波谱学在有机化学中应用市公开课金奖市赛课一等奖课件

第十五章波谱学在有机化学中应用第一节波谱学概述第二节紫外光谱第三节红外光谱第四节核磁共振谱 质谱（略）第1页第1页第一节波谱学概述本节要点：1.波谱法概念2.波基本概念3.质谱工作原理第2页第2页一、惯用结构分析办法（一）化学试验法

主要缺点：

试验操作烦琐试验周期长需要样品量大无法测定一些化合物精细结构第3页第3页化学试验法结构分析基本环节纯化分析对象分析其元素构成，测定其基本理化常数mp=122.4C;元素分析C68.84%;H4.95%;O26.20%;也许分子式为(C7H6O2)n进行官能团分析酸性，提醒也许含有羧基(CO2H),分子式C7H6O2-CO2H=C6H5基推测也许结构为C6H5COOH通过化学关联法验证已知结构

酸性条件下用高锰酸钾氧化甲苯得到相同化合物,该证实化合物为苯甲酸。第4页第4页（二）物理试验法第5页第5页二.吸取波谱工作频率

ln=cc＝31010cm·s-1l:波长，单位可用cmn:频率，单位:s-1或HzE＝hn=hc/lE:光子能量（单位:J/mol）h:普朗克常数，6.6210－34第6页第6页不同波谱法工作频率第7页第7页三.质谱工作原理第8页第8页

２００２年诺贝尔化学奖授予美国科学家约翰·芬恩、日本科学家田中耕一和瑞士科学家库尔特·维特里希，以表彰他们创造了对生物大分子进行辨认和结构分析办法。

芬恩和田中奉献在于开发出了对生物大分子进行质谱分析“软解吸附作用电离法”，维特里希奉献是开发出了用来拟定溶液中生物大分子三维结构核磁共振技术。他们三人这些研究结果对于研究包括蛋白质在内大分子含有“革命性”意义。

第9页第9页第二节紫外光谱第10页第10页一、紫外光谱图表示办法第11页第11页第12页第12页吸光度

A=lg(IO／I)

朗伯一比耳定律（Lambert－Beerlaw）

A=ecl e摩尔吸光系数 c:溶液浓度（mol.L-1） l:吸取池厚度（cm）第13页第13页思考题：一个有机化合物对不同波长紫外光吸取是否相同？不同有机化合物吸取紫外光最大吸取波长是否相同？有机化合物对紫外光吸取差异在有机结构分析上有什么意义？第14页第14页二、紫外光谱原理当一定波长可见光或紫外光照射有机化合物后，有机分子将吸取等于两个能级之间能量差(hn=DE)光能，使其外层电子由低能级跃迁到较高能级,这是产生紫外吸取基本原理。第15页第15页（一）电子跃迁第16页第16页s,p和n电子也许发生主要类型电子跃迁第17页第17页跃迁分类s->s*跃迁 p->p*跃迁n->p*跃迁n->s*跃迁第18页第18页s->s*跃迁烷烃分子中s电子吸取足够光能后能够发生s->s*跃迁,此跃迁所需能量很大，吸取波长普通在远紫外区。甲烷lmax＝125nm第19页第19页p->p*跃迁烯烃、炔烃、芳香烃等不饱和化合物吸取能量后可发生p->p*跃迁乙烯p->p*

lmax＝165nm

e=10000(蒸气）第20页第20页第21页第21页n->p*跃迁第22页第22页n->s*跃迁

lmax/nm emaxCH3OH 183 150CH3NH2 215 600s->s*

＞

n->s*

＞

p->p*

＞

n

->p*第23页第23页丙酮UV谱图中有两个吸取峰lmax=280nm(emax=15)；lmax=190nm(emax=100)问：拟定每个吸取峰电子跃迁类型；哪个吸取峰更强？第24页第24页（二）生色团、助色团和吸取带生色团

能吸取紫外光或可见光有机结构基团（C＝C、CC、C＝O、CN、N＝O等）助色团

带有杂原子饱和基团(-NH2、-OH、-OR、-SH和-Cl等)。它们本身不吸取紫外-可见光，与生色团相连可使生色团吸取峰红移和吸取强度增长。第25页第25页吸取带:跃迁类型相同吸取峰所处波段第26页第26页（三）溶剂效应1．溶剂极性对谱带影响

极性溶剂使K带发生红移，使R带发生蓝移CH3COCH=C(CH3)2第27页第27页2．溶剂pH值对紫外光谱影响第28页第28页三、紫外光谱应用（一）拟定共轭体系（二）判断构型（三）跟踪反应（四）定量反应第29页第29页拟定共轭体系分子中含有相同共轭结构化合物，其紫外光谱图基本相同。紫外光谱主要用来研究化合物共轭体系，而很难用于独立地拟定化合物精细结构。第30页第30页三个化合物lmax分别为：A275nm；B304nm；

C365nm；这三个化合物应如何相应则下列3个结构？第31页第31页（二）判断构型第32页第32页反式二苯乙烯第33页第33页顺式二苯乙烯第34页第34页（三）跟踪反应第35页第35页第36页第36页（四）定量分析利用紫外光谱法可定量测定有化合物浓度紫外光谱有较高灵敏度(达10-7g·mL-1)；紫外吸取与化合物浓度符合Lambert－Beer定律第37页第37页

习题：315页2，3，4，5，6第38页第38页假如只考虑p->p*跃迁，下列各组化合物中，哪一个在紫外谱中lmax较大？第39页第39页已知苯乙酮UVlmax/nm(e)为319(50)、240(13000)、278(1100)，试阐