有机化学 第20章 波谱学简介幻灯片.ppt

Chemistry is a key of science  天 道 酬 勤 20.2.4 影响化学位移的主要因素 （1）诱导效应 临近原子或基团的-I效应使去屏蔽效应增强，故化学位移δ值增大，使信号移向低场。 CH3→F CH3→Cl CH3→Br CH3→CH2Br δ 4.26 3.05 2.68 1.65 CH3—CH2—CH2→Cl (CH3)2—CH→Cl δ 1.05 1.77 3.45 1.51 4.11 （2）各向异性效应（anisotropic effect） 质子因所处的空间位置不同，所引起化学位移δ值变化的现象。 现以芳环、乙烯、乙炔为例分别说明： 例： 图20-8（a）苯环的各向异性效应 从感应磁场的磁力线走向可知：在苯环的中 心及环平面的上下方为屏蔽区，而苯环平面的周 围则处于去屏蔽区，故苯环质子的共振信号移向 较低场（δ7.2）。 例： 从(b)(c)可以看出： 烯氢处于去屏蔽区，δ值移向低场，5左右 炔氢处于屏蔽区， δ值移向相对高场，3附近 醛基氢与烯氢类似，δ为 8～10 ，更低。 为什么？ 图20－8（b）、（c）双键、三键的各向异性效应 （3）氢键和溶剂的影响 一般来讲，形成氢键的质子受到的屏蔽效应小，其化学位移移向低场，且氢键越强,δ值越大。 如：ROH, δ0.5～4.5; ArOH, δ4.5～10; RCOOH,δ9～13 20.2.5 偶合常数与结构的关系 偕偶（同碳偶合） 邻偶（邻碳偶合） 远偶（远距离偶合） 偶合常数依赖于间隔键的数目、类型和立体化学 （1）饱和碳上氢原子间的偶合常数一般在7Hz 左右。 如： （2）偶合核之间的距离增大，偶合常数的绝对 值减小，通常 (3) 偶合核之间夹角的大小可明显影响偶合常 数，通常夹角为900时J最小。 （4)取代芳环上的邻位、间位及对位之间的质子 有不同的J值。 20.2.6 碳谱（carbon spectrum)简介 13C NMR测定的基本原理与1H NMR相同 13C NMR的特点： （1）信号强度小； （2）化学位移范围宽； （3）偶合情况复杂； （4）无积分曲线，峰的高度与碳数无关。 采取的措施: （1）宽带去偶法，消除所有氢对13C的偶合获得有机物 的“骨架”信息。 （2）偏共振去偶、DEPT等技术，识别 “伯、仲、叔、 季”碳原子类型。 例： 图20-9（a） 4-甲基2-戊酮的13C NMR谱图 δ： 219 23 25 30 53 δ219去屏蔽效应最强 δ23 δ30 δ25 δ53 （b） 不同类型的碳原子的有关信息 （b） （a） 表20-3 13C NMR谱中常见碳的化学位移值 碳的类型 δc 碳的类型 δC 碳的类型 δc RCH3 (伯碳) 0～35 RCH2NH2 60～35 RCONHR 160～180 R2CH2(仲碳) 15～45 RCH2OH 40～70 RCOOR 155～175 R3CH(叔碳) 25～60 RCHO 175～205 (RCO)2O 150～175 R4C(季碳) 35～70 R2CO 175～225 RCN 110～130 C＝C(烯烃)110～150 RCOOH 160～185 (R2N)2CO 150～170 C≡C(炔烃) 70～100 苯环 110～175 RCOCl 165～182 20.3 红外光谱(IR) IR给出有机分子中各官能团共价键的信号特征， 利用IR则可了解有关化合物官能团的情况。 图中横坐标为波数cm-1或波长μm；纵坐标为透光率，用 T/%表示。吸收峰呈“谷”形，谷的深度即表示吸收的强度。 常见波数范围落在400cm-1～4000cm-1。 2-戊酮的IR图谱 20.3.2 分子的振动 (1）伸缩振动（streching vibration） υ 改变键长的振 动称伸缩振动 强弱顺序：υas υs 对称υs 不对称υas （2）弯曲振动（bending vibration）? 改变键角的振动 面内（in plane） ?ip 面外（out of plane）?oop 剪式β 摇摆ρ 摇摆ω 扭曲γ 强弱顺序为：υ