[医学]有机化合物的波谱分析.ppt

第七章 有机化合物的波谱分析 (一) 概述 (二) 红外光谱 (Infrared Spectroscopy,IR) (三) 核磁共振 (Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy) (四 ) 紫外光谱 (Ultra Voilet Spectroscopy) (五) 质谱 (Mass Specrometry) (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)。(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（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 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： (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（Infrared Spectroscopy,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： (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) 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’s rule来描述： 讨论： ①键能↑，k↑，则ν或σ↑。例如： (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； (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意。 纵坐标：吸光度A或透光率T。 红外吸收峰的强度和形状常用下列符号表示： 红外谱图一般以1300cm-1为界： 4000～1300cm-1：官能团区，用于官能团鉴定； 1300～650cm-1：指纹区，用于鉴别两化合物是否相同。 官能团区吸收峰大多由成键原子的伸缩振动而产生，与整个分子的关系不大，不同化合物中的相同官能团的出峰位置相对固定，可用于确定分子中含有哪些官能团。 指纹区吸收峰大多与整个分子的结构密切相关，不同分子的指纹区吸收不同，就象不同的人有不同的指纹，可鉴别两个化