有机化学：有机化合物的波谱分析(6H).ppt
第一节第一节 电磁波与分子吸收光谱电磁波与分子吸收光谱第二节第二节 红外光谱红外光谱第三节第三节 核磁共振谱核磁共振谱第七章第七章 有机化合物的波谱分析有机化合物的波谱分析 测定有机化合物的方法有两种，即化学方法和测定有机化合物的方法有两种，即化学方法和物理方法。随着科学技术的不断发展，近三、四十物理方法。随着科学技术的不断发展，近三、四十年来研究有机化合物的结构，主要采用以各种新型年来研究有机化合物的结构，主要采用以各种新型精密仪器为手段的物理方法，该法的优点有：精密仪器为手段的物理方法，该法的优点有：l 样品用量少（一般在样品用量少（一般在35mg，有的在微克级有的在微克级）；）；l 测定时间短；测定时间短；l 操作方法简便；操作方法简便；l 测定结果准确性高（测定结果准确性高（质谱法误差质谱法误差10-9）。）。四谱：四谱：紫外光谱（简称紫外光谱（简称UV）（Ultraviolet Spectroscopy）红外光谱红外光谱（简称（简称IR）（Infrared Spectroscopy）核磁共振谱核磁共振谱（简称（简称NMR）（Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy）质谱（简称质谱（简称MS）（Mass Spectroscopy）光光是是电电磁磁波波，又又称称电电磁磁辐辐射射，具具有有波波、粒粒二二象象性性。它它的的区区域域范范围围很很广广，可可从从波波长长极极短短的的宇宇宙宙射线到波长较长的无线电波，见表射线到波长较长的无线电波，见表7-1所示。所示。第一节第一节 电磁波与分子吸收光谱电磁波与分子吸收光谱一、电磁波一、电磁波表表7-1 7-1 电磁波谱表电磁波谱表-频率，单位：赫（频率，单位：赫（Hz）或）或s-1；-波长，单位：厘米（波长，单位：厘米（cm）;c-电磁波传播的速度，即电磁波传播的速度，即光速光速=2.99791010cm/s。1、光的频率与波长的关系光的频率与波长的关系 频率的另一种表示方法是用波数（频率的另一种表示方法是用波数（，单位：，单位：cm-1）。问：问：波长为波长为300nm300nm的光，其波数是多少？的光，其波数是多少？每一种波长的电磁波辐射时都伴随着产生能每一种波长的电磁波辐射时都伴随着产生能量，而且该量，而且该能量是量子化的。能量是量子化的。h-普朗克常数（普朗克常数（6.62610-34J.s）2、电磁波的能量、电磁波的能量二、分子吸收光谱二、分子吸收光谱 分子吸收辐射，会引起原子的转动、振动，或分子吸收辐射，会引起原子的转动、振动，或激发电子从低能级跃迁到高能级。但分子吸收辐射激发电子从低能级跃迁到高能级。但分子吸收辐射并非都是有效的，它们须遵循量子化，并非都是有效的，它们须遵循量子化，即电磁波辐即电磁波辐射的能量恰好等于两个能级之间的能量差（射的能量恰好等于两个能级之间的能量差（）时，分子吸收才是有效的。时，分子吸收才是有效的。所以，对某一分子来说，它只能吸收某一特定所以，对某一分子来说，它只能吸收某一特定频率的辐射能量。频率的辐射能量。如吸收的能量引起分子中价电子跃迁而产生的如吸收的能量引起分子中价电子跃迁而产生的吸收光谱叫做吸收光谱叫做紫外光谱紫外光谱。如吸收的能量如吸收的能量引起分子中成键原子振动能级的引起分子中成键原子振动能级的跃迁而产生的光谱，叫做跃迁而产生的光谱，叫做红外光谱红外光谱。如吸收的能量如吸收的能量引起分子中核自旋能级跃迁而产引起分子中核自旋能级跃迁而产生的光谱叫做生的光谱叫做核磁共振谱核磁共振谱。