现代物理实验方法在有机化学中的应用.ppt

3．相关峰一种基团可以有数种振动形式，每种振动形式都产生一个相应的吸收峰，通常把这些互相依存而又互相可以佐证的吸收峰称为相关峰。确定有机化合物中是否有某种基团，要先看特征峰，再看有无相关峰来确定。第三节红外光谱三、红外光谱与分子结构的关系CH31375cm-1有一特征峰03（弯）1475~1300cm-102例如：C-H（伸）3000~2800cm-101第三节红外光谱三、红外光谱与分子结构的关系分子内部结构的影响A、电子效应的影响吸电子基使吸收峰向高频区域移动，供电子基使吸收峰向低频区域移动。外界因素，如，状态、溶剂极性等影响特征吸收频率（基团吸收位置）的因素C、氢键缔合的影响能形成氢键的基团吸收频率向低频方向移动，且谱带变宽。例如：伯醇-OH的伸缩振动吸收频率01B、成键碳原子的杂化状态02第三节红外光谱四、红外吸收峰的强度01强度决定于振动时偶极矩变化大小。偶极矩变化愈大，吸收强度愈大；偶极矩变化愈小，吸收强度愈小；没有偶极矩变化,则不产生红外吸收。02例：VC=O吸收强度大于VC=C，对称烯、炔等无吸收峰或吸收峰很弱。吸收强度的表示：03vs(ε200)、s(ε=75-200)、m(ε=25-75)、w(ε=5-25)、vw(ε5)。图谱中吸收峰的形状也各不相同，一般分为宽峰、尖峰、肩峰、双峰等类型。在有机化学的学习中，红外谱图通常作为推断结构的一种方法，给出含有哪些基团的重要信息，可按以下几点进行谱图解析：看较强的峰及特征峰，初步确定所含的基团。其他波数区找到官能团存在的确证。合其他测试方法推出分子结构。根据给出的分子式、IR、NMR数据，推测化合物的结构式。分子式：C3H8O；IR：3600~3200cm-1(宽)NMR?H/ppm:1.1(d,6H)，3.8(m,1H)，4(s,1H)根据给出的分子式及IR、NMR主要数据,推测化合物的结构。分子式：C10H12O2；IR：3010，2900，1735，1600，1500cm-1；NMR:1.3(t,3H)，2.4(q,2H)，5.1(s,2H)，7.3(s,5H)第四节核磁共振谱基本知识屏蔽效应和化学位移峰面积与氢原子数目峰的裂分和自旋偶合磁等同和磁不等同质子第四节核磁共振谱从原则上说，凡是自旋量子数不等于零的原子核，都可发生核磁共振。但到目前为止，有实用价值的实际上只有H1，叫氢谱，常用1HNMR表示；13C叫碳谱，常用13CNMR表示。在基础有机化学中，我们仅讨论氢谱。logo1、核的自旋与磁性由于氢原子是带电体，当自旋时，可产生一个磁场，因此，我们可以把一个自旋的原子核看作一块小磁铁。氢的自旋量子数ms为+1/2，-1/2。原子的磁矩在无外磁场影响下，取向是紊乱的，在外磁场中，它的取向是量子化的，只有两种可能的取向。2、核磁共振现象第四节核磁共振谱一、基本知识当ms=+时，如果取向方向与外磁场方向平行，为低能级（低能态）当ms=-时，如果取向方向与外磁场方向相反，则为高能级（高能态）两个能级之差为ΔE：01r为旋核比，一个核常数，h为Planck常数，6.626×10-34J.S。02ΔE与磁场强度（Ho）成正比给处于外磁场的质子辐射一定频率的电磁波，当辐射所提供的能量恰好等于质子两种取向的能量差（ΔE）时，质子就吸收电磁辐射的能量，从低能级跃迁至高能级，这种现象称为核磁共振。3．核磁共振谱仪核磁共振谱的表示方法第四节核磁共振谱二、屏蔽效应和化学位移1．化学位移氢质子（1H）用扫场的方法产生的核磁共振，理论上都在同一磁场强度（Ho）下吸收，只产生一个吸收信号。实际上，分子中各种不同环境下的氢，再不同Ho下发生核磁共振，给出不同的吸收信号。例如，对乙醇进行扫场则出现三种吸收信号，在谱图上就是三个吸收峰。这种由于氢原子在分子中的化学环境不同，因而在不同磁场强度下产生吸收峰,峰与峰之间的差距称为化学位移。屏蔽效应——化学位移产生的原因第四节核磁共振谱二、屏蔽效应和化学位移这种由于电子产生的感应磁场对外加磁场的抵消作用称为屏蔽效应。在有H感应时氢核实受外磁场强度H=Ho-H感应未达到跃迁的能量，不能发生核磁共振。要使氢核发生核磁共振，则外磁场强度必须再加一个H感应即：H共振=Ho+H