波谱分析辅导课件

研究结构的方法3、研究结构的方法：物理方法化学方法核磁共振鉴别官能团氢谱和碳13C谱质谱元素分析——元素组成质谱（MS）——分子量及部分结构信息红外光谱（IR）

——官能团种类紫外—可见光谱（UV/Vis）——共轭结构核磁共振波谱（NMR）——C-H骨架及所处.

化学环境X-射线单晶衍射——立体结构有机化合物结构研究方法有机结构分析的四大工具质谱(MS)红外光谱(IR)紫外光谱(UV)核磁共振(NMR紫外可见光吸收曲线的讨论：①同一种物质对不同波长光的吸光度不同。吸光度最大处对应的波长称为最大吸收波长λmax②对于不同物质，它们的吸收曲线形状和λmax则不同。250300350400nm1234eλ红外吸收光谱官能团区：4000~1300cm-1指纹区：1300~650cm-1

影响基团频率的因素1.化学键的强度化学键越强—力常数K越大—红外吸收频率

越大（波数越高）

伸缩振动频率（cm-1）2150

1715

1200

1-辛炔－C≡C－伸缩振动≡C-H伸缩振动≡C-H面外弯曲振动（1）原子核带有正电，自旋时产生磁场，具有磁矩（2）在很强的外磁场中，具有核磁矩的原子核产生磁能级分裂，分裂成两个或更多的量子化能级（3）用一个能量恰好等于分裂后相邻能级差的电磁波照射，该核就可以吸收此频率的波，发生能级跃迁，从而产生特征的NMR吸收。这就是核磁共振的基本原理。核磁共振基本原理

原子核存在自旋，核磁矩不为零，能与外加磁场相互作用，发生能级分裂，用于核磁共振分析具有磁矩的核：Po讨论:(1)I=1或I>1的原子核

I=1：2H，14N

I=3/2：11B，35Cl，79Br，81Br

I=5/2：17O，127I(2)Ｉ＝1/2的原子核（重点研究对象）

1H，13C，19F，31P

共振吸收复杂，研究应用较少；C，H也是有机化合物的主要组成元素。NMR示意图：芳烃的磁各向异性效应H:7.3环外氢受到强的去屏蔽作用:8.9；环内H在受到高度的屏蔽作用，故:-1.8碳原子的杂化状态

各类化合物中氢的化学位移有以下次序：

δ：芳环氢>烯氢>炔氢>烷氢杂化方式中s成份越多，碳氢键的成键电子云越靠近碳原子，氢核外的电子云越少，化学位移值越大；芳烃、双键和三键的磁各向异性效应。苯（7.27）>乙烯(5.25)>乙炔(1.80)>乙烷(0.80)杂化效应和各向异性效应协同作用的结果

131211109876543210RCH2-O=C-CH2-C=C-CH2-CCCH2-CH2--CH2-X-CH2-O--CH2-NO2C=C-HAr-HRCHORCOOHC8H10四重峰三重峰单峰积分高度比8：3.2：4.8＝5：2：3单取代苯环δ7.1ppm→芳H乙醇的质谱图相对丰度(RA)——以图中最强的离子峰(基峰)高为100％，其它峰的峰高则用相对于基峰的百分数表示。1-溴丙烷(一）分子质量的确定

由C，H，O组成的有机化合物，M一定是偶数。由C，H，O，N组成的有机化合物，N奇数，M奇数。由C，H，O，N组成的有机化合物，N偶数，M偶数。分子离子峰与相邻峰的质量差必须合理。①Ｎ律②质量差是否合理1、分子离子峰的识别碎片离子丢失的碎片及可能来源M-1，M-2H·，H2醛、醇等M-15M-16M-17，M-18M-19，M-20·CH3侧链甲基、乙酰基、乙基苯等·NH2，O伯酰胺、硝基苯等·OH，H2O醇、酚、羧酸等·F，HF含氟化合物M-25M-26M-27M-28M-29M-30M-31M-32M-33M-34·C≡CH炔化物CHCH，·CN芳烃、腈化物·CHCH2，HCN烃类、腈化物CH2CH2，CO烯烃、丁酰基类、乙酯类、醌类·C2H5，·CHO烃类、丙酰类、醛类NO，CH2O硝基苯类、苯甲醚类·OCH3，·CH2OH甲酯类、含CH2OH侧链CH3OH甲酯类、伯醇、苯甲醚H2O+·CH3，HS·醇类、硫醇类H2S硫醇类、硫醚类M-35，M-36M-41M-42M-43M-44M-45M-47，M-48·Cl，HCl含氯化合物·C3H5丁烯酰、脂环化合物C3H6，·CH2CO丙酯类、戊酰基、丙基芳醚·C3H7，CH3CO·丁酰基、长链烷基、甲基酮CO2酸酐·OC2H5，·COOH乙酯类、羧酸类CH3S·，CH3SH硫醚类、硫醇类M-56M-57M-59M-60M-61M-61，M-62M-79，M-80M-127，M-128C4H8戊酮类、己酰基等·C4H9，C2H5CO·丙酰类、丁基醚、长链烃C3H7O·丙酯类CH3COOH羧酸类、乙酸酯类CH3C(OH)2·乙酸酯的双氢重排·SC2H5，C2H5SH硫醇类、硫醚类·Br，HBr含溴化合物·I，HI含碘化合物表3常见由分子离子丢失的碎片及可能来源电子轰击源（ElextronBombIonization,EI）——热阴极发射出能量为70eV的高能电子束，在高速向阳极运动时，撞击来自进样系统的样品分子，使样品分子发生电离。

化学电离源

（ChemicalIonization,CI）样品在承受电子轰击之前，被一种“反应气”（常用CH4也可用异丁烷、NH3）以约104倍于样品分子所稀释。首先生成的离子来自反应气分子，它与样品分子发生离子—分子反应而产生样品分子离子。场电离源（FieldIonization）——利用强电场诱发样品分子的电离。正负极间施加高达10KV的电压差，两极的电压梯度可达107～108V·cm-1。若具有较大偶极矩或高极化率的样品分子通过两极间时，受到极大的电压梯度的作用而发生电离。

快原子