บทท 8 การหาสตรโครงสรางของสารอนทรยดวยหลายเทคนค
ทางสเปกโทรสโกปรวมกน
การพสจนโครงสรางสารอนทรยโดยใชเทคนคตาง ๆ ทางสเปกโทรสโกป โดยแตละเทคนคจะใหขอมลแตกตางกน กลาวคอ เทคนคยวและวซเบลสเปกโทรสโกป บอกสวนโครงสรางทมพนธะคและ หมคารบอนลมระบบสงยค และวงเบนซน เทคนคอนฟราเรดสเปกโทรสโกป บอกหมท าหนาท เชน C C , C N , OH และ C=O เปนตน เทคนคโปรตอนนวเคลยรแมกนทกเรโซแนนซ บอกจ านวนอะตอมไฮโดรเจนในโครงสราง เทคนคอะตอมคารบอน-13 นวเคลยรแมกนทกเรโซแนนซ บอกจ านวนและชนดอะตอมคารบอน และเทคนคแมสสเปกโทรมตร บอกมวลโมเลกล จ านวนอะตอมไนโตรเจนตามกฎไนโตรเจน และพกไอโซโทปท m/z [M] และ [M+2] มความเขมในอตราสวน 3:1 และ 1:1 ของอะตอมคลอรนและโบรมน ตามล าดบ กรณสตรโครงสรางทซบซอนอาจจ าเปนตองใชเทคนคนวเคลยรแมกนทกเรโซแนนซแบบ 2 มต ดวย ส าหรบตวอยางโจทยและแบบฝกหดทบทวนในบทนจะเปนโครงสรางทซบซอนไมมาก ทงนเพอใชเปนแนวทางใหเกดความเขาใจและความช านาญจนกลายเปนทกษะในการหาสตรโครงสรางทซบซอนมากขน
ขนตอนการหาสตรโครงสรางของสารอนทรย
การหาสตรโครงสรางของสารอนทรยทตองอาศยหลายเทคนคทางสเปกโทรสโกปรวมกนนน การแปลความหมายของขอมลจากสเปกตรมตาง ๆ ไมมขนตอนทแนนอน ขนอยกบความช านาญแตละบคคล อยางไรกตาม ขอมลทงหมดทไดจากทกสเปกตรมตองมความสอดคลองกน
ส าหรบผเรมตนการหาสตรโครงสรางควรเรมตนฝกจากโจทยททราบสตรโมเลกล โดยมขนตอนคราว ๆ ดงน
1. ค านวณสมมลพนธะค (DBE) จากสมการ (8.1) สามารถทบทวนไดในบทท 1
(8.1) โดยท C คอ จ านวนอะตอมคารบอน X คอ จ านวนธาตหม VIIA H คอ จ านวนอะตอมไฮโดรเจน N คอ จ านวนอะตอมไนโตรเจน
342
ประโยชนของการค านวณ DBE จะท าใหทราบระดบขนความไมอมตวของโครงสรางท มพนธะไพหรอเปนวง ดงน
โครงสรางประกอบดวย 1 พนธะค (1 พนธะไพ) หรอ 1 วง ม DBE เทากบ 1 โครงสรางประกอบดวย 1 พนธะสาม ม DBE เทากบ 2 2. พจารณาขอมลจากสเปกตรมยว คอ โครมอฟอรในโครงสราง โดยเฉพาะพอลอนสงยค (max
>200 นาโนเมตร) แอลไคนสงยค (max 200-400 นาโนเมตร) สารประกอบคารบอนล (max 170-205 นาโนเมตร) สารประกอบแอลฟา,บตา-คารบอนลไมอมตว (max >200 นาโนเมตร) และเบนซน (max 203.5 และ 254 นาโนเมตร) ซงบางครงหาสตรโครงสรางอาจไมจ าเปนตองดขอมลจากสเปกตรมยวกได
3. พจารณาขอมลจากสเปกตรมอนฟาเรด คอ หมท าหนาท ซงจ าเปนอยางมากเพอท าใหหาโครงสรางไดงายมากขน โดยสวนใหญจะพจารณาแถบดดกลนความถเฉพาะการสนแบบยด ดงน
1) ชวง 3,200-3,500 cm-1 ของพนธะ O-H พนธะ N-H และพนธะ C H 2) ชวงใกล 3,000-3,100 cm-1 ของพนธะ =C-H (ไวนลโปรตอน) โดยทชวง 1,667-
2,000 cm-1 ถามลายบงชปรากฏจะแสดงถงโครงสรางมวงเบนซน ซงจะสามารถบอกจ านวนและรปแบบการแทนทบนเบนซนได แตถาไมมลายบงชแสดงถงโครงสรางมพนธะคทมไวนลโปรตอน (=CH) เทานน
3) ชวง 2,100-2,260 cm-1 ของพนธะ C C และพนธะ C N 4) ชวง 1,650-1,850 cm-1 ของพนธะ C=O ซงพจารณาความถเฉพาะของพนธะ C=O
รวมกบ DBE และขอมลสเปกตรมยว เพอหาประเภทของสารประกอบคารบอนล เชน แอลดไฮด คโทน เอสเทอร แอไมด และกรดคารบอกซลก เปนตน
5) ชวง 1,000-1,300 cm-1 ของพนธะ C-O 6) เมอพจารณาตามขอ 1) – 5) แลว ไมปรากฏแถบดดกลน สตรโครงสรางของสารอนทรย
อาจเปนสารประกอบแฮโลเจน ซงตองยนยนขอมลจากสเปกตรมแมส นอกจากน ถาแถบดดกลนความถของการสนแบบงอปรากฏลายบงชชดเจน เชน ชวง
650-1,000 cm-1 ความเขมสง จะใชบอกจ านวนหมแทนทบนพนธะค รวมทงซส- หรอทรานส- เปนตน 4. พจารณาขอมลจากสเปกตรม 1H NMR ดงน
1) จ านวนสญญาณ จะแสดงถงโปรตอนไมสมมลหรอทมสงแวดลอมทางแมเหลกและ/หรอทางเคมไมเหมอนกน
2) อนทกรล ไดจากพนทใตพกของแตละสญญาณในสเปกตรม 1H NMR ซงอตราสวน อนทกรลจะบอกถงอตราสวนอยางต าของโปรตอนไมสมมล ดงนน ถาอตราสวนอนทกรลไมเทากบจ านวนอะตอมไฮโดรเจนในสตรโมเลกล ตองคณดวยตวเลขเพอท าใหเทากน ซงจะไดจ านวนโปรตอน ทแทจรงของแตละสญญาณ
