[理学]有机波谱.ppt

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