第二节第二节 红外光谱红外光谱 分子所吸收的光能引起分子中成键原子振动能分子所吸收的光能引起分子中成键原子振动能级的跃迁级的跃迁，其吸收波长大多位于，其吸收波长大多位于2.525m（波数（波数4000400cm-1）内，属中红外区域，故称为红外）内，属中红外区域，故称为红外光谱。光谱。红外光谱法是测定有机化合物的重要物理方红外光谱法是测定有机化合物的重要物理方法之一。它可用于分子中所含官能团的鉴定，亦可法之一。它可用于分子中所含官能团的鉴定，亦可进行组分纯度分析及某些理论研究，还可与其它物进行组分纯度分析及某些理论研究，还可与其它物理方法配合来推断未知物分子的结构。理方法配合来推断未知物分子的结构。红外光谱仪系列红外光谱仪系列WGH-30AWGH-30A双光束红外分光光度计（天津）双光束红外分光光度计（天津）DigilabDigilab傅立叶变换红外光谱仪傅立叶变换红外光谱仪便携式傅立叶红外便携式傅立叶红外(TransportKit)(TransportKit)分析仪分析仪傅立叶变换近红外（傅立叶变换近红外（FT-NIRFT-NIR）光谱仪）光谱仪智能傅立叶红外智能傅立叶红外(Nicolet 380)(Nicolet 380)光谱仪光谱仪智能傅立叶红外智能傅立叶红外(Nicolet 5700-8700)(Nicolet 5700-8700)光谱仪光谱仪红外光谱法的优点红外光谱法的优点1、气态、液态、固态样品均可进行测定。、气态、液态、固态样品均可进行测定。2、每种有机化合物均有红外吸收，故从、每种有机化合物均有红外吸收，故从IR谱图谱图中可获得丰富的信息；中可获得丰富的信息；3、相对核磁、质谱而言，红外光谱仪价格低廉，、相对核磁、质谱而言，红外光谱仪价格低廉，易于购置；易于购置；4、样品用量少。较为高级的红外光谱仪用样品量、样品用量少。较为高级的红外光谱仪用样品量可减少到微克数量级。可减少到微克数量级。l 伸缩振动伸缩振动成键原子沿着键轴的伸长或缩短成键原子沿着键轴的伸长或缩短（键长发生改变，键角不变）。（键长发生改变，键角不变）。对称伸缩振动（对称伸缩振动（s s）一、基本原理一、基本原理1 1、分子的振动类型、分子的振动类型不对称伸缩振动（不对称伸缩振动（asas）l 弯曲振动弯曲振动引起键角改变的振动。引起键角改变的振动。剪式振动剪式振动平面摇摆平面摇摆非平面摇摆非平面摇摆非平面振动非平面振动面内弯曲面内弯曲面外弯曲面外弯曲+-+分子的振动遵守胡克定律。分子的振动遵守胡克定律。一个化学键的振动频率或振动波数与化学键的一个化学键的振动频率或振动波数与化学键的强度（键的力常数：强度（键的力常数：K）及振动原子的质量（）及振动原子的质量（m1和和m2）有关，它们的）有关，它们的关系式如下：关系式如下：2、振动频率和红外吸收、振动频率和红外吸收折合质量折合质量或或 红外光谱图以波长（或波数）为横坐标来表示红外光谱图以波长（或波数）为横坐标来表示吸收带的位置，以透射百分率（吸收带的位置，以透射百分率（T%T%）为纵坐标来表）为纵坐标来表示吸收强度。例如，示吸收强度。例如，2-丁醇的红外光谱图如下：丁醇的红外光谱图如下：二、红外光谱图的表示方法二、红外光谱图的表示方法 通常将红外光谱谱带分三个区域。通常将红外光谱谱带分三个区域。l 高频区（高频区（40002000cm-1）：主要是由化学键和）：主要是由化学键和官能团的伸缩振动所产生，故称为特征吸收峰。官能团的伸缩振动所产生，故称为特征吸收峰。l 低频区（低频区（20001400cm-1）：也主要是由化学键）：也主要是由化学键和官能团的伸缩振动和弯曲振动所产生。