343
3) คาการเลอนทางเคม ( (ppm)) หรอความถเรโซแนนซ โดยโปรตอนทถกก าบงมากจะปรากฏสญญาณทความถเรโซแนนซหรอคาการเลอนทางเคมนอยกวา ซงคาการเลอนทางเคมจะใชในการพสจนยนยนโครงสรางได โดยเฉพาะโครงสรางทมหลายไอโซเมอร
4) การคควบระหวางสปนกบสปนหรอการแยกเปนกลมพกเปนไปตามกฎ N+1 โดยท N คอ จ านวนโปรตอนบนอะตอมคารบอนทตดกนหรอหางกนไมเกน 3 พนธะ เชน สญญาณ doublet (d) มความเขมสมพทธ เทากบ 1:1 แสดงวา โปรตอนทตดกนมจ านวน 1 ตว (N=1) เปนตน
5) คาคงตวการคควบ (J (Hz)) ส าหรบบางโครงสรางจ าเปนตองพจารณาคาคงตวการคควบ โดยโปรตอนทคควบกนจะมคา J (Hz) เทากน เชน
3J HH
(Hz) 6-8 7-11 12-18
H H H
H
H
H
H H
2J HH
(Hz) 0-5
cis- trans-
3J
HH = 6-10 Hz 4J
HH = 1-3 Hz 5J
HH = 0-1 Hz
HH
H
H
H
Ho- m- p-
5. พจารณาขอมลจากสเปกตรม 13C NMR โปรตอนไมถกคควบรวมกบสเปกตรม DEPT 90 และ DEPT 135 จะทราบชนดและจ านวนอะตอมคารบอน ไดแก C, CH, CH2 และ CH3 ขอควรระวง คอ อะตอมคารบอนสมมลจะมคา C (ppm) เทากน ท าใหจ านวนอะตอมคารบอนในสเปกตรม 13C NMR นอยกวาจ านวนอะตอมคารบอนในสตรโมเลกล
6. พจารณาขอมลจากสเปกตรมแมส คอ ทพกไอออนโมเลกล ([M]) จะทราบมวลโมเลกล ถาท m/z เปนเลขค สตรโมเลกลประกอบดวยอะตอมไนโตรเจนเปนเลขค (N = 1, 3, 5, …) และพกไอโซโทปท m/z [M] และ [M+2] มความเขมในอตราสวน 3:1 และ 1:1 สตรโมเลกลประกอบดวยอะตอมคลอรนและโบรมน ตามล าดบ นอกจากน รปแบบการแตกเปนชนสวนซงเปนลกษณะเฉพาะของแตละประเภทของสารอนทรยจะตองสอดคลองกบโครงสรางทได
7. น าหนวยโครงสรางทไดจากขอมลสเปกตรมตาง ๆ มาเขยนสตรโครงสรางหรอไอโซเมอรทงหมดทเปนไปได ทงนสตรโครงสรางทไดควรยนยนอกครงดวยสเปกตรม 1H NMR หรอสเปกตรมแมส
344
ส าหรบการหาสตรโครงสรางทไมทราบสตรโมเลกล นอกจากพจารณาขอมลเหมอนกบขางตนแลว อาจตองใชขอมลอนรวมดวย ดงน
1. ผลเชงนวเคลยรโอเวอรเฮาเซอร (NOE) ใน 1H NMR โดยใหรงสคลนความถวทยแกโปรตอนเฉพาะตวเทานน สงเกตวาสญญาณของโปรตอนนนหายไป และโปรตอนใกลเคยงกนหรอทเกดอนตรกรยากนผานชองวางจะมรอยละความเขมสญญาณเพมขน
2. เทคนคนวเคลยรแมกนทกเรโซแนนซแบบ 2 มต ดงน 1.1 ความสมพนธระหวางโปรตอนกบโปรตอน ปกตนยมใชเทคนคโคซ ไดแก H-H COSY
(3JHH) ทราบโปรตอนบนอะตอมคารบอนทตดกน และเทคนค H-H COSY-LR (3-4JHH) ทราบการคควบระหวางโปรตอนกบโปรตอนชวงไกล นอกจากน ยงม เทคนคการแยกคาคงตวการคควบระหวางโปรตอนกบโปรตอน (2-3JHH) ทราบคาคงตวการคควบ H-H เทคนค TOCSY ทราบการคควบระหวางโปรตอนกบโปรตอนทงหมดในโครงสรางในระบบสปนเดยวกน สวนเทคนค NOESY และ ROESY ทราบความสมพนธระหวางโปรตอนกบโปรตอนทเกดอนตรกรยากน
1.2 ความสมพนธระหวางอะตอมคารบอนกบคารบอน ไดแก เทคนค INADEQUATE (1JCC) ทราบขอมลอะตอมคารบอนทตดกน
1.3 ความสมพนธระหวางโปรตอนกบอะตอมคารบอน ไดแก เทคนคการแยกคาคงตว การคควบระหวางโปรตอนกบอะตอมคารบอน (1JCC) ทราบคาคงตวการคควบ C-H เทคนค HETCOR, C-H COSY, HSQC และ HMQC เกดผาน 1 พนธะ เชนเดยวกน (1JCH) ทราบโปรตอนบนอะตอมคารบอน สวนเทคนค HMBC จะเกดผานพนธะมากกวา 1 พนธะ (2-3JCH)
ตวอยางการหาสตรโครงสรางดวยหลายเทคนคทางสเปกโทรสโกปรวมกน
การหาสตรโครงสรางของสารอนทรยทตองอาศยขอมลทางสเปกโทรสโกปตาง ๆ รวมกน ตวอยางดงน
345
ตวอยาง 8.1 จงหาโครงสรางสาร A มลกษณะเปนของเหลวไมดดกลนรงสยวทความยาวคลนสงสด >205 นาโนเมตร สเปกตรมแมสท m/z (%) 101 (3.8), 86 (41.8), 44 (100)
100
50
0
wavenumber (cm-1)2,000 1,500 1,000 500
%T
3,0004,000
ภาพท 8.1 สเปกตรมอนฟาเรดของสาร A ทมา (Chemical Book, 2017m)
3.5 3.0 2.02.5 1.5 1.04.0 0.5 0 (ppm)
ภาพท 8.2 สเปกตรม 1H NMR ของสาร A ทมา (University of Colorado., n.d.)
