有机化学波谱分析知识要点

1、波谱分析第一章 紫外光谱1、为什么紫外光谱可以用于有机化合物的结构解析？紫外光谱可以提供：谱峰的位置（波长）、谱峰的强度、谱峰的形状。反映了有机分子中发色团的特征，可以提供物质的结构信息。2、紫外可见区内（波长范围为100-800 nm）的吸收光谱。3、Lamber-Beer定律 适用于单色光 吸光度： A= lg(I0/I) = elc 透光度：-lgT = ebcA：吸光度；l：光在溶液中经过的距离；e：摩尔吸光系数，为浓度在1mol/L的溶液中在1 cm的吸收池中，在一定波长下测得的吸光度；c：浓度。4、有机物分子中含有键的不饱和基团称为生色团；有一些含有n电子的基团（如OH、OR、NH

2、、NHR、X等），它们本身没有生色功能（不能吸收200 nm的光），但当它们与生色团相连时，就会发生n共轭作用，增强生色团的生色能力（吸收波长向长波方向移动，且吸收强度增加），这样的基团称为助色团。5、max向长波方向移动称为红移，向短波方向移动称为蓝移（或紫移）。吸收强度即摩尔吸光系数e增大或减小的现象分别称为增色效应或减色效应。6、电子跃迁的类型：1. *跃迁：饱和烃（甲烷，乙烷）；E很高，3600 cm-1)b. CO伸缩振动(1100 cm-1)伯-OH OH 3640 cm-1 CO 1050 cm-1仲-OH OH 3630 cm-1 CO 1100 cm-1叔-OH OH 362

3、0 cm-1 CO 1150 cm-1酚-OH OH 3610 cm-1 CO 1200 cm-1醚（COC）脂族和环的C-O-C：as 1150-1070 cm-1（强而宽）；s 900-1000 cm-1 芳族和乙烯基的=C-O-C：as 1275-1200 cm-1（1250 cm-1）；s 1075-1020 cm-1脂族 R-OCH3： s (CH3) 28302815 cm-1 芳族 Ar-OCH3： s (CH3) 2850 cm-1 胺和铵盐：（NH，CN）a. 胺 i) NH伸缩振动胺类： 游离35003300 cm-1 缔合吸收位置降低约100 cm-1伯胺 (R-NH2，

4、Ar-NH2)：双峰， 3500 (as) cm-1，3400 (s) cm-1，吸收强度比羟基弱）仲胺：3400 cm-1（吸收峰比羟基要尖锐）叔胺：无吸收 ii) NH 变形振动NH2：面内 16501500 cm-1；面外 900650 cm-1iii) CN 伸缩振动与C-C伸缩振动没太大区别，但强度大。RNH2: 1030-1203 cm-1；Ar-NH2: 1250-1360 cm-1b. 铵盐在3000-2200 cm-1范围出现强而宽的“铵谱带”（2）烯烃与炔烃C=C 伸缩振动(1680-1630 cm-1 )1. 顺反烯烃分界线1660 cm-1；顺强，反弱2. 四取代（不与

5、O，N等相连）无(C=C)峰3. 端烯的强度强4. 共轭使(C=C)下降20-30 cm-1；共轭二烯在1650和1600 cm-1出现两个(C=C)C-H 变形振动(1000-700 cm-1 )顺反烯烃二者的明显差异： a. CC双键的伸缩振动吸收峰：顺式1650 cm-1； 反式与CH3、CH2的弯曲振动接近。 b. CH的平面弯曲振动吸收峰位置：顺式 700 cm-1； 反式 965 cm-1。 （3）芳烃：C=C伸缩振动和C-H变形振动C=C伸缩振动产生1600 cm-1和1500 cm-1两条谱带，当苯环与C=O，C=C，NO2，Cl，S，P等共轭时，1600 cm-1谱带裂分为1

