中学有机化学讲座杨锦飞教授

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1、中学新课标有机化学讲座杨锦飞教授南京师范大学化学与环境科学学院专题1现代分析方法在有机化学中的应用1、质谱1.1、基本原理在高真空（10-7~109mmHg）的质谱仪中，使样品于离子源中汽化，用具有一定能量的电子束（一般为70eV，1eV=96.48kJ/mol）轰击气态分子，使其失去一个电子而成为带正电的分子离子，分子离子还可能继续裂解产生各种碎片离子，然后用磁场或磁场与电场等电磁方法将所有正离子按照其质荷比（m/z）不同进行分离和鉴定，即可得到按质荷比大小依次排列的质谱图。M＋e→M+＋2e质谱仪一般由离子源、分析系统以及离子的收集和鉴定系统组成。1

2、.2、谱图表示苯乙酮的质谱图（棒图）苯乙酮的质谱数据表1.3、应用（1）分子离子和分子离子峰的识别—分子量确定（2）同位素离子和离子元素组成的确定（3）碎片峰识别—推断结构2、紫外光谱2.1、基本原理物质吸收紫外/可见光引起电子能级间的跃迁而产生的吸收光谱叫紫外/可见光谱即电子光谱。电子跃迁的类型2.2、谱图表示苯的紫外吸收光谱苯乙酮的紫外吸收光谱紫外光谱图中横坐标为波长（nm），纵坐标可以是吸光度(A)、百分透过率(T%)、摩尔消光系数(ε)等表示。式中A为吸光度，I0是入射光强度，I是透射光强度，T为透光率或透过率，c为溶液浓度，l是光在溶液中经过的

3、距离。2.3、应用紫外光谱反映了分子中生色团和助色团的特性，主要用来推断分子中不饱和基团之间的共轭关系。化合物如果在220-700nm范围内无吸收，说明分子中不存在共轭体系，也不含有Br，I，S等杂原子。3、红外光谱3.1、基本原理3.2、谱图表示乙酸乙酯红外光谱图3.3、应用（1）与标准图谱的对照，来确定化合物的结构（2）确定分子中存在的官能团4、核磁共振（NMR）4.1、基本原理在外磁场的作用下，质子吸收一定频率的电磁波辐射，使其从核自旋的低能态跃迁到高能态的现象，称为核磁共振。质子自旋产生的磁矩核磁矩在外磁场作用下的取向核磁矩的能级跃迁4.2、核磁

4、共振波谱主要信息4.2.1、化学位移由于核外电子的屏蔽和去屏蔽作用，引起质子的核磁共振吸收位置发生移动的现象称为化学位移。标准物:四甲基硅烷(CH3)4Si，TMS=0（单峰）影响化学位移的主要因素(1).诱导效应的影响(2)、共轭效应的影响同上。使氢核周围电子云密度增加，则磁屏蔽增加，共振吸收移向高场；反之，共振吸收移向低场。(3)、磁各向异性效应当分子中的某些基团的电子云排布不呈球型对称时，它对临近基团的氢核产生一个各向异性的感应磁场，从而使某些空间位置的核受到屏蔽，而另一些空间位置上的核去屏蔽，这一现象称为磁各项异性效应。a.双键碳上质子的磁各向

5、异性效应b.芳环上质子的磁各向异性效应c.三键碳上质子的磁各向异性效应：4.2.2、偶合常数(1).自旋-自旋偶合与自旋-自旋裂分自旋核与自旋核之间的相互作用。自旋-自旋偶合引起的谱带增多的现象。4.2.3、积分曲线与峰面积有几组峰，则表示样品中有几种不同类型的质子；每一组峰的强度(面积)，与质子的数目成正比。各个阶梯的高度比表示不同化学位移的质子数之比。4.3、核磁共振波谱的应用(1)、有机化合物的结构鉴定(2)、有机分子的构象研究(3)、定量分析：内标和外标(4)、分子之间的相互作用研究:如了解抗癌药物作用机制(5)、分子内相互作用研究：单链核酸分子

6、两端的互补(6)、生物大分子的构象研究(7)、现场核磁共振波谱实验(8)、生物活体实验