有机化学 第七章 有机化合物的波谱分析ppt课件.ppt

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1、第七章有机化合物的波谱分析(一)概述(二)红外光谱(InfraredSpectroscopy,IR)(三)核磁共振(NuclearMagneticResonanceSpectroscopy)(四)紫外光谱(UltraVoiletSpectroscopy)(五)质谱(MassSpecrometry)(一)概述(1)结构表征的方法(2)波谱过程(3)不饱和度(U)(一)概述研究或鉴定一个有机化合物的结构，需对该化合物进行结构表征。其基本程序如下：分离提纯→物理常数测定→元素分析→确定分子式→确定其可能的构造式(结构表征)

2、。(参见P11-12)(1)结构表征的方法2种方法：化学法和波谱法。传统方法：(化学法)①元素定性、定量分析及相对分子质量测定——分子式；②官能团试验及衍生物制备——分子中所含官能团及部分结构片断；③将部分结构片断拼凑——完整结构；④查阅文献，对照标准样，验证分析结果。化学表征法的特点和缺点特点：需要较多试样（半微量分析，用样量为10－100mg），大量的时间（吗啡碱，1805－1952年），熟练的实验技巧，高超的智慧和坚韧不拔的精神。缺点：①分子有时重排，导致错误结论；②＊C及－C＝C－的构型确定困难。波谱法①质谱

3、（最好用元素分析仪验证）——分子式；②各种谱图（UV、IR、NMR、MS）——官能团及部分结构片断；③拼凑——完整结构；④标准谱图——确认。光谱法的特点特点：样品用量少（<30mg），不损坏样品（质谱除外），分析速度快，对*C及－C＝C－的构型确定比较方便。光谱法已成为有机结构分析的常规方法。但是化学方法仍不可少，它与光谱法相辅相成，相互补充，互为佐证。(2)波谱过程波谱过程可表示为：分子运动能级用电磁波照射有机分子时，分子便会吸收那些与分子内的能级差相当的电磁波，引起分子振动、转动或电子运动能级跃迁，即分子可选择性

4、地吸收电磁波使分子内能提高。用仪器记录分子对不同波长的电磁波的吸收情况，就可得到光谱。电磁波波长越短，频率越快，能量越高。200－800nm:引起电子运动能级跃迁，得到紫外及可见光谱；2.5-25μm:引起分子振、转能级跃迁，得到红外光谱；60-600MHz:核在外加磁场中取向能级跃迁，得到核磁共振谱。(3)不饱和度（U）当一个化合物衍变为相应的烃后，与其同碳的饱和开链烃比较，每缺少2个氢为1个不饱和度。所以：一个双键的不饱和度为1，一个叁键的不饱和度为2，一个环的不饱和度为1，一个苯环的不饱和度为4。例如：U的计算

5、：实际上，O、S并不影响化合物的不饱和度。例：C8H14U＝2C7H8U＝4C3H7NOU＝1C5H10OU＝1C4H5ClU=2C8H8O2U=5(二)红外光谱(IR)(1)红外光谱的基本原理(2)红外光谱的一般特征(3)红外图谱的解析(二)红外光谱（InfraredSpectroscopy,IR）红外光谱就是当红外光照射有机物时，用仪器记录下来的吸收情况（被吸收光的波长及强度等）。红外线可分为三个区域：红外光谱法主要讨论有机物对中红区的吸收。(1)IR的基本原理(甲)分子振动与红外光谱(乙)分子振动的类型(丙)

6、红外吸收峰产生的条件(1)IR的基本原理分子的近似机械模型——弹簧连接小球。分子的振动可用Hooke’srule来描述：红外光谱中，频率常用波数表示。波数——每厘米中振动的次数。波数与波长互为倒数。(1cm=104μm)(1)(甲)分子振动与红外光谱若将频率采用波数表示，Hooke’srule则可表示为：(2)式中：k—化学键的力常数；m—成键原子的质量。不同分子的结构不同，化学键的力常数不同，成键原子的质量不同，导致振动频率不同。用红外光照射有机分子，样品将选择性地吸收那些与其振动频率相匹配的波段，从而产生红外光谱

7、。讨论：①键能↑，k↑，则ν或σ↑。例如：键的类型C≡CC=CC―CK/1010N•cm-112～188～124～6σ/cm-12100～22601620～1680700～1200②成键原子的质量m1或m2↓，则ν或σ↑。例如：化学键C―HC―NC―Oσ/cm-12853～29601180～13601080～1300(乙)分子振动的类型分子的振动类型有两大类：伸缩振动（ν）：只改变键长，不改变键角；波数较高。弯曲振动（δ）：只改变键角，不改变键长；波数较低。(丙)红外吸收峰产生的条件必要条件：辐射光的频率与分子振动的

8、频率相当。充分条件：振动过程中能够改变分子偶极矩！所以，分子对称性高者，其IR谱图简单；分子对称性低者，其IR谱图复杂；例2：CS2、CCl4等对称分子的IR谱图特别简单，可用作IR溶剂。例1：一般情况下，一张红外光谱图有5~30个吸收峰。(2)红外光谱的一般特征横坐标：波长/λ或波数/cm-1。红外谱图有等波长及等波数两种，对照标准谱图时应注