จากขอมลสเปกตรมแมส ปรากฏสญญาณท m/z 101 นาจะเปนพกไอออนโมเลกล [M] สาร A มมวลโมเลกลของ เปนเลขค แสดงวา สาร A เปนสารประกอบทมอะตอมไนโตรเจน เทากบ 1 อะตอม ไดแก ไนไทรล แอมน หรอแอไมด
จากขอมลอนฟาเรด (ภาพท 8.1) พบแถบดดกลนในชวง 3,300-3,500 cm-1 (ความเขมปานกลางและพกแหลม) ของพนธะ N-H (แบบยด) แตไมมการสนแบบยดของ C=O ( 1,640-1,690
346
cm-1) แสดงวา สาร A เปนแอมน ซงถาพจารณาขอมลจากสเปกตรมอนฟาเรดอยางเดยว อาจสรปไดวา สาร A เปนแอมนปฐมภม (R-NH2) แตโครงสรางจะไมสอดคลองกบขอมลทไดจากสเปกตรม 1H NMR ตองพจารณาตอไป จากขอมลสเปกตรม 1H NMR (ภาพท 8.2) ไมแสดงอนทกรล แตปรากฏ 2 สญญาณ แสดงวาโครงสรางมโปรตอนไมสมมลทงหมด เทากบ 2 ตว ปรากฏสญญาณท (ppm) 1.05 (doublet) และ 2.91 (septet) โดยกลมพกท (ppm) 2.91 มความเขมสมพทธ เทากบ 1 : 6 : 15 : 20 : 25 : 6 : 1 จะแสดงวา มหนวยโครงสราง คอ ไอโซโพรพล (-CH(CH3)2) เขยนโครงสรางสาร A คอ (CH3)2-CH-NH2 มมวลโมเลกล เทากบ 58 ซงไมตรงกบ [M] ท m/z 101 โครงสรางสาร A จงไมใชแอมนปฐมภม เมอพจารณาสเปกตรมอนฟาเรดอกครง หมท าหนาทของสาร A ควรจะเปน -NH- โดยมหมแอลคลทงสองหมเหมอนกน นนคอ -CH(CH3)2)
สรป โครงสรางสาร A คอ ไดไอโซโพรพลแอมน (Diisopropyl amine) มมวลโมเลกล เทากบ 101
NH
โครงสรางสาร A ยนยนดวยการแตกเปนชนสวนท m/z (%) 101 [M] (3.8), 86 (41.8), 44 (100) ดงน
N NHH
m/z 101 m/z 86
+ CH3
HNH
H +
m/z 44
347
ตวอยางท 8.2 จงหาโครงสรางสาร B ปรากฏไอออนโมเลกลท m/z 72
100
50
02,000 1,500 1,000 500
%T
3,0004,000
wavenumber (cm-1)
ภาพท 8.3 สเปกตรมอนฟาเรดของสาร B ทมา (Hunt, 2020b)
m/z
relat
ive a
b un d
a nc e
60
40
40
80
80
20 6050 90700
20
10 30
100
ภาพท 8.4 สเปกตรมแมสของสาร B ทมา (eBiochemicals, n.d. c)
348
(ppm)10 8 46 2 0
2.5 2.4 2.3
1.8 1.7
1.1 1.0
9.7
ภาพท 8.5 สเปกตรม 1H NMR ของสาร B
ทมา (The University of Wisconsin, 2017)
จากขอมลสเปกตรมอนฟาเรด (ภาพท 8.3) ปรากฏการสนแบบยดของพนธะ C=O ( 1,713 cm-1) และการสนแบบยดของพนธะ C-H ของหม CHO ทงแบบสมมาตรท 2,725 cm-1 และแบบไมสมมาตรท 2,827 cm-1 แสดงวา สาร B เปนแอลดไฮด (R-CHO)
พจารณาสเปกตรมแมส (ภาพท 8.4) สาร B มมวลโมเลกล เทากบ 72 โดยหมแอลคลจะมมวล [M-CHO] เทากบ 43 นนคอ หมโพรพล (C3H8) เขยนโครงสรางได 2 ไอไซเมอร ไดแก –CH2CH2CH3 หรอ –CH(CH3)2 ความนาจะเปนของโครงสรางสาร B ดงน
HO
HO
(1) (2)
1 2
3
4 1 2 3
เมอพจารณาสเปกตรม 1H NMR (ภาพท 8.5) โปรตอนแอลดไฮดปรากฏสญญาณท (ppm)
9.76 และหมโพรพล (-CH2CH2CH3) ปรากฏ 3 สญญาณท (ppm) 0.97 (3H, t, CH3CH2CH2), 1.64 (2H, sextet, CH3CH2CH2) และ 2.37 (2H, dt, CH2CH2CHO) ซงถาหมโพรพล คอ –CH(CH3)2 จะตองปรากฏ 2 สญญาณ โดยแยกเปนกลมพก เทากบ 2 และ 7 พก
สงเกตไดวาโปรตอนแอลดไฮดปรากฏสญญาณท (ppm) 9.76 สญญาณแยกเปน doublet (d) เนองจากเกดคควบวซนลกบโปรตอนของ CH2 ทตดกบหมคารบอนล ดงน
349
HO
12
3
4
H3
J32
J34
H4
J43
(2.37, dt) (9.76, d)
สรป โครงสรางสาร B คอ บวไทแรลดไฮด
HO
โครงสรางสาร B ยนยนดวยการแตกเปนชนสวนท m/z (%) 72 [M] (54), 71 (5), 44 (100),
43 (75), 29 (53) ดงน
+ CH3CH
2
HOa b
+ H-C O
m/z 72
m/z 29
+ C O
m/z 71
H3CH
2CH
2CH
HO
c
HO
m/z 43
H+
HOH
m/z 44
a
b
c
350
ตวอยางท 8.3 จงหาโครงสรางสาร C สเปกตรมอนฟาเรดปรากฏท 1,728 และ 1,117 cm-1 และสเปกตรม 1H NMR ปรากฏสญญาณท (ppm) 5.8 (d) มคาคงตวการคควบ เทากบ 13.2 เฮรตซ
3 2 146 5 07 (ppm)
dd
q
d t
ภาพท 8.6 สเปกตรม 1H NMR ของสาร C ทมา (Crasto, 2017)
13C NMR
160 140 120180 100 80 60 40 20
DEPT 90
DEPT 135
0 (ppm)
ภาพท 8.7 สเปกตรม 13C NMR DEPT 90 และ 135 ของสาร C ทมา (Crasto, 2017)
351
(p
pm)
246 08 (ppm)
2
4
6
0
8COSY (3-4J
HH)
(p
pm)
246 08 (ppm)
25
50
75
0
100
HETCOR
125
150
175
ภาพท 8.8 สเปกตรม COSY (3JHH) และ HETCOR ของสาร C ทมา (Crasto, 2017)
352
