有机化学 第三版 高鸿宾chapt7.ppt

1、第七章有机化合物光谱分析，一、有机光谱分析概述，二、红外吸收光谱，三、核光谱共振光谱，1 .常见有机光谱，2 .有机四大光谱及其特征，3 .电磁波光谱与有机光谱的对应关系，赵海涛庄俊鹏张文勤2 .化学位移，3 .自旋键和自旋分裂，4 .光谱分析，5.13C光谱概述，1 .常见有机光谱，常见有机光谱，2 .有机四大光谱及其特征，有机四大光谱：紫外吸收光谱0.001-0.1mg 50-500万，3 .电磁波光谱与有机光谱的对应关系，/nm，/cm-1，1，2，红外吸收光谱，二.分子振动与红外光谱，振动方程式：k:力常数，与化学键的强度有关(键长越短，键能越小即，化学键的振动频率(红外吸收峰的频率)

2、与键合强度成正比，与键合原子质量成反比。 亚甲基的振动模式：一些化学键伸缩振动的力常数：对称伸缩振动(s )反对称伸缩振动(as )、剪切振动(s )面内摆动振动()、面外摆动振动()卷缩振动()、3 .主要是X-H、三重键()及双键(C=C、C=O、C=C )的伸缩振动。 (2)指纹区域：将红外光谱的1000cm-1 650cm-1的低频区域称为指纹区域。 主要是各种单键(C-N、C-O、C-C )的伸缩振动及各种弯曲振动的吸收峰。 (3)相关峰：由相同官能团的不同振动方式产生的红外吸收峰习惯性地称为相关峰。 例如甲基(-CH3) 2960cm-1(as )、2870cm-1(s )、147

3、0cm-1、1380cm-1 (C-H切割式及面内摇摆)等。 a .红外光谱分析的基础知识，4 .红外光谱分析，(4)已知物的鉴别：如果被测定物的IR和已知物的光谱峰值位置和相对强度完全一致，则可以确认为一种物质(注意机器的灵敏度及H2O的干扰)。 (5)未知物的鉴定：可以推定简单化合物的结构。 复杂化合物需要UV、NMR、MS的数据。 链烷烃-正辛烷2-甲基庚烷2，2-二甲基己烷、(2)烯烃-(E)-2-己烯1-己烯(Z)-3-己烯2 -。 (6)醚-丙基醚甲基叔丁基醚、(7)醛-丁基醛、(8)酮-丁基酮、(9)羧酸和衍生物-、(10 )芳香族烃酚对甲基苯甲醚邻羟基苯甲酸p 乙腈苯胺N-甲基

4、苯胺n，N-二甲基苯胺对硝基氯苯、a.n-辛烷、b，2-甲基庚烷、2， 2-二甲基己烷、(E)-2-己烯、1 2-甲基-2-丙醇、丙醚、甲基叔丁基醚、丁缩醛、丁缩醛、丁缩醛、丙酸、丁缩醛、丁酸酐、乙酰胺、N-甲基萘1945年Stanfold University的f.Bloch Harvard university的E.M Purcell发现了核磁共振现象，1952年获得了诺贝尔物理学奖。后来核磁共振在鉴定化合物结构上得到了广泛应用。 三、核磁共振光谱、2-甲乙酮1H NMR、质量数或原子序数为奇数的原子核，其自旋量子数不为零。 其中1H、13C、19F、31P核的自旋量子数I=1/2在磁场中

5、有2种自旋方向。与外部磁场方向相同的自旋能级低() 与外部磁场方向相反的自旋能级高() 、分子的二能级差用e表示，e与外部磁场强度H0成正比。 将频率的电磁波照射到处于磁场的样品上，如果h=E，则电磁波被吸收，核从状态转移到状态，发生核磁共振吸收，用装置记录的是核磁共振光谱(NMR )。 注： 1.1h、13C中，没有外部磁场时，两种自旋方向不同的核的能级相同。 2 .产生核磁共振的条件是3.1H NMR光谱的应用范围最广，其次是13C NMR，本节主要介绍1H NMR。 2、化学位移、化学位移是核外电子的屏蔽造成的。 有机分子的氢核被电子云包围。 电子云通过施加磁场H0产生一个施加感应磁场H

