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3.14 挑战任务14

“未知物”的结构如下(分子式推断见表3.25):

教材配图

事实数据(Factual Data)结论(Conclusions)

质谱(MS)

- [M]⁺未观测到,通过NMR 和IR 数据推断m/z = 154氮原子数量为0、2 或4(nN = 0、2 或4…)

- 无[M+2]⁺峰不含硫(S)、氯(Cl)、溴(Br)

- 除一个峰外,其余峰均为奇数氮(N)的存在性存疑核磁共振(¹³C NMR)

- 无裂分不含氟(F)

- 10 个信号最少碳原子数=10核磁共振(¹H NMR)

- 积分和ΣH = 18最少氢原子数=18红外光谱(IR)

- 3384 cm⁻¹存在羟基(OH),最少氧原子数=1- 1678 cm⁻¹(极弱),3049、3010 cm⁻¹推测为碳碳双键(C=C),不含羰基(C=O)和炔基(C≡C)

原子数量范围C (10), H (18), O (1–4), N (0–4);不饱和度:1–3生成的分子式C₁₀H₁₈O在分子连接图(MCD)中,存在两个CH₂基团,其化学位移分别为23.29 ppm和26.80 ppm。值得注意的是,这两个CH₂基团未显示HMBC 相关性,即它们与其他骨架原子之间缺乏HMBC 连接。这意味着HMBC 数据无法约束它们在生成分子中的位置,因此它们的真实位置需通过¹³C 化学位移预测在输出文件中进一步确定。

表3.26挑战14:核磁共振(NMR)数据
表3.26 挑战14:核磁共振(NMR)数据

a 注:通过虚构的¹⁷O 化学位移输入,关联OH 基团的¹H 化学位移至4.12 ppm

图3.47 挑战14:分子连接图
图3.47挑战14:分子连接图

结构生成完成后得到以下结果:k = 42 →18 →6,总生成时间(tg)= 0.09 秒。排名输出文件中的所有结构如图3.48 所示。正确结构通过¹³C 化学位移预测排名第一,其自动化学位移归属如下方的结构3.30 所示。

图3.48 挑战14:排名输出文件
图3.48挑战14:排名输出文件
教材配图

与原始研究[1]中推导的化学位移归属对比表明,结构3.30 中与“游离”CH₂基团相关的化学位移23.90 和26.80 被互换了。为验证这一点,将两种可能的化学位移归属方案置于“建议分子”(PM)窗口中。具体操作如下:

1.将结构#1 复制到PM 窗口两次;

2.在第二个结构中,手动交换化学位移23.90 和26.80;

3.重新计算两种结构的¹³C 化学位移,其对应的平均偏差如图3.49 所示。

图3.49 挑战14:正确结构#1,其中原子C 23.90 与C 26.80 的位置进行了互换。结构#1 的
图3.49挑战14:正确结构#1,其中原子C 23.90与C 26.80的位置进行了互换。结构#1的

归属通过自动分析完成,而结构#2 的化学位移交换则通过手动调整实现通过比较平均偏差和最大偏差,结构#1 的优先级显著更高。为进一步确认结构#1 的¹³C化学位移归属,我们可以查看程序后台预测C 26.80 的化学位移的信息情况(图3.50)。

图3.50 挑战5.14:结构#1 中原子C 26.80 的化学位移计算后台信息(见图3.49)
图3.50挑战5.14:结构#1中原子C 26.80的化学位移计算后台信息(见图3.49)

后台信息显示,在ACD\DB 中发现了37 个匹配结构用于预测所选CH₂基团(方框标记)的化学位移。参考结构中的最低化学位移值为25.8 ppm,而计算值为26.11 ppm。因此,程序自动执行的化学位移归属更具可信度。这一重新归属方案还通过ACD/NMR DB 的结构搜索得到进一步确认:数据库中存在与结构#1 化学位移归属完全一致的记录。

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