จากขอมลสเปกตรม 13C NMR (ภาพท 8.7) ปรากฏ 6 สญญาณ แสดงวา สาร C มอะตอมคารบอน เทากบ 6 อะตอม และทราบชนดอะตอมคารบอนจากสเปกตรม DEPT (ภาพท 8.7) ท C (ppm) 14.2 (CH3), 18.6 (CH3), 61.4 (CH2), 122.6 (CH), 144.4 (CH) และ 166.5 (C) ซงสญญาณท C (ppm) 166.5 จะเปนของอะตอมคารบอนของเอสเทอร (-COO-) ซงสอดคลองกบขอมลสเปกตรมอนฟาเรดปรากฏแถบดดกลนท 1,728 และ 1,117 cm-1 ของความถการสนแบบยดของพนธะ C=O และ C-O ตามล าดบ ดงนน สาร C จะมสตรโมเลกล เทากบ C6H10O2 เมอน า C (ppm) 14.2 (CH3), 18.6 (CH3), 61.4 (CH2), 122.6 (CH) และ 144.4 (CH) มาพจารณาในสเปกตรม HETCOR (ภาพท 8.8) ท าใหทราบแตละสญญาณของชนดโปรตอน คอ (ppm) 1.3 (3H, CH3), 1.7 (3H, CH3), 4.2 (2H, CH2), 5.8 (1H, CH) และ 6.9 (1H, CH)
การวเคราะหสเปกตรม HETCOR ดงน
(p
pm)
246 08 (ppm)
25
50
75
0
100
HETCOR
125
150
175
CH CHCH2
CH3CH3
จากขอมลสเปกตรม 1H NMR (ภาพท 8.6) ท (ppm) 5.8 (1H) และ 6.9 (1H) จะเปนสญญาณของไวนลโปรตอน (=C-H) ซงโปรตอนทงสองอยบนอะตอมคารบอนทตดกน เกดการคควบกนซงยนยนไดจากสเปกตรม COSY (3-4JHH) (ภาพท 8.8) สญญาณแยกเปน doubelt มคาคงตวการคควบเทากน (J = 13.2 Hz) แสดงวา พนธะคเปนทรานส- เชนเดยวกบสญญาณท (ppm) 1.3 (3H, t) และ 4.2 (2H, q) โปรตอนทงสองเกดการคควบวซนล (3JHH) ยนยนวาโครงสรางมหมเอทล โดยโปรตอน CH2 ถกก าบงนอยกวา นนคอ CH3CH2O-
353
ค านวณ DBE = [2(C) + 2 – X – H + N]/2 = [2(6) + 2 – 0 – 10 + 0]/2 = 2 (หมายถง C=O ของเอสเทอร และ C=C)
การวเคราะหสเปกตรม COSY (3-4JHH) ดงน
(p
pm)
246 08 (ppm)
2
4
6
0
8
CH CHCH2 CH3
CH3
e
d
b
f
a
e d b f a
สวนโครงสรางทวเคราะหไดจากขอมลตาง ๆ ดงน
CH
3-CH
2-O-
H
H-C-O-O
CH3
สรป โครงสรางสาร C คอ เอทล-2-บวทโนเอต (Ethyl-2-butenoate)
OO
OO
a
bc
d
e
f
354
ตวอยางท 8.4 ก าหนดสเปกตรมตาง ๆ จงหาโครงสรางสาร D
31
40
52
100
7030 40
relat
i ve a
bund
anc e
55
39
69
70
10060 11080 900
50
50
Mass EI
53
111
100
7030 40
rela
ti ve
abu n
d anc
e
70
69
99
10060 11080 900
50
Mass CI
50
[M+1]
[M+29 (C2H
5)] [M+41 (C
3H
5)]
ภาพท 8.9 สเปกตรมแมสเทคนค EI และ CI ของสาร D ทมา (eBiochemicals, n.d. d)
100
50
0
wavenumber (cm-1)2,000 1,500 1,000 5004,000
%T
3,000
ภาพท 8.10 สเปกตรมอนฟาเรดของสาร D ทมา (Chemical Book, 2017n)
355
(ppm)3.8 3.6 3.23.4 3.0 2.8 2.6 2.4 2.2 2.0 1.8
1H NMR
(ppm)
13C NMR
85 80 7075 65 60 55 50 45 40
solvent
35 30 25 20 15 10
DEPT 90
DEPT 135
ภาพท 8.11 สเปกตรม 1H NMR และ DEPT ของสาร D ทมา (Hanhong, n.d. c)
ขอมลจากสเปกตรมแมสเทคนค CI (ภาพท 8.9) ปรากฏพก [M+1] ท m/z 71 แสดงวาสาร D นาจะมมวลโมเลกล เทากบ 70 ยนยนจากสเปกตรมแมสเทคนค EI (ภาพท 8.9) ปรากฏพกท m/z 70 เชนเดยวกน นอกจากน สเปกตรมแมสเทคนค EI ยงพบพกท m/z 55 ซงเกดจากหม -CH2 หลดจากไอออนท m/z 69
356
ขอมลจากสเปกตรมอนฟาเรด (ภาพท 8.10) ปรากฏท 3,350 cm-1 ของพนธะ O-H (แบบยด) และท 1,049 cm-1 ของพนธะ C-O (แบบยด) และท 2,117 cm-1 ของพนธะ C C (แบบยด) ซงชวง 3,200-3,600 cm-1 ทมลกษณะสเปกตรมกวางของพนธะ O-H จะเกดพกแหลมปรากฏท 3,294 cm-1 ของพนธะ C CH (แบบยด) แสดงวา สาร D เปนแอลกอฮอลไมอมตว (ทมพนธะสามตรงปลายโซ) ขอมลจากสเปกตรม 1H NMR (ภาพท 8.11) อตราสวนอนทกรล เทากบ 2 (t) : 1 (s) : 2 (dt) : 1 (t) แสดงวาสาร D มอะตอมไฮโดรเจน เทากบ 6 อะตอม เมอพจารณารวมกบสเปกตรม 13C NMR และ DEPT (ภาพท 8.11) ยนยนวามอะตอมคารบอน เทากบ 4 อะตอม ไดแก CH, 2xCH2 และ C ขอมลอนๆ จากจากสเปกตรม 1H NMR ดงน ท (ppm) 3.59 (2H, t) เปนสญญาณของ CH2 ซงโปรตอนถกก าบงนอยทสดและคควบวซนล (3JHH) กบ CH2 ดงนน หนวยโครงสราง คอ -CH2-CH2-O- สวนสญญาณท (ppm) 2.32 (2H) เปนของ -CH2-CH2-OH ซงถาโปรตอนจะคควบ (3JHH) กบ CH2 สญญาณจะตองเปน triplet (t) แตปรากฏวาสญญาณเปนดบเบลตออฟทรปเลต (dt) แสดงวา จะเกดการคควบชวงไกลกบ C CH ดวยเชนเดยวกน ดงน
CH2-CH
2-OHH(1.93, t)
(2.32, dt)
สญญาณท (ppm) 1.93 (1H, t) เปนสญญาณของ C CH เนองจากโปรตอนคควบชวงไกลผานพนธะสามกบ CH2
สญญาณท (ppm) 2.68 (1H, s) เปนสญญาณของ -CH2-CH2-OH
ดงนน จากขอมลทงหมด สาร D มมวลโมเลกล เทากบ 70 และสตรโมเลกล คอ C4H6O ค านวณ DBE = [2(C) + 2 – X – H + N]/2 = [2(4) + 2 – 0 – 6 + 0]/2 = 2 (มพนธะสาม 1 พนธะ)
สรป โครงสรางสาร D คอ 3-บวไทน-1-ออล (3-Butyn-1-ol)
HCOH
357
ตวอยาง 8.5 จงหาโครงสรางสาร X พบอะตอมคารบอนรอยละ 80 และไฮโดรเจนรอยละ 9.33
