高教版 有机化学 第六章 有机化合物的波谱分析.ppt

1-己炔 2-己炔 C-H伸缩振动 ＜3000cm-1 C-H弯曲振动 甲基环己烷的红外光谱图 B、2-甲基庚烷 2,2-二甲基己烷 (E)-2-己烯 1-己烯 (Z)-3-己烯 2-甲基-1-丙烯 =C-H伸缩振动 ＞3000cm-1 -C-H伸缩振动 C=C伸缩振动 1670~1640cm-1 环己烯的红外光谱图 C-H弯曲振动 乙苯的红外光谱图 苯环的=C-H 伸缩振动 烷基-C-H 伸缩振动 苯环的骨架振动 1600~1450cm-1 C-H弯曲振动 1-己醇的红外光谱 缔合O-H伸缩振动 3400~3200cm-1 -C-H伸缩振动 苯酚的红外光谱图 缔合O-H伸缩振动 苯环的=C-H 伸缩振动 苯环的骨架振动 戊醛的红外光谱图 -C-H伸缩振动 C=O伸缩振动 醛基的C-H伸缩振动 2820cm-1 2720cm-1 戊酸的红外光谱图 缔合O-H伸缩振动 3300~2500cm-1 C=O伸缩振动 丁酸乙酯的红外光谱 -C-H伸缩振动 C=O伸缩振动 C-O伸缩振动 三、核磁共振谱 (Nuclear Magnetic Resonance, NMR) 1、基本原理 原子核的自旋，自旋量子数I 偶数 偶数 0 无 奇数 偶数 整数 有 原子序数 质量数 I NMR信号 奇数或偶数 奇数 1/2, 3/2, 5/2… 有 核磁共振现象 ?? 核自旋磁矩 ? = ??P = ??hI / 2?（其中，P为自旋角动量，?是磁旋比，h为普朗克常数） ?? 自旋核进动角速度?0 = 2??0 = ??H0（式中，H0为外磁场强度，?0为进动频率） 自旋磁量子数m = I, I-1, I-2...(代表不同的取向或能级，只能有2I +1个能级） l???? 1H的核磁共振 在磁场中，核的能量E = -(m/I)? H0 ? 对于1H核，I = 1/2, m = ?1/2，在磁场H0中有两个不同能级，其能量差 ?E = 2? H0 = h?0 ?? 1H核发生共振的条件 ?射 = ?0 = ?H0 / 2? （?射为外加电磁波的频率） 其它I = 1/2的自旋核的共振 1H 99.98 1.00 13C 1.108 0.016 15N 0.365 0.00104 19F 100 0.834 核 天然丰度(%) 在同一磁场中的相对灵敏度 31P 100 0.066 核磁共振波谱仪：连续波扫描NMR和FT-NMR 二、质子的化学位移 1、 化学位移的起因 化学位移源于核外电子在磁场中运动产生的感应磁场的屏蔽或去屏蔽效应。质子发生核磁共振的真正条件应为： ?射 = ? H有效/ 2? 其中：H有效= H0(1-s) = H0 - H感应 化学位移的表示方法：相对数值(d/ppm) 2、影响化学位移的因素：诱导效应和各向异性效应 诱导效应：电负性大的原子或基团，吸电子能力强，使邻近1H的质子峰移向低场（左侧），反之移向高场（右侧）。 各向异性效应：烯、炔、芳香化合物。 * * 一、有机波谱分析简介 二、红外吸收光谱 三、核谱共振谱 1.常见有机波谱 2.有机四大谱及其特点 3.电磁波谱与有机光谱的对应关系 1.红外吸收光谱的定义 2.分子振动与红外光谱 3.有机化合物基团的特征光谱 4.红外谱图解析 1.核磁共振产生的基本原理 2.化学位移 3.自旋偶合和自旋裂分 4.谱图解析 5.13C 谱简介 1.常见有机波谱 常见有机波谱 2、有机四大谱及其特点 有机四大谱：紫外吸收光谱、红外吸收光谱、 核磁共振谱、质谱 0.01-5mg(与天平精度有关） 0.1-1mg 1-5mg 0.001-0.1mg 2-10万 5-50万 100-1000万 50-500万 3.电磁波谱与有机光谱的对应关系 λ/nm λ/cm-1 1.红外吸收光谱的定义 红外吸收光谱是分子中成键原子振动能级跃迁而产生的吸收光谱，只有引起分子偶极距变化的振动才能产生红外吸收。 二、红外吸收光谱 红外光谱通常以百分透过率T%—波长（或频率）曲线表示 。如： 图 11 甲基环己烷的红外光谱图 2.分子振动与红外光谱 分子的振动与红外光谱： 分子中的原子是靠化学键连接起来的。在室温下，大多数分子处于最低的振动能级和转动能级。当受到光的照射，且光量子的能量等于两振动能级或转动能级之差时： △E=hv=hc/λ h是Planck常数 ，v 频率以赫兹，c光速，λ波长nm、um表示。 分子吸收光量子的能量从基态跃迁到激发态，即分子吸收光量子的能量也是量子化的。 振动方程式： k:力常数，与化学键的