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时间:2018-10-31
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1、第十二章核磁共振(NMR)核磁共振(NMR)带电荷的质点自旋会产生电场,原子核自旋也可以产生磁场(只有质量数为奇数的原子核自旋才具有磁场)。在外磁场存在的条件下,自旋的原子核有两种取向,一个是与外磁场同向,另一种与磁场方向相反,这中自旋能量较高。两种取向可以通过吸收能量进行相互转换。能力差为ΔE=hrH/2π其中H-外磁场强度;h-普朗克常量6.63*10-34;r-磁旋比是一个常数。可以通过电磁辐射的方式提高能量。E辐=hvv-频率当E辐=ΔE时,即hrH/2π=hv,v=rh/2π时可产生能量吸收。目前的
2、NMR有定频扫场及定场扫频。屏蔽效应:原子核都有电子围绕,电子带负电,根据楞次定律,电子的运动会产生一个与外磁场相反的磁场,减弱外磁场对原子核的作用,这种效应称为屏蔽效应。诱导效应:由于大多数物质都是多原子分子,不同原子的你电负性不同,导致电子云的分布不均匀,也使电子的屏蔽效应强弱不等。连有吸电子基团或电负性大的原子,可大大减弱评比作用,化学位移增加。化学位移是被测样品与TMS的频率差,用ppm表示。各向异性:一些具有共轭体系的分子在外磁场的作用下具有明显的电子环流,感应磁场的方向总是与外磁场相反,各向异性特
3、指1H谱。由于H所处环流的位置不同而受到的影响不同。对于苯环氢延伸在电子环流外侧,受到的感应磁场与外磁场相同,去屏蔽,吸收出现在低场,高位移。对于双键由于SP2杂化,使电子云靠向C而远离H。双键的π电子环流具有去屏蔽的作用。对于三键SP杂化,去屏蔽,而π电子环流具有增强屏蔽的作用。氢键的形成可以减弱氢键质子的屏蔽作用。自旋-自旋偶合裂分:各向异性是氢周围π电子环流对其的影响,效果比较显著。而邻近的氢的电子感应磁场也会对氢产生影响,作用较小,邻氢的感应磁场若与外场相同就是去屏蔽,相反就是屏蔽。因为每一个分子中这
4、种氢的作用是不一致的,所以在宏观的测定结果上看会裂分成两个吸收峰,一般遵守n+1规则。积分高度可以计算出H的个数,吸收峰可以判定氢的种类,裂分峰可以判定邻氢的个数,化学位移判定氢所处的环境。苯环上的氢只有一个吸收峰。13CNMR:C6H6:110-160;C=O:170-210;=C:100-150;炔碳:65-85。第十三章红外与紫外光谱(IR&UV)第十四章羧酸(carboxylicacid)羧酸是氧化态最高的化合物,一般以它为主题命名。4-甲基-4-苯基-3-己酮酸环癸烯基甲酸物理性质:往往以二聚体的形
5、式存在,若使液态的酸转为气体,需破坏两个氢键。甲酸乙酸有醋的酸味;丙、丁、戊酸都有令人不愉快的脂肪、牛奶腐败的臭味。IR波谱性质:羧羟基的伸缩振动为3400-2500cm-1的宽峰;羧羰基伸缩振动在1700cm-1左右;-C-O-伸缩振动在1320-1210cm-1。化学性质:1、酸性2、羰基上的反应①成酰卤②成酸酐酸与酸酐发生的交换。③成脂这是一个可逆反应,碱性条件下有利于逆反应发生。反应机理:但当醇是叔醇时,可能按此机理反应:①成酰胺②还原反应RCOOH不能进行催化氢化,但可以被LiAlH4还原,水解后得
6、到醇。1、脱羧反应-y:反应机理:2、α-H的卤代反应机理:这里P为催化剂量,过量则主产物为二溴代物,最后一个部由于缺少酸而无法进行。二元酸1、酸性比一元酸强,因为羧基为吸电子基团有利于脱质子后负离子的稳定。2、热分解反应2、3C的二酸脱CO24、5C的脱H2O6、7C的脱CO2+H2O羧酸的制备:1、氧化法①烃的氧化②醇和酯的氧化2、腈的水解1、由格氏试剂合成由于腈水解法只用伯卤,以及格氏试剂对很多基团的敏感,所以这两种方法可以互补。2、油脂的水解3、酚酸的制备羟基酸乳酸酒石酸柠檬酸1、α卤代酸水解2、内酯
7、的水解1、瑞弗马斯基反应第十五章羧酸衍生物(Carboxylicacidderivatives)羧酸衍生物包括:它们都具有羰基,酰胺中氨的P轨道与羰基共轭,大大降低了反应活性,并且-NH2上的两个H是不等价的;对于腈,SP杂化,N上的孤对电子位于三键的同一条直线上。命名:4-甲基戊酰溴2-甲基丙酸异丙酯N,N-二甲基甲酰胺N-甲基丙酰胺甲酸乙酸酐丁腈羧酸衍生物的化学性质:1、亲核取代反应和相互间的转化①酰卤由于酚和酸不能成酯,在碱的催化作用下酚与酰卤作用成酯。②酸酐同样具有水解、醇解、氨解,由于机理相同,都是
8、对于羰基碳的亲核取代,所以产物相同,分别是酸、酯、酰胺。③酯酯的反应活性要比酰卤低的多,一般为可逆反应。同样有水解、醇解、氨解。酯的醇解属于酯交换,一般实际中有大醇来置换小醇,再将小醇蒸发出来,从而有利于反应进行。①酰胺和腈反应活性更低,在催化条件下也有水解、醇解。腈在酸性条件下的水解:腈在碱性条件下的水解:1、与金属试剂反应①酰卤生成的是两个烷基相同的叔醇。②酸酐、酯与酰卤的反应一样③腈虚线框内无
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