m/z
relat
i ve a
bund
anc e
012080
50
140
100
6050 907040 110100 150130
91107
135
150
39 51 77
ภาพท 8.12 สเปกตรมแมสเทคนค EI ของสาร X ทมา (Rege, 2020)
0wavenumber (cm-1)2,000 1,0004,000 3,000
100
50
%T
3,464
2,962
2,870
1,620 945
810
1,227
1,153
ภาพท 8.13 สเปกตรมอนฟาเรดของสาร X ทมา (Chemical Book, 2017o)
(ppm)6 5 34 2 17
600 MHz
ภาพท 8.14 สเปกตรม 1H NMR ของสาร X ทมา (Chegg, 2020)
358
(ppm)
13C NMR, in CDCl3
150 140 120130 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20
DEPT 90
DEPT 135
ภาพท 8.15 สเปกตรม 13C NMR และ DEPT ของสาร X ทมา (Chemical Book, 2017p)
(p
pm)
6
5
3
4
2
1
7
(ppm)6 5 34 2 17
COSY (3-4JHH)
ภาพท 8.16 สเปกตรม COSY ของสาร X ทมา (Silverstein, Webster & Kiemle, 2005a)
359
4
120
3 05
(ppm
)7 26
140
100
20
60
80
40
(ppm)
HMQC, in CDCl3
ภาพท 8.17 สเปกตรม HMQC ของสาร X ทมา (Silverstein, Webster & Kiemle, 2005b)
15 4
150
(p
pm)
36 27
140
160
20
120
130
130
(ppm)
HMBC (2-3JCH
)30
25
ภาพท 8.18 สเปกตรม HMBC ของสาร X ทมา (Silverstein, Webster & Kiemle, 2005c)
360
จากขอมลสเปกตรมแมส สาร X มมวลโมเลกล เทากบ 150 โครงสรางประกอบดวยอะตอมคารบอน ไฮโดรเจน และออกซเจน หาสตรโมเลกล ดงน
%C = 80, %H = 9.33, %O = 100 – (80 + 9.33) = 10.67 หาสตรโมเลกล C : H : O = 80/12 : 9.33/1 : 10.67/16 = 6.67 : 9.33 : 0.67 (0.67 หารตลอด) = 9.96 : 13.93 : 1 (ปดทศนยมเปนเลขจ านวนเตม) = 10 : 14 : 1 ดงนน สาร D มสตรโมเลกล เทากบ C10H14O และมวลโมเลกล เทากบ 150 ค านวณ DBE = [2(C) + 2 – X – H + N]/2 = [(2x10) + 2 - 0 -14 +0]/2 = 4 จาก DBE เทากบ 4 โครงสรางสาร X นาจะมวงเบนซน ยนยนไดจากสเปกตรมแมส ท m/z 77
และ 91 (ภาพท 8.12) และสเปกตรมอนฟาเรด (ภาพท 8.13) มแถบดดกลนในชวงความถเกนท 1,600-2,000 cm-1 และ =C-H (แบบงอ) ตงฉากกบระนาบท 600-1,000 cm-1 นอกจากน ปรากฏ พกกวางและความเขมสงท 3,464 cm-1 ของพนธะ O-H (แบบยด)
จากขอมลสเปกตรม 1H NMR (ภาพท 8.14) มโปรตอนไมสมมล จ านวน 7 โปรตอน มอตราสวนอนทกรล เทากบ 1 : 1 : 1 : 1: 1 : 3 : 6 สอดคลองกบสตรโมเลกล คอ C10H14O แสดงวา อนทกรลคอจ านวนอะตอมไฮโดรเจนทงหมดในโครงสราง ปรากฏท (ppm) 1.27 (6H, d, -CH(CH3)2) และ 3.18 (1H, septet, -CH(CH3)2) เปนของหมไอโซโพรพล (-CH(CH3)2) และท (ppm) 6.58 (1H, s), 6.75 (1H, d), 7.10 (1H, d) จะเปนสญญาณของโปรตอนของวงเบนซนทมหมแทนท 3 หม เมอพจารณาสญญาณท (ppm) 6.75 (d) และ 7.10 (d) มคาคงตวการคควบเทากน (J = 8 Hz) แสดงวา โปรตอนเกดการคควบแบบออรโท- และท (ppm) 6.58 (s) แสดงวาโปรตอนไมเกดการคควบ สวนสญญาณอน ดงน (ppm) 2.28 (3H, s, CH3) และ 4.64 (1H, s, OH)
จากขอมลสเปกตรม 13C NMR และ DEPT (ภาพท 8.15) จะใชยนยนรปแบบการแทนท 3 หม บนวงเบนซน โดยสญญาณท C (ppm) 77 เปนตวท าละลาย คอ CDCl3 และท C (ppm) 110-160 เปนของอะตอมคารบอนวงเบนซน ปรากฏ 6 สญญาณ จาก DEPT 90 ท าใหทราบชนดอะตอมคารบอน คอ 3xCH เมอพจารณาสเปกตรม 13C NMR จะปรากฏสญญาณเพยง 9 พก แตสาร D มสตรโมเลกล เทากบ C10H14O แสดงวาท C (ppm) 23 จะเปนของหม 2xCH3 ของหมไอโซโพรพล ยนยนไดจากสเปกตรม HMQC (1JCH) (ภาพท 8.17) ดงนน อะตอมคารบอนทงหมด เทากบ 10 อะตอม โดยสงเกต
361
สญญาณท C (ppm) 153 (C) ถกก าบงนอยทสด แสดงวา อะตอมคารบอนสธาตของวงเบนซนจะอยใกลกบหม OH
การวเคราะหสเปกตรม HMQC (1JCH) ดงน
4
120
3 05
(p
pm)
7 26
140
100
20
60
80
40
(ppm)
HMQC
CH2xCH
3
CH3
3xCH of Ar
CDCl3
3xC of Ar
OH
ดงนน สาร X มสตรโมเลกล เทากบ C10H14O เปนสารประกอบแอโรแมตกแทนท 3 หม ไดแก
OH, CH3 และ -CH(CH3)2 ดงน
HH
H
(d)(d)
(s)R2
R1
R3
-OH -CHCH
3CH
3-CH
3
พจารณาโปรตอนบนวงเบนซนทง 3 โปรตอน ปรากฏสญญาณท (ppm) 6.58 (1H, s), 6.75
(1H, d), 7.10 (1H, d) ซงสญญาณท (ppm) 6.58 (1H, s) โปรตอนถกก าบงมากทสด แสดงวา โปรตอนอยต าแหนงออรโท- กบหม OH และท (ppm) 6.75 (1H, d) โปรตอนถกก าบงรองลงมา แสดงวา โปรตอนอยต าแหนงพารา- กบหม OH อธบายเหตผลจากผลเรโซแนนซ ดงนน โครงสรางสาร X ทนาจะเปนไปได ดงน
HH
H
7.10 (d)
6.75 (d)
6.58 (s)H3C
OH
HH
HOH
CH3
(1) (2)
7.10 (d)6.75 (d)