6、0，通常感应磁场的方向与外部磁场相反，氢核实际感应的磁场为： (H0-H0 )。 由于质子不同，周围电子的密度也不同，所以实际感受到的磁场也不同，产生的共振频率也不同。 质子共振吸收的相对位置通常用化学位移表示。 试样的共振频率TMS四甲基硅烷的共振频率0操作机器选择频率，影响化学位移的因素：a .电负性影响：取代基的电负性越大，相应碳上的质子的化学位移越大。 b .磁各向异性效应。 不同类型质子的化学位移值，不同类型化合物的化学位移可分为4种1，烃基质元素：1=0.9； 3=1.5 2，XCH3。 接近x电负性(2加0.3； 三加0.6 )； XCH2Y； XY的电负性1 3、XYCH3 2

7、-2.5(2加0.3； 3加0.6) 4、烯烃、芳香烃、醛基、羧基、3、自旋耦合和自旋裂纹成分、自旋耦合：指自旋核受到相邻自旋核产生的感应磁场的影响的现象。自旋裂分：指自旋耦合产生的光谱线增多的现象。 (1) .定义： (2) .耦合常数、自旋裂纹光谱间的距离称为耦合常数。 一般用j表示，单位为Hz。 J=S0(0是机器固有频率，s是2条光谱线的化学位移差值)。 常见的有邻碳偶联剂、同碳偶联剂、远程偶联剂。 两个自旋核越远，耦合常数越小，3个以上的碳可以忽略。 一次光谱是6 J时的简单一次光谱。 特点：裂分峰呈n 1规律。 裂峰强度比符合二项式展开式系数之比。 一系列峰值的中心位置为。 峰间距

8、是j，(3) .一次光谱的特征，4，光谱分析，(1) .首先确认有几个峰，化合物有几个氢核。 (2) .从积分线决定各组的质子个数比。 (3) .从耦合分裂的情况判断各组质子间的相互作用及相互间的立体化学关系。 正庚烷、顺-2-庚烷反应-2-庚烷2-甲基-1-庚烷、反-2， 4-庚烯、2-甲基-1-丁烯-3-乙炔1-丁酸-甲基丙烯酸乙酯乙酸丁酯乙酸酐2-氯丙酸氯丙酰胺丁胺、异丙基苯乙烯丁二烯3-甲基-1-乙苯1， 3-二乙苯4-甲氧基苯乙烯4-硝基苯酚4-乙基苯乙酮3-乙氧基苯甲醛反式-2-庚烯、2-甲基-1-庚烯、顺式、反式-2， 4-己二烯、2-甲基-1-丁烯-3-乙炔、1-庚烷、2异丙基

9、苯、n-苯乙烯丁二烯、3-甲基-1-乙基苯、1，3 -二乙基苯、4-甲氧基苯乙烯、4-尼化学位移在0240ppm之间变化，光谱线很少重叠。 拍摄时间长，从几分钟到几天。 通过采用去噪，可以去除1H对13C的所有联轴器，使每个碳出现峰值。 DEPT技术将奇数质子连接的峰与偶数质子连接的峰分离。 虽然13C对1H的耦合可以忽略，但1H对13C的耦合很复杂。 1 .分子式为C2H4O的化合物(a )和(B)(A )的紫外光光谱在max 290 nm (16 )处有弱吸收。 (b )为210 nm以上，没有吸收。 试着推定两种化合物的结构。 2 .用红外光谱鉴定以下化合物：3 .指出以下红外光谱图中的官能团。 用4，1 h NMR鉴别以下各组化合物： (1) (a ) (ch3)2cc (ch3)2(b ) (ch3ch2)2ch2(2