6、600 cm-1和1580 cm-1两条谱带（尤其1580吸收峰增加明显），1500 cm-1谱带会裂分为1500 cm-1和1450 cm-1两条谱带，但共轭使1500 cm-1变弱甚至消失。C-H变形振动650-900 cm-1取代类型相邻氢数=C-H环650-900区域谱峰个数单取代5H770-730690-71021,2-取代苯4H770-73511,3-取代苯3H810-750690-71031H900-8601,4-取代苯2H860-8001（4）羰基化合物酰胺(1680 cm-1) 酮(1715 cm-1) 醛(1725 cm-1) 酯(1735 cm-1) 酸(1760 cm-

7、1) 20（6 Dn/J 20 体系近似为一级谱）自旋体系中同一种质子磁等价（2）规律：反映化学环境，裂分为多重峰时，中点为其化学位移值，裂分峰的峰间距为偶合常数J；不同类型的氢核积分面积或积分高度之比等于氢核数目之比；磁不等价的质子之间偶合裂分数峰数符合n+1 规律；多重峰强度符合二项式的展开式系数；峰形内高外低呈“人”形。9、邻位耦合J邻, 3J, H-C-C-H的二面角二面角为180时，两个氢原子处于反迫位,轨道重叠最有效，J最大；二面角为0时， J稍小些；二面角为90时，轨道互相垂直，J最小。10、顺反烯烃的邻位耦合J邻11、二旋系统（AB系统）的化学位移和偶合常数12、NOE效应两个

8、（组）不同类型的质子位于相近的空间距离时，照射其中一个（组）质子会使另一个（组）质子的信号强度增强，这种现象称为NOE效应。13、各类结构片段的13C NMR第四章 质谱1、质谱仪的工作原理质谱仪是指用高能电子流等轰击样品分子，使该分子失去电子变为带正电荷的分子离子和碎片离子。这些不同离子具有不同的质量，质量不同的离子在磁场的作用下到达检测器的时间不同，检测器通过采集放大离子信号，经计算机处理，将碎片离子按照质荷比（m/z）大小排列而成的图谱即质谱图。2、分子离子峰指样品分子受高速电子轰击后丢失电子在尚未碎裂时形成的离子M峰。判断原则：最大质量数的峰可能是分子离子峰（同位素峰除外）；合理的碎片

9、丢失；氮规则：化合物分子不含氮或含偶数个氮原子时，该化合物分子量必是偶数；化合物分子含奇数个氮原子时，其分子量必是奇数。 峰和M+1 峰或M-1 的判别。醚、酯、胺、酰胺、氰化物、氨基酸酯、胺醇等可能有较强的M+1 峰，芳醛、某些醇及某些含氮化合物可能有较强的M-1 峰。3、麦氏重排具有不饱和官能团 C=X（X为O、S、N、C等）及其-H原子结构的化合物，-H原子可以通过六元环空间排列的过渡态，向缺电子（C=X+）的部位转移，发生-H的断裂，同时伴随C=X的键断裂（属于均裂），这种断裂称为麦氏重排。4、同位素离子峰簇的相对丰度计算分子式从M+1峰与M峰强度的比值可估算出分子中含碳的数目从M+2

10、峰与M峰强度的比值可估算出分子中含S、Cl、Br的数目S 4.4，Cl 32.5，Br 985、常见化合物的质谱(1)烷烃分子离子峰，碎片峰成群，峰簇质量差14（CH2）(2)烯烃分子离子峰特征碎片： 裂解（4114 n）41、55、69、83M重排（4214 n）42、56、70、84(3)芳烃分子离子峰特征碎片： 裂解 91 6539M重排 92(4)醇分子离子峰不明显特征碎片： 裂解（3114 n）伯醇：3114 n ，仲醇：4514 n ，叔醇：5914 n(5)酚分子离子峰M1峰特征碎片：M28（CO） M29（CHO） (6)醚分子离子峰弱特征碎片： 裂解 CnH2n+1O（31、45、59）i 裂解 CnH2n+1（29、43、57、71）(7)醛分子离子峰特征碎片：M1峰、M29（CHO）峰、m/z 29峰，43、57、71-H重排 m/z 44（4414n）峰(8)酮分子离子峰弱特征碎片： 裂解 2914 n 重排 m/z