和官能团的伸缩振动和弯曲振动所产生。l 指纹区（指纹区（1400650cm-1）：该区域红外吸收峰密）：该区域红外吸收峰密集而复杂，就像人的指纹一样，故称为集而复杂，就像人的指纹一样，故称为指纹区指纹区。三、有机物基团的特征吸收三、有机物基团的特征吸收300020001000X-H伸缩振动伸缩振动(X:C,N,O,S)三键三键累积双键累积双键 双键双键伸缩振动伸缩振动其它伸缩振动，其它伸缩振动，弯曲振动弯曲振动游离游离OH3600缔合缔合OH3300-NH233003500-NHR-C C-H 3300C=C-H2960,CH32925,CH228702850-CHO2820,2720-SH26002550-C-H2885-C N2240-C C-2220-C C-H 2120C=O 1715C=C 1630苯环苯环1600158015001460-NO21550 1370 1460 1380-CH31470-CH2-C-O-C13001020C-OH伯伯仲仲叔叔酚酚苯苯指指纹纹区区COOH3000苯苯环环的的组组合合频频峰峰和和面面外外弯弯曲曲振振动动峰峰谱谱带带770730 强强710690 强强770735 强强810750 强强710690 中中833810 强强780760 强强745705 中中885870 中中825805 强强865810 强强730675 强强峰的强度峰的强度烯烃弯曲振动特征吸收频率烯烃弯曲振动特征吸收频率化合物化合物=CH/cm-1峰的强度峰的强度RCH=CH2995985920905强强强强R2C=CH2900880强强顺顺-RCH=CHR730675弱且宽弱且宽反反-RCH=CHR980960强强四、测定方法四、测定方法 1、液体：一般采用盐片法测定。、液体：一般采用盐片法测定。2、气体：通常用气体槽来测定。、气体：通常用气体槽来测定。3、固体：通常是将固体制成糊状、压成薄片或者、固体：通常是将固体制成糊状、压成薄片或者配成溶液进行测定。配成溶液进行测定。石腊糊法：以石腊油为分散剂，把固体样品磨成石腊糊法：以石腊油为分散剂，把固体样品磨成糊状后进行测定。糊状后进行测定。压盐片法压盐片法 溶液法：常用的溶剂有四氯化碳、二硫化碳和氯溶液法：常用的溶剂有四氯化碳、二硫化碳和氯仿等。仿等。五、红外光谱图的解析五、红外光谱图的解析1、不饱和度（、不饱和度（Degree of unsaturation）的计算）的计算 2、找出谱图中各基团的特征吸收峰、找出谱图中各基团的特征吸收峰 主要针对强吸收峰进行解析。主要针对强吸收峰进行解析。3、结合其它信息，最终确定分子结构、结合其它信息，最终确定分子结构 通常要结合化学方法和其它物理方法所获得的通常要结合化学方法和其它物理方法所获得的信息，再进行综合解析。信息，再进行综合解析。图图7-1 7-1 癸烷的红外光谱图癸烷的红外光谱图IR：2960,2930,2860,1460,1380,720cm-1图图7-2 2,2-7-2 2,2-二甲基戊烷的红外光谱图二甲基戊烷的红外光谱图IR：2960,2890,1480,1400,1370,740cm-1图图7-3 7-3 1-1-甲基环己烯甲基环己烯的红外光谱图的红外光谱图IR：3040,2930,2830,1680,1450,1380,800cm-1图图7-4 7-4 -蒎烯蒎烯的红外光谱图的红外光谱图IR：3080,2910,2880,1650,1460,1390,1370,870cm-1图图7-5 1-7-5 1-己炔的红外光谱图己炔的红外光谱图IR：3305,2960,2880,2120,1470,1440,1380,640cm-1图图7-6 