八有机波谱分析.ppt

* 5 * 5 * 13 * 14 High resolution mass spectrometry If we have no empirical formula it is difficult to assign a molecular formula to a molecular ion?? Eg a molecular ion at m/z= 72 could be C4H8O, C3H4O2 or C3H8N2?? The mass of the major isotopes of each element is known to high accuracy isotope Atomic mass 12C 12.0000 1H 1.0078 14N 14.0031 16O 15.9949 High resolution mass spectrometry The different possibilities may be distinguished using high resolution mass spectrometry Molecular formula M (low resolution) M (high esolution) C4H8O 72 72.0573 C3H4O2 72 72.0210 C3H8N2 72 72.0686 m/z Decane 142 43 57 71 85 99 CH3—CH2—CH2—CH2—CH2—CH2—CH2—CH2—CH2—CH3 Relative intensity 100 80 60 40 20 0 20 40 60 80 100 120 Alkanes undergo extensive fragmentation Propylbenzene fragments mostly at the benzylic position 20 40 60 80 100 120 m/z Relative intensity 120 91 CH2—CH2CH3 100 80 60 40 20 0 * 2 * 6 * 6 * 4 * 6 * 7 * 2 * 2 * 2 * 2 * 8 * 8 * 8 * 8 * 8 * 8 * 8 * 8 * 8 * 8 * 8 * 2 * 3 * 4 * 5 * 5 * 5 * 5 ν= 辐射频率与外加磁场强度的关系 若固定磁场强度，可求出共振所需的辐射频率——固定磁场扫频。 若固定辐射频率，可求出共振所需的磁场强度——固定辐射频率扫场。 核磁共振的两种操作方式： 核磁共振仪（固定辐射频率扫场）： 将样品置于强磁场内，通过辐射频率发生器产生固定频率的辐射，同时在扫描线圈通入直流电使总磁场强度稍有增加（扫场）。当磁场强度增加到一定值时： 即辐射能等于两种不同取向自旋的能差，则发生共振吸收。信号被接收、放大并被记录仪记录。 目前常用的仪器有60MHz、90MHz、100MHz、400MHz、 600MHz，兆赫数越大，分辨率越高。 hν = 横坐标：化学位移δ（ppm） 纵坐标：强度 几组峰（确定分子中有几种不同的质子） 峰的位置 峰的强度 每一组峰中有几个小峰 屏蔽效应 独立质子和有机分子中的氢不同，在有机分子中，原子以化学键相连，不可能单独存在，在原子的周围总有电子运动。 在外磁场作用下这些电子可产生诱导电子流，从而产生一个诱导磁场，该磁场方向和外加磁场方向恰好相反。 高磁场 低磁场 有屏蔽 无屏蔽 化学位移 由于氢质子在分子中的环境不同，屏蔽效应不同，它们的共振吸收位置出现在不同磁场强度，用来表示这种不同位置的量叫化学位移 有机分子中有几种质子，在谱图上就出现几组峰。 应用实例 应用实例 –乙酸乙酯 常用核磁共振谱 1H 氢谱 13C 碳谱 8.4 紫外-可见光谱 (UV-VIS) Gives information about conjugated p electron systems Absorption of ultra violet or visible light is associated with excitation of electrons from one molecular orbital to another An UV-visible spectrum can: Indicate the presence of conjugation ‘Fingerprint’ the molecule gaps between electron energy levels are greater than thosebetween vibrational levels g