6.58 (s)12
34 5
6
12
34 5
6
362
จากสเปกตรม COSY (3-4JHH) (ภาพท 8.16) ท (ppm) 2.28 (3H, s) หมเมทลเกดการคควบชวงไกล (4JHH) กบโปรตอน H-4 และ H-6 แสดงวา โครงสรางนาจะเปน (1) แตนาสงเกตวา โปรตอน CH ของหมไอโซโพรพลไมไดเกดการคควบชวงไกล (4JHH) กบโปรตอน H-3 เปนไปไดวาสญญาณแยกเปนกลมพกหลายพก ท าใหปรากฏพกขามคอนขางยาก นอกจากน เกดการคควบแบบเมทา - (4JHH) ระหวางโปรตอน H-4 กบ H-6 และการคควบแบบออรโท- (3JHH) ระหวางโปรตอน H-3 กบ H-4
การวเคราะหขอมลสเปกตรม COSY (3-4JHH) ดงน
(p
pm)
6
5
3
4
2
1
7
(ppm)6 5 34 2 17
COSY (3-4JHH)
4 6 OHCH
CH32xCH3
3
โครงสรางสาร X นาจะเปน (1) ยนยนจากสเปกตรม HMBC (2-3JCH) (ภาพท 8.18) โดย
พจารณาจากโปรตอน CH ของหมไอโซโพรพล ซงในสเปกตรม COSY ไมปรากฏการคควบชวงไกล (4JHH) กบโปรตอน H-3 แตส าหรบสเปกตรม HMBC (2-3JCH) จะเหนการคควบ ไดแก C-8, 9 (2J), C-2 (2J), C-3 (3J) และ C-1 (3J) นอกจากน เหนความสมพนธระหวางโปรตอนของหม CH3 กบอะตอมคารบอน C-6 (3J), C-4 (3J) และ C-5 (2J)
363
การวเคราะหสเปกตรม HMBC (2-3JCH) ดงน
15 4
150
C
(pp m
)
36 27
140
160
20
120
130
130
(ppm)
HMBC (2-3JCH
)
30
25
3 4 6OH
710 8, 9
346
7
108, 9
25
1
OHH
HH
CH3
12
34
5
67
8
910
ดงนน โครงสรางสาร X คอ ไทมอล (Thymol)
HH
HOH
CH3
โครงสรางยนยนดวยสเปกตรมแมส ดงน
m/z
relat
i ve a
bund
anc e
012080
50
140
100
6050 907040 110100 150130
OH
OH
91107
135
150 [M]
39 51 77
364
บทสรป
การหาโครงสรางสารอนทรยจ าเปนตองอาศยขอมลจากหลายเทคนคทางสเปกโทรสโกปรวมกน ไดแก
1. สเปกตรมยวทราบโครมอฟอรในสตรโครงสราง โดยเฉพาะพอลอนสงยค แอลไคนสงยค สารประกอบแอลฟา,บตา-คารบอนลไมอมตว และเบนซน สเปกตรมอนฟาเรดทราบหมท าหนาท ซงจะท าใหหาโครงสรางไดงายขน โดยสวนใหญจะพจารณาแถบดดกลนความถเฉพาะการสนแบบยด
2. สเปกตรม 1H NMR ทราบจ านวนโปรตอนไมสมมลจากอนทกรล ซงอตราสวนอนทกรลจะบอกถงอตราสวนอยางต าของโปรตอนทไมสมมล ดงนน ถาอนทกรลไมเทากบจ านวนอะตอมไฮโดรเจนในสตรโมเลกล ตองคณดวยตวเลขเพอท าใหมคาเทากน ซงจะไดจ านวนโปรตอนทแทจรงของแตละสญญาณ โดยโปรตอนไมสมมลจะเกดการคควบระหวางสปนกบสปนหรอการแยกเปนกลมพกตามกฎ N+1 โดยท N คอ จ านวนโปรตอนบนอะตอมคารบอนทตดกนหรอหางกนไมเกน 3 พนธะ ถาโปรตอนทคควบกนจะมคา J (Hz) เทากน และโปรตอนทถกก าบงมากจะปรากฏสญญาณทความถ เรโซแนนซหรอคาการเลอนทางเคม ( (ppm)) นอยกวา
3. สเปกตรม 13C NMR ทราบชนดและจ านวนอะตอมคารบอน ไดแก C, CH, CH2 และ CH3 4. สเปกตรมแมส ทราบมวลโมเลกลจากพกไอออนโมเลกล ([M]) มขอสงเกต คอ ท m/z เปน
เลขค สตรโมเลกลประกอบดวยอะตอมไนโตรเจนเปนเลขค (N = 1, 3, 5, …) และพกไอโซโทปท m/z [M] และ [M+2] มความเขมในอตราสวน 3:1 และ 1:1 สตรโมเลกลประกอบดวยอะตอมคลอรนและโบรมน ตามล าดบ
กรณทราบสตรโมเลกลหรอองคประกอบของธาต (ซงสามารถหาสตรโมเลกลได) ควรค านวณ
สมมลพนธะค (DBE) เปนล าดบแรก เนองจาก DBE จะทราบระดบขนความไมอมตวของโครงสรางทมพนธะไพหรอเปนวง เมอน าขอมลจากสเปกตรมตาง ๆ มาประกอบกนจะท าใหหาโครงสรางไดงายขน
สตรค านวณสมมลพนธะค (DBE) ดงน
โดยท C คอ จ านวนอะตอมคารบอน X คอ จ านวนธาตหม VIIA H คอ จ านวนอะตอมไฮโดรเจน N คอ จ านวนอะตอมไนโตรเจน
365
กรณไมทราบสตรโมเลกล ตองอาศยขอมลจากสเปกตรมแมสรวมกบสเปกตรมอนฟาเรด สเปกตรม 1H NMR และสเปกตรม DEPT เปนตน รวมกน ซงถาโครงสรางทซบซอนหรอมสเตอรโอเคมอาจตองใชเทคนคนวเคลยรแมกนทกเรโซแนนซ 2 มต อกดวย ทส าคญ ไดแก
1. ความสมพนธระหวางโปรตอนกบโปรตอน ไดแก เทคนค H-H COSY (3JHH) ทราบโปรตอนบนอะตอมคารบอนทตดกน และเทคนค H-H COSY-LR (3-4JHH) จะทราบการคควบระหวางโปรตอนกบโปรตอนชวงไกล
2. ความสมพนธระหวางโปรตอนกบอะตอมคารบอน ไดแก เทคนค HETCOR เทคนค C-H COSY เทคนค HSQC และเทคนค HMQC เกดผาน 1 พนธะ เชนเดยวกน (1JCH) ทราบโปรตอนบนอะตอมคารบอน สวนเทคนค HMBC จะเกดผานพนธะมากกวา 1 พนธะ (2-3JCH)
หลงจากน าหนวยโครงสรางทไดจากขอมลสเปกตรมตาง ๆ มาเขยนโครงสรางหรอไอโซเมอร
ทงหมดทเปนไปไดแลว จ าเปนตองยนยนโครงสรางดวยสเปกตรม 1H NMR สเปกตรมแมส ซงรปแบบการแตกเปนชนสวนจะเปนลกษณะเฉพาะของสารอนทรยแตละประเภท หรอผลเชงนวเคลยรโอเวอร-เฮาเซอร (NOE) ใน 1H NMR โดยถาใหรงสคลนความถวทยแกโปรตอนเฉพาะตวเทานน จะสงเกตไดวาสญญาณของโปรตอนนนหายไป และโปรตอนทตดกนหรอทเกดอนตรกรยากนผานชองวางจะมรอยละความเขมสญญาณเพมขน เปนตน