2-7-6 2-己炔的红外光谱图己炔的红外光谱图IR：2970,2880,1460,1390,1350cm-1图图7-7 7-7 乙苯的红外光谱图乙苯的红外光谱图IR：3020,2970,2940,2880,1605,1500,1460,1380,750,700cm-1图图7-8 7-8 苯胺的红外光谱图苯胺的红外光谱图IR：3430,3360,3200,3050,1620,1600,1500,1460,1310,1280,760,690cm-1图图7-9 2-7-9 2-溴苯酚的红外光谱图溴苯酚的红外光谱图IR：3500,3080,1600,1480,1350,1300,840,750,660cm-1图图7-10 4-7-10 4-氯苯乙酮的红外光谱图氯苯乙酮的红外光谱图IR：3060,3000,2217,1690,1600,1490,1430,1400,1370,1260,840,760cm-1图图7-11 2-7-11 2-丁醇的红外光谱图丁醇的红外光谱图IR：3350,2960,2880,1460,1380,1110cm-1图图7-12 2-7-12 2-氯苯甲醚的红外光谱图氯苯甲醚的红外光谱图IR：3060,3005,2945,2840,1595,1490,1300,1070,750,690cm-1图图7-13 2-7-13 2-甲基丁醛的红外光谱图甲基丁醛的红外光谱图IR：2970,2890,2800,2705,1730,1460,1380cm-1图图7-14 7-14 丙烯醛的红外光谱图丙烯醛的红外光谱图IR：3060,2805,2770,2700,1700,1620,1420,1380,1160cm-1图图7-16 2-7-16 2-己酮的红外光谱图己酮的红外光谱图IR：2970,2880,1720,1470,1360,1450,1380,1180cm-1图图7-17 2-7-17 2-甲基甲基-2-2-环戊烯酮的红外光谱图环戊烯酮的红外光谱图IR：2920,2860,1700,1640,1450,1410,1380,1330,1070cm-1图图7-18 2-7-18 2-氯苯甲酸的红外光谱图氯苯甲酸的红外光谱图IR：2920,2870,1695,1600,1460,1410,1380,745cm-1图图7-19 7-19 乙酰氯的红外光谱图乙酰氯的红外光谱图IR：3010,2940,1805,1420,1370,1100cm-1图图7-20 7-20 丙酸酐的红外光谱图丙酸酐的红外光谱图IR：2995,2950,2890,1815,1760,1470,1420,1360,1050cm-1图图7-21 7-21 乙酸乙烯酯的红外光谱图乙酸乙烯酯的红外光谱图IR：3100,1760,1650,1440,1380,1220,1150cm-1图图7-22 7-22 丙酰胺的红外光谱图丙酰胺的红外光谱图IR：3360,3200,2920,2860,1660,1470,1420,1300,1150cm-1图图7-23 7-23 丙烯腈的红外光谱图丙烯腈的红外光谱图IR：3080,2220,1610,1420,1607,1100,960cm-1课堂练习课堂练习例例1、分子式、分子式C6H14，红外光谱如下，推导其结构。，红外光谱如下，推导其结构。IR：2970,2890,1465,1380cm-1答案：答案：例例2、分子、分子C8H7N，红外光谱如下，推导其结构。，红外光谱如下，推导其结构。