[理学]有机波谱.ppt

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[理学]有机波谱

第七章 有机化学的波谱方法 第一节 吸收光谱的一般原理 第二节 红外光谱 第三节 核磁共振谱 常用结构分析方法 (1)化学实验法 主要缺点: 实验操作烦琐 实验周期长 需要的样品量大 无法测定某些化合物的精细结构 (2)物理实验法 第一节 吸收光谱的一般原理 一、波长、频率和波数 二、电磁波能量的吸收 光的性质 l n = c c=3 ? 1010cm·s-1 l:波长,单位可用cm n:频率,单位:s-1或Hz n:波数(=1/l),单位:cm-1 E = hn = hc/l E:光子的能量(单位:J/mol) h:普朗克常数,6.62 ? 10-34 不同波谱法的工作频率 第二节 红外光谱 (Infrared Spectrum, IR) 一、基本概念 二、分子的振动 1.伸缩振动n: 2.弯曲振动d: 伸缩振动n:沿键轴方向的键的伸长或缩短的振动 弯曲振动d: 垂直于键轴方向的振动 三、峰数、峰位和峰强 一个有机物分子在IR谱中出现的吸收峰数目是由该分子的振动自由度数目决定的 非线性分子振动自由度数为:3n - 6 线性分子振动自由度数为:3n - 5 n :原子数 三、峰数、峰位和峰强 吸收峰在IR谱中的位置 成键原子的质量越小,吸收峰的波数就越高 键长越短,键能越高,吸收峰的波数也越高 三、峰数、峰位和峰强 吸收峰强度及峰形的表示 vs(very strong) 很强 s( strong) 强 m(medium) 中等 w(weak) 弱 vw(very weak) 很弱 br(broad) 宽峰 sh(sharp) 尖峰 四、主要区段和特征峰 (一)特征谱带区 ——官能团区 4000~1300 cm-1 (二)指纹区 1300~400 cm-1 红外光谱的主要区段 n O-H , n N-H 3750~3000 cm-1 n C-H ~3000~ cm-1 =C-H -C-H n C=O 1900~1650 cm-1 n C=C 1675~1500 cm-1 苯环一般有2~3个吸收峰 ? -CH3 1380 cm-1 n C-O 1300~1000 cm-1 不饱和的C-H面外弯曲振动对鉴别烯烃类型和苯环的取代位置可提供有用的信息 某化合物IR谱中,1700cm-1有一强吸收峰,3020cm-1处有一中强吸收峰,由此可推断该化合物是下列化合物中的哪一种? 练习:根据以下红外数据,试推测该样品的结构特征(类别与官能团) IR:3030,1690,1600,1580,750,700cm-1 另~2720cm-1无吸收 五、红外光谱的解析和应用 (一)解析程序 4O00~1300cm-1的官能团区找出特征吸收峰,确定存在哪种官能团 1300~400cm-1的指纹区,确定化合物的结构类型 (二)应用实例 试根据其IR谱推测以下化合物C8H8O的结构式。 已知某烃,分子式为C9H12,其红外光谱如下图所示,试解析各吸收峰,并推断该化合物的结构。 第二节 核磁共振谱 (Nuclear Magnetic Resonance Spectra NMR) 氢核的核磁共振谱 1HNMR (PMR) 碳-13的核磁共振谱 13CNMR 一、核的自旋和共振 自旋的核在外磁场中有2I+1 种自旋取向 H核的自旋量子数 I=1/2,在外磁场中有(2×1/2)+1=2种自旋取向 1H核的两种不同自旋取向 二、电子屏蔽效应 二、电子屏蔽效应 下列化合物分子中有几种不同化学环境的1H核 CH3-CH3 CH3-CH2-Br CH3-CHBr-CH3

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