366
ค าถามทบทวน
1. จงหาโครงสรางสาร E มมวลโมเลกล เทากบ 14 และไมดดกลนรงสยวทความยาวคลนสงสดมากกวา 220 นาโนเมตร
100
50
0
%T
wavenumber (cm-1)2,000 1,600 1,200 8003,0004,000
nujol film1715
13C NMR
(ppm)4080120 0160200
DEPT CH2 CH
3 CH
solvent
1
1H NMR
5 34 2 (ppm)0
TMS
exchange with D2O
610 89 7
12 11
m/z
relat
ive a
b un d
a nc e
60
40
74 (M)
5740
45
80
80
20
100
367
2. จงหาโครงสรางสาร F มสตรโมเลกล เทากบ C8H8 และไมดดกลนรงสยวทความยาวคลนสงสดมากกวา 220 นาโนเมตร
m/z
relat
ive a
b un d
a nc e
60
40
40
99
80
80
20
100 57
120
114 (M) (< 1%)
160 120 080
solvent
40
13C NMR, in CDCl3
200
DEPT CH2 CH
3 CH
(ppm)
1
1H NMR
5 34 2 (ppm)
0
TMS
610 89 7
368
3. จงหาโครงสรางสาร G มมวลโมเลกล เทากบ 84 และไมดดกลนรงสยวทความยาวคลนสงสดมากกวา 220 นาโนเมตร
100
50
0
%T
wavenumber (cm-1)2,000 1,600 1,200 8003,0004,000
liquid film1738
160 120 080
solvent
40
13C NMR, in CDCl3
200
DEPT CH2 CH
3 CH
(ppm)
1
1H NMR
5 34 2 (ppm)
0
TMS
610 89 7
2.2 1.8
369
4. จงหาโครงสรางสาร H ไมดดกลนรงสยวทความยาวคลนสงสดมากกวา 220 นาโนเมตร
100
50
0
%T
wavenumber (cm-1)2,000 1,600 1,200 8003,0004,000
liquid film2249
160 120 080
solvent
40
13C NMR, in CDCl3
200 (ppm)
DEPT CH2 CH
3 CH
1
1H NMR
5 34 2 (ppm)
0
TMS
610 89 7
2.22.63.4 3.0
m/z
rela
tive
a bu n
danc
e
54
60
40
40
80
80 68
20
100
120 160
147 (M)/149 (M+2)
370
5. จงหาโครงสรางสาร I มสตรโมเลกล เทากบ C8H14O3 และไมดดกลนรงสยวทความยาวคลนสงสดมากกวา 220 นาโนเมตร
100
50
0
%T
wavenumber (cm-1)2,000 1,600 1,200 8003,0004,000
liquid film 1735 1717
160 120 080
solvent
40
13C NMR, in CDCl3
200 (ppm)
DEPT CH2 CH
3 CH
1
1H NMR
5 34 2 (ppm)
0
TMS
610 89 7
371
6. จงหาโครงสรางสาร J มสตรโมเลกล เทากบ C3H6O2 และไมดดกลนรงสยวทความยาวคลนสงสดมากกวา 210 นาโนเมตร
100
50
0
%T
wavenumber (cm-1)2,000 1,600 1,200 8003,0004,000
liquid film 1725
160 120 080
solvent
40
13C NMR, in CDCl3
200 (ppm)
DEPT CH2 CH
3 CH
1
1H NMR
5 34 2 (ppm)
0
TMS
610 89 7
1.35 1.254.3 4.2
irridation at 8.05
m/z
relat
ive a
b un d
a nc e
29
60
40
40
80
80
31
20
100
120
74 (M)
45
372
7. จงหาโครงสรางสาร K มสตรโมเลกล เทากบ C6H10O4 และไมดดกลนรงสยวทความยาวคลนสงสดมากกวา 220 นาโนเมตร
100
50
0
%T
wavenumber (cm-1)2,000 1,600 1,200 8003,0004,000
liquid film 1742
m/z
relat
ive a
b un d
a nc e
86
60
40
80
80
20
100
120
146 (M) <1%
43
40 160
160 120 080
solvent
40
13C NMR, in CDCl3
200 (ppm)
solventproton coupled
proton decoupled
1
1H NMR
5 34 2 (ppm)
0
TMS
610 89 7
373
8. จงหาโครงสรางสาร L มสตรโมเลกล เทากบ C9H12O2 มสเปกตรมแมสท m/z (%) 152 (8), 121 (100)
100
50
0
%T
wavenumber (cm-1)2,000 1,600 1,200 8003,0004,000
liquid film
160 120 080
solvent
40200 (ppm)
DEPT CH2 CH
3 CH130 128
13C NMR, in CDCl3
130 128
1H NMR
5 34 2 (ppm)
0
TMS
610 89 7
7.6 7.4
1
7.2
374
9. จงหาโครงสรางสาร M มมวลโมเลกล เทากบ 150
100
50
0
%T
wavenumber (cm-1)2,000 1,600 1,200 8003,0004,000
solid film
2110
160 120 080
solvent
40200 (ppm)
DEPT CH2 CH
3 CH
13C NMR, in CDCl3
1H NMR, in CDCl3
5 34 2 (ppm)
0
TMS
610 89 7 1
solvent
375
10. จงหาโครงสรางสาร N มสตรโมเลกล เทากบ C4H6O
100
50
0
%T
wavenumber (cm-1)2,000 1,600 1,200 8003,0004,000
liquid film
250 350200 300
3.0
2.0
1.0
UV spectrum
log
(nm) m/z
relat
ive a
b un d
a nc e
55
60
40
80
80
20
100
70 (M)
43
40
160 120 080
solvent
40200 (ppm)
DEPT CH2 CH
3 CH
13C NMR, in CDCl3
1H NMR
5 34 2 (ppm)
0
TMS
610 89 7
6.2
1
6.06.4
376
11. จงหาโครงสรางสาร O มสตรโมเลกล เทากบ C5H9O2Br
100
50
0
%T
wavenumber (cm-1)2,000 1,600 1,200 8003,0004,000
liquid film 1740
m/z
relat
ive a