IR：3040,2930,2217,1607,1508,1450,1380,817cm-1答案：答案：例例3、分子式、分子式C8H7BrO，红外光谱如下，推导其结构。，红外光谱如下，推导其结构。IR：3060,3005,1690,1580,1480,1430,1260,790cm-1答案：答案：例例4、一挥发性的无色液体，经元素分析的结果为、一挥发性的无色液体，经元素分析的结果为C占占91.4%，H占占8.7%，它的红外光谱图中的主要吸收，它的红外光谱图中的主要吸收峰有：峰有：3030、2921、2870、1630、1500、1460、1380、725、694cm-1。试推导其结构。试推导其结构。解：解：由题意得，由题意得，故分子式为故分子式为C7H8，其，其4，表明可能，表明可能为为一芳一芳烃烃。由由3030、1630、1500、1460cm-1的吸收的吸收证明存在芳明存在芳环，由，由2921、2870、1380cm-1的吸收的吸收证明存在明存在烷基，基，由由725、694cm-1的吸收表明的吸收表明为单取代。因此，取代。因此，该化化合物合物为甲苯。甲苯。第三节第三节 核磁共振谱核磁共振谱 分子所吸收的光能导致分子中核自旋能级跃迁分子所吸收的光能导致分子中核自旋能级跃迁而产生的光谱叫做核磁共振谱。从原则上说，凡是而产生的光谱叫做核磁共振谱。从原则上说，凡是核自旋量子数不等于零的原子核，如核自旋量子数不等于零的原子核，如1H、13C、15N、19F、35Cl、37Cl等，都可发生核磁共振。等，都可发生核磁共振。今天核磁共振技术已成为鉴定有机化合物结构今天核磁共振技术已成为鉴定有机化合物结构及研究化学动力学等的极为重要的手段。及研究化学动力学等的极为重要的手段。NMR 氢谱（氢谱（PMR）提供分子中不同种类提供分子中不同种类氢原子的情报。氢原子的情报。碳谱（碳谱（CMR）利用碳同位素利用碳同位素13C来测定来测定分子中有多少不同的碳分子中有多少不同的碳原子以及对称性的判断。原子以及对称性的判断。AVANCE 900AVANCE 900兆核磁共振波谱仪兆核磁共振波谱仪核磁共振波谱仪（日本产）核磁共振波谱仪（日本产）美国美国VarianVarian核磁共振波谱仪核磁共振波谱仪 分子中的质子可以自旋而分子中的质子可以自旋而产生磁矩，在无外磁场时，磁产生磁矩，在无外磁场时，磁矩取向是紊乱的。但在外磁场矩取向是紊乱的。但在外磁场中，磁矩有两种取向。一种是取向方向与外磁场中，磁矩有两种取向。一种是取向方向与外磁场方向平行（即方向平行（即ms=+1/2），定为低能级（低能态），定为低能级（低能态）；另一种是；另一种是取向方向与外磁场方向相反取向方向与外磁场方向相反（即（即ms=-1/2），定为高能级（高能态）。），定为高能级（高能态）。在电磁辐射下，低能态的质子有可能跃迁到在电磁辐射下，低能态的质子有可能跃迁到高能态，而且这种跃迁是量子化的。高能态，而且这种跃迁是量子化的。一、基本原理一、基本原理 当辐射能恰好等于质子从低能态跃迁到高能态时当辐射能恰好等于质子从低能态跃迁到高能态时所需要的能量，质子会产生信号，反映到图谱上即为所需要的能量，质子会产生信号，反映到图谱上即为核磁共振。在实际操作中，核磁共振。在实际操作中，若固定若固定B B0 0，改变，改变，叫扫频；，叫扫频；或固定或固定，改变，改变B B0 0，叫扫场，现在多用扫场方法得到，叫扫场，现在多用扫场方法得到谱图。谱图。