm-1，C-I 600~500cm-1。

質譜圖的解析

解析未知樣品的質譜圖，大致按以下步驟進行：

1、解析分子離子區

a、標出各峰的質荷比，尤其注意高質荷比區的峰。

b、識別分子離子峰。首先在高質荷比區假定分子離子峰，判斷該假定分子離子峰與相鄰碎片離子峰關系是否合理，然后判斷其是否符合氮律。若二者均相符，可認為是分子離子峰。

c、分析同位素峰簇的相對強度比及峰與峰間的Dm值，判斷化合物是否含有CI、Br、S、Si等元素及F、P、I等無同位素的元素。

d、推導分子式，計算不飽和度。由高分辨質譜儀測得的精確分子量或由同位素峰簇的相對強度計算分子式。若二者均難以實現時，則由分子離子峰丟失的碎片及主要碎片離子推導，或與其它方法配合。

e、由分子離子峰的相對強度了解分子結構的信息。分子離子峰的相對強度由分子的結構所決定，結構穩定性大，相對強度就大。對于分子量約200的化合物，若分子離子峰為基峰或強蜂，譜圖中碎片離子較少，表明該化合物是高穩定性分子，可能為芳烴或稠環化合物。

例如：萘分子離子峰m/z 128為基峰，蒽醌分子離子峰m/z 208也是基峰。分子離子峰弱或不出現，化合物可能為多支鏈烴類、醇類、酸類等。

2、解析碎片離子

a、由特征離子峰及丟失的中性碎片了解可能的結構信息。

若質譜圖中出現系列CnH2n+1峰，則化合物可能含長鏈烷基。若出現或部分出現m/z 77、66、65、51、40、39等弱的碎片離子蜂，表明化合物含有苯基。若m/z 91或105為基峰或強峰，表明化合物含有芐基或苯甲酰基。若質譜圖中基峰或強峰出現在質荷比的中部，而其它碎片離子峰少，則化合物可能由兩部分結構較穩定，其間由容易斷裂的弱鍵相連。

b、綜合分析以上得到的全部信息，結合分子式及不飽和度，提出化合物的可能結構。

c、分析所推導的可能結構的裂解機理，看是否與質譜圖相符，確定其結構，并進一步解釋質譜，或與標準譜圖比較，或與其它譜(1H NMR、13C NMR、IR)配合，確證結構。

核磁譜圖的解析

1、1H NMR譜圖解析步驟

a、根據分子式計算化合物的不飽和度f。

b、測量積分曲線的高度，進而確定各峰組對應的質子數目。

c、根據每一個峰組的化學位移值、質子數目以及峰組裂分的情況推測出對應的結構單元。

d、計算剩余的結構單元和不飽和度。

e、將結構單元組合成可能的結構式。對所有可能結構進行指認，排除不合理的結構。

f、如果依然不能得出明確的結論，則需借助于其他波譜分析方法，如紫外或紅外光譜，質譜以及核磁共振碳譜等。

g、注意事項

*注意區分雜質峰、溶劑峰和旋轉邊帶等非樣品峰。

*注意分子中活潑氫產生的信號。OH、NH、SH 等活潑氫的核磁共振信號比較特殊，在解析時應注意：

(1)活潑氫多數能形成氫鍵，其化學位移值不固定，隨測定條件在一定區域內變動。

(2)活潑氫在溶液中會發生交換反應。當交換反應速度很快時，體系中存在的多種活潑氫(如樣品中既含羧基，又含胺基、羥基或者含有幾個不同化學環境的羥基，樣品和溶劑中含活潑氫等)在核磁共振譜圖上只顯示一個平均的活潑氫信號，而且它們與相鄰含氫基團的譜峰不再產生耦合裂分現象。如果使用DMSO 為溶劑，，因羥基能與它強烈締合而使交換速度大大降低，此時可以觀察到樣品中不同羥基的信號以及羥基與鄰碳上的質子耦合裂分的信息。根據裂分峰的個數可以區分伯、仲、叔醇。

(3)當樣品很純(不含痕量酸或堿)時，交換速度也很慢，羥基同樣會被鄰碳質子裂分(應注意羥基與鄰碳質子的耦合是相互的，所以此時鄰碳質子也會被羥基耦合，原來的裂分情況會有相應的變化)。

2、13C NMR譜圖解析步驟

a、區分譜圖中的溶劑峰和雜質峰

(1)除D2O等少數不含碳的氘代溶劑外，溶劑中的碳原子在碳譜中均有相應的共振吸收峰，并且由于氘代的緣故在質子噪聲去耦譜中往往呈現為多重峰，裂分數符合2nI+1，由于氘的自旋量子數I=1，故裂分數為2n +1規律。

(2)碳譜中雜質峰的判斷可參照氫譜解析時雜質峰的判別。一般雜質峰均為較弱的峰。當雜質峰較強而難以確定時，可用反轉門控去耦的方法測定量碳譜，在定量碳譜中各峰面積(峰強度)與分子結構中各碳原子數成正比，明顯不符合比例關系的峰一般為雜質峰。

b、分析化合物結構的對稱性

在質子噪聲去耦譜中每條譜線都表示一種類型的碳原子，故當譜線數目與分子式中碳原子數目相等時，說明分子沒有對稱性，而當譜線數目小于分子式中碳原子數目時，則說明分子中有某種對稱性，在推測和鑒定化合物分子結構時應加以注意。但是，當化合物較為復雜，碳原子數目較多時，則應考慮不同類型碳原子的化學位移值的偶然重合。

c、按化學位移值分區確定碳原子類型

碳譜按化學位移值一般可分為下列三個區，根據這三個區域可大致歸屬譜圖中各譜線的碳原子類型。

(1)飽和碳原子區(δ＜100)，飽和碳原子若不直接和雜原子(O、S、N、F等)相連，其化學位移值一般小于55。

(2)不飽和碳原子區(δ90-160)，烯碳原子和芳碳原子在這個區域出峰。當其直接與雜原了相連時，化學位移值可能會＞160。疊烯的中央碳原子出峰位置也＞160。炔碳原子則在其它區域出峰，其化學位移值范圍為70-100。

(3)羰基或疊烯區(δ＞150)該區域的基團中碳原子的δ值一般＞160。其中酸、酯和酸酐的羰基碳原子在160-180出峰，酮和醛在200以上出峰。

d、碳原子級數的確定

測定化合物的DEPT譜并參照該化合物的質子噪聲去耦譜，對DEPT-45、DEPT-90和DEPT-135 譜進行分析，由此確定各譜線所屬的碳原子級數。根據碳原子的級數，便可計算出與碳相連的氫原子數。若此數目小于分子式中的氫原子數，則表明化合物中含有活潑氫，其數目為二者之差。

e、對碳譜各譜線進行歸屬。通過以上步驟，可大致推測出化合物的結構。

f、若分子中含有較為接近的基團或骨架時，按上述步驟很難將所有譜線一一歸屬，可以結合二維核磁碳-氫相關譜進行解析。