有机分析 第二版课件 教学课件 作者 丁敬敏 赵连俊 主编Ch2有机化合物光谱和波谱分析-2.6.ppt

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1、Ch2：有机化合物光谱和波谱分析§2.6波谱综合解析紫外光谱应用红外谱图解析红外谱图解析的基本步骤：鉴定已知化合物：1.观察特征频率区：判断官能团，以确定所属化合物的类型。2.观察指纹区：进一步确定基团的结合方式。3.对照标准谱图验证。测定未知化合物：1.准备性工作：了解试样的来源、纯度、熔点、沸点等；经元素分析确定实验式；有条件时可有MS谱测定相对分子量，确定分子式；根据分子式计算不饱和度，其经验公式为：Ω=1+n4+1/2（n3–n1）式中：Ω—代表不饱和度；n1、n3、n4分别代表分子中一价、三价和四价原子的数目。双键和饱和环状结构的Ω为1、三键为2、苯环为

2、4。2.按鉴定已知化合物的程序解析谱图。谱图解析示例：1.烷烃：1.2853～2962cm-1C—H伸缩振动；2.1460cm-1、1380cm-1C—H（—CH3、—CH2）面内弯曲振动3.723cm-1C—H[—(CH2)n—,n≥4]平面摇摆振动；若n＜4吸收峰将出现在734～743cm-1处。2.烯烃1.3030cm-1=C—H伸缩振动；2.C—H伸缩振动；3.1625cm-1C＝C伸缩振动；4.C—H（—CH3、—CH2）面内弯曲振动；二者的明显差异：1.C＝C双键的伸缩振动吸收峰：顺式—1650cm-1。反式—与CH3、CH2的弯曲振动接近。2.＝C－

3、H的平面弯曲振动吸收峰位置：顺式—700cm-1；反式—965cm-1。1、决定质子数目的方法吸收峰的峰面积，可用自动积分仪对峰面积进行自动积分，画出一个阶梯式的积分曲线。峰面积的大小与质子数目成正比。峰面积高度之比=质子个数之比。核磁共振一个化合物究竟有几组吸收峰，取决于分子中H核的化学环境。有几种不同类型的H核，就有几组吸收峰。例如：低分辨率谱图2、共振吸收峰（信号）的数目3、偶合常数每组吸收峰内各峰之间的距离，称为偶合常数，以Jab表示。下标ab表示相互偶合的磁不等性H核的种类。偶合常数的单位用Hz表示。偶合常数的大小与外加磁场强度、使用仪器的频率无关。值得

4、注意的是：自旋偶合与相互作用的两个H核的相对位置有关，当相隔单键数≤3时，可以发生自旋偶合，相隔三个以上单键，J值趋于0，即不发生偶合。磁等性H核之间不发生自旋裂分。如CH3—CH3只有一个单峰。4、谱图解析（1）一张谱图可以向我们提供关于有机分子结构的如下信息1.由吸收峰的组数，可以判断有几种不同类型的H核；2.由峰的强度（峰面积或积分曲线高度），可以判断各类H的相对数目；3.由峰的裂分数目，可以判断相邻H核的数目；4.由峰的化学位移（δ值），可以判断各类型H所处的化学环境；5.由裂分峰的外形或偶合常数，可以判断哪种类型H是相邻的。（2）分子式为C3H60的某化

5、合物的核磁共振谱如下，试确定其结构。谱图上只有一个单峰，说明分子中所有氢核的化学环境完全相同。结合分子式可断定该化合物为丙酮。3.某化合物的分子式为C3H7Cl，其NMR谱图如下图所示：试推断该化合物的结构。解：由分子式可知，该化合物是一个饱和化合物；(1)有三组吸收峰，说明有三种不同类型的H核；(2)该化合物有七个氢，有积分曲线的阶高可知a、b、c各组吸收峰的质子数分别为3、2、2；(3)由化学位移值可知：Ha的共振信号在高场区，其屏蔽效应最大，该氢核离Cl原子最远；而Hc的屏蔽效应最小，该氢核离Cl原子最近。结论：该化合物的结构应为：由谱图可知：MS的应用一、

6、分子式的确定1、利用同位素的丰度推导分子式（1）分子中氯、溴元素的识别氯、溴均有A+2的同位素，因而出现M+2峰。如果分子中只有一个卤素原子，则M与M+2的峰强度比为3：1和1：1。如分子中含有多个卤素原子，则间隔两个质量数的质谱峰强度比为（a+b)n的展开式各项之比。a和b分别是两种同位素的丰度比。如分子中既有氯也有溴，则用（a+b)n（c+d)m来计算。（2）分子中硫、硅元素的识别硫、硅也有A+2的同位素，但丰度较低，分别为4.2和3.4。其原子数目可用下式计算（取整数）：（3）分子中碳原子数目的确定碳有13C同位素，其丰度为1.1%，是A+1类同位素中丰度最

7、大的，且碳是组成有机化合物最基本的元素。分子中碳原子数越多，13C出现的几率越高，M+1峰的高度也越高。2、利用Beynon表查阅可能的分子式Beynon等利用同位素丰度以及M、M+1、M+2离子峰的丰度比计算出可能的分子式（只含C、H、O、N），制成Beynon表。二、分子结构的推测根据分子式和质谱图推测分子结构1、根据分子式计算不饱和度n1、n3、n4分别是分子中一、三、四价元素原子的数目。C2H5NO、C6H6、C8H8O、C9H10O2、C8H19N2、根据质谱图确定分子量3、研究质谱图的概貌，判断分子离子的稳定性4、根据重要的低质量离子推测物质的类型5、

8、与标准物质