《有机化学波谱》PPT课件

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1、第十一章波谱7/16/2021§11.1Infrared(IR)Spectroscopy:aninstrumentalmethodfordetectingfunctionalgroups1.Hydrocarbons（1）C-Hbondstrength和bondstiffness都有sp>sp2>sp3的顺序，其中bondstretching有：sp杂化的C-Hstretchingpeaks在3300cm-1附近，如1-己炔的≡C-H在3320cm-1；sp2杂化的C-Hstretchingpeaks在3000-3100cm-1区间，如1-

2、己烯端基C=C-H在3080cm-1，而甲苯苯环C-H在3090cm-1；sp3杂化的C-Hstretchingpeaks在2800-3000cm-1区间，如辛烷、甲基苯、1-己炔、1-己烯的甲基、亚甲基的C-H。7/16/2021(2)烃的C-C的bondstretchings也能给出IR吸收peaks,C-C单键,一般很弱的peaks，在assigningstructures中用处不大；C=C在1620-1680cm-1，苯环C-C在1450-1600cm-1处有特征尖峰;C≡C在2100-2260cm-1;C=C和C≡C的stret

3、chingpeaks不总是强，对称取代者则无吸收；7/16/2021（3）烯烃C-Hbendingvibration在600-1000cm-1之间，吸收峰具体位置可用于判断substitutionpatternofthedoublebondanditsconfiguration（当无释电子或吸电子取代（烃基除外）时，上述位置可靠性很高；否则会超出上述范围）。7/16/20212.Carbonylfunctionalgroups在1630-1780cm-1之间（1）酰胺的羰基在1630-1690cm-1之间；（2）酮的羰基在1680-175

4、0cm-1之间；（3）醛的羰基在1690-1740cm-1之间；（4）酸的羰基在1710-1780cm-1之间；（5）酯的羰基在1735-1750cm-1之间。7/16/20213.Hydroxylgroupsofalcoholsandphenols如果用不能形成氢键的溶剂稀释成很稀溶液，醇和酚O-H尖锐的stretchingpeaks出现在3590-3650cm-1之间；醇和酚的浓溶液因氢键在3200-3550cm-1之间出现宽吸收带。4.Carboxylicacidgroup如果羰基和羟基的stretchingabsorptions在

5、IR谱中都出现，可判断有羧基（当然羰基和羟基也可能单独存在于分子中）。7/16/20215.Amines很稀的1º和2º胺在3300-3500cm-1之间有尖锐的N-H其中RNH2在3300-3500cm-1之间有对称和不对称2个尖锐stretchingpeaks;R2NH在3300-3500cm-1之间只有1个stretchingpeak；氢键使得1º和2º胺的stretchingpeaks变宽；酰胺会给出羰基及类似的N-Habsorptionpeaks7/16/2021§11.2NuclearMagneticResonance(NMR

6、)andMassSpectrometry:ToolsforStructureDetermination1.1H-NMR质子的磁矩在无外加磁场时随机分布取向；在有外加磁场时，因质子的自旋(m=+1/2,m=-1/2)，质子磁矩与外加磁场同向（α自旋态，低能态）或反向（β自旋态，高能态）排列。由低能态向高能态的反转需要能量，在NMR光谱仪这一能量来自射频范围的电磁辐射[electromagneticradiationintheRF(radiofrequency)region]。实际上，在质子周围存在着电子，电子（σbondofaC-Hgrou

7、p）运动产生小磁场，称作诱发磁场（inducedfield）并与外加磁场方向相反，这意味着质子真正感受到的磁场比外加磁场稍低，即电子对质子具有屏蔽作用。高屏蔽的质子与弱屏蔽的质子当然不会在相同的频率下吸收能量。去屏蔽质子将在高频（低场）吸收能量。7/16/2021离域的π电子既可能屏蔽也可能去屏蔽邻近的质子。由于去屏蔽效应，苯的H(absorbat)δ7.27，1，4-二甲基苯的芳H(absorbat)δ7.05.而乙炔和其它端炔的质子由于离域的π电子的屏蔽效应在高场吸收。如果仅考虑C在不同杂化态的相对电负性，与C相连的质子应当有如下顺序

8、：(lowfieldstrength)sp