b un d
a nc e
60
40
80
80
20
100
120 200
180 (M)/182 (M+2)
40 160
152/154
107/109
160 120 080
solvent
40200 (ppm)
DEPT CH2 CH
3 CH
13C NMR, in CDCl3
1H NMR
5 34 2 (ppm)
0
TMS
610 89 7
4.3
1
4.24.4
irridation at 1.3
irridation at 1.83
1.21.9 1.8 1.4 1.3
377
12. จงหาโครงสรางสาร P มสตรโมเลกลมอะตอมคารบอนรอยละ 32.73 อะตอมไฮโดรเจนรอยละ 3.63 และอะตอมคลอรนรอยละ 63.64 และไมดดกลนรงสยวทความยาวคลนสงสดมากกวา 220 นาโนเมตร
100
50
0
%T
wavenumber (cm-1)2,000 1,600 1,200 8003,0004,000
liquid film
160 120 080
solvent
40200 (ppm)
proton coupled
13C NMR, in CDCl3
proton decoupled
1H NMR
5 34 2 (ppm)
0
TMS
610 89 7
4.05.8 5.4 4.2
1
resolution enhancement
resolution enhancement
378
13. จงหาโครงสรางสาร Q มมวลโมเลกล เทากบ 128
90
100
50
0
%T
wavenumber (cm-1)2,000 1,500 1,000 5003,0004,000
m/z
relat
ive a
b un d
a nc e
60
40
50
80
0
20
100
75 12525 1000
1H NMR
(ppm)1.0 0.81.22.0 1.61.8 1.4
379
13C NMR, in benzene-d6
200 180 080
solvent
140 40 (ppm)
proton decoupled
200 160 120 20100 60
(ppm)
0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
1.8
2.0
(ppm)
0.81.01.21.41.61.82.0
H-H COSY, in benzene-d6
(ppm)
10
20
30
40
(ppm)
0.81.01.21.41.61.82.0
C-H Correlation,in benzene-d
6
380
14. จงหาโครงสรางสาร R มสตรโมเลกล เทากบ C11H20O
100
50
0
%T
wavenumber (cm-1)2,000 1,500 1,0003,0004,000 500
20 600
80 120 20040 160 m/z100 180140
relat
iv e a
b und
anc e
60
40
80
20
100
1H NMR
(ppm)2 134
13C NMR, in CDCl3
(ppm)180 100140
solvent
2060
381
(ppm)
(ppm)
1.02.03.04.0
H-H COSY
1.0
2.0
3.0
4.0
80
(ppm)
(ppm)
1.02.03.04.0
C-H Correlation
20
40
382
15. จงหาโครงสรางสาร S มสตรโมเลกล เทากบ C8H16O4
100
50
0
%T
wavenumber (cm-1)2,000 1,500 1,0003,0004,000 500
in CCl4
1H NMR, in CDCl
3
3.6 2.13.5 2.0 (ppm)1.23.74.3 4.2 1.3
13C NMR, in CDCl3
100150 50 (ppm) 65
solvent
70 (ppm)
383
(ppm)
1234 (ppm)
1
2
3
4
H-H COSY
70
60
50
(ppm)
1234
C-H Correlation
30
40
(ppm)
10
20
384
120
80
100
60
(ppm)
1234
160
40
(ppm)
20
140
HMBC
62
72
70
(ppm)
1234
66
68
(ppm)
64
HMBC
385
16. ก าหนดสเปกตรมและตวเลอก จงหาโครงสรางสาร T
O
O
O
O
O
O
HO
HO
OH
OH
HO
O
O
OH
O
OH
H
O
1 2 3 4
5 6 7 8
9 1011 12
13 14 15 16 17
200 080
solvent
40 (ppm)
DEPT CH2 CH
3 CH
130 125
13C NMR, in CDCl3
130 125proton decoupled
160 120
45 3 189
7.8 7.37.9 7.2
210 67
1H NMR, in CDCl3
(ppm)
2.6 1.32.8 1.2TMS
386
20
180
(ppm)
26 4
C-H Correlation100
140
(ppm)
60
8
solvent
20
180
(ppm)
26 4
100
140
(ppm)
60
HMBC
8
solvent
387
17. ก าหนดสเปกตรมและตวเลอก จงหาโครงสรางสาร U
H3C
O OCH
3
H3C
O
H3C
O
1 2
3 4
200 080
solvent
40 (ppm)
DEPT CH2 CH
3 CH
13C NMR, in acetone-d6
solvent
130138 134
proton decoupled
160 120
130138 134
45 3 1
TMS
89
solvent
210 67
1H NMR, in acetone-d6
(ppm)
8.0 7.5 7.0
388
20
80
9
(ppm)
26 47
100
140
40
(ppm)
120
60
8 3
C-H Correlation,acetone-d
6
122
134
8.2
(ppm)
7.07.6 7.4
C-H Correlation,acetone-d
6
7.8
138
126
(ppm)
142
130
8.0 7.2
389
160
9
(ppm)
26 47
180
(ppm)
20
200
HMBC, acetone-d
6
8 3
80
100
140
40
120
60
122
134
9
(ppm)
26 47
138
126
(ppm)
142
130
HMBC, acetone-d
6
8 3
390
18. จงหาโครงสรางสาร V มสตรโมเลกล เทากบ C9H8O2 และดดกลนทความยาวคลนสงสด เทากบ 270 นาโนเมตร
100
50
0
%T
wavenumber (cm-1)2,000 1,500 1,0003,0004,000 500
6.87.0 6.6 6.27.67.8 6.47.27.4
1H NMR, in D2O
(ppm)
25 750
12550 m/z100 150
relat
iv e a
b und
anc e
60
40
80
20
100
391
140145 135 125160165
13C NMR
130150155 (ppm)175180 170
140145 135 125130 (ppm)
DEPT 90
DEPT 135
392
6.9
(ppm)
6.36.56.7 (ppm)7.37.57.7 7.1
6.9
6.5
6.7
7.3
7.5
7.7
7.1
H-H TOCSY
6.9
(ppm)
6.36.56.7 (ppm)7.37.57.7 7.1
131
127
129
135
137
139
133
CH HSQC
141
143