图图7-24 质子自旋能级的裂分示意图质子自旋能级的裂分示意图二、二、核磁共振仪核磁共振仪1、工作原理示意图、工作原理示意图2、核磁共振谱图、核磁共振谱图图图7-25 CH7-25 CH3 3CHCH2 2OHOH的的PMRPMR谱示意图（低分辨率）谱示意图（低分辨率）三、三、PMRPMR信号数目、等价质子和不等价质子信号数目、等价质子和不等价质子 在有机物分子中，具有相同化学环境的质子叫做在有机物分子中，具有相同化学环境的质子叫做等价质子，它们在相同的外磁场磁感应强度下发生共等价质子，它们在相同的外磁场磁感应强度下发生共振吸收，只有一个信号。具有不同化学环境的质子叫振吸收，只有一个信号。具有不同化学环境的质子叫做不等价质子，它们在不同的外磁场磁感应强度下发做不等价质子，它们在不同的外磁场磁感应强度下发生共振吸收，出现不同的信号。例如：生共振吸收，出现不同的信号。例如：化合物化合物CH3CH2OHCH3CHClCH3CH3CH=CH2PMRPMR信号信号数目数目三个三个二个二个四个四个四、化学位移四、化学位移1 1、屏蔽效应和去屏蔽效应、屏蔽效应和去屏蔽效应 由于电子产生的感应磁场对由于电子产生的感应磁场对外外加磁场的抵消作用称为加磁场的抵消作用称为屏蔽效应屏蔽效应。当电子产生的感应磁场与外磁场方向相同时，当电子产生的感应磁场与外磁场方向相同时，质子实际上感受到的有效磁场应是外磁场强度加上质子实际上感受到的有效磁场应是外磁场强度加上感应磁场强度。这种作用称感应磁场强度。这种作用称去屏蔽效应去屏蔽效应。图图7-26 7-26 不同不同 电子产生屏蔽效应示意图电子产生屏蔽效应示意图2、化学位移化学位移 分子中各种不等价氢，在不同分子中各种不等价氢，在不同B B0 0下发生核磁共振，下发生核磁共振，会给出不同的吸收信号。这些不同信号之间的差距称会给出不同的吸收信号。这些不同信号之间的差距称为为化学位移化学位移。为了便于比较，一般采用。为了便于比较，一般采用标准化合物标准化合物（如四甲基硅烷：（如四甲基硅烷：MeMe4 4Si,TMSSi,TMS）为信号原点，测出某）为信号原点，测出某氢与原点的距离，这就是该氢的化学位移值。由此可氢与原点的距离，这就是该氢的化学位移值。由此可用来鉴别或测定有机化合物的结构。用来鉴别或测定有机化合物的结构。化学位移值通常用化学位移值通常用（单位：（单位：ppmppm）来表示，其）来表示，其表达式为：表达式为：表表7-2 7-2 不同质子的化学位移不同质子的化学位移质质子子类类型型/ppm质质子子类类型型/ppmR-CH30.9Ar-H7.31.0R2CH21.3RCH2-X34R3CH1.5O-CH33.60.3=CHCH31.70.1-OH0.55.5 CCH31.80.1-COCH32.20.2Ar-CH32.30.1R-CHO9.80.3=CH24.56R-COOH110.1 CH23-NH20.54.0影响化学位移的因素：影响化学位移的因素：电负性的影响：电负性较大的原子或基团，可使临电负性的影响：电负性较大的原子或基团，可使临近质子周围的电子云密度降低，屏蔽效应也会随之近质子周围的电子云密度降低，屏蔽效应也会随之降低，这样质子共振信号将移向低场。降低，这样质子共振信号将移向低场。磁各向异性效应：构成化学键的电子，在外加磁场磁各向异性效应：构成化学键的电子，在外加磁场作用下，产生各向异性的磁场，使处于化学键不同作用下，产生各向异性的磁场，使处于化学键不同空间位置上的质子受到不同的屏蔽作用，即磁各向空间位置上的质子受到不同的屏蔽作用，即磁各向异性。例如，丙烯分子中异性。例如，丙烯分子中C C1 1上的两个质子虽连在同上的两个质子虽连在同一碳原子上，但因磁各向异性不同，为不同质子。一碳原子上，但因磁各向异性不同，为不同质子。五、峰面积与氢原子数目五、峰面积与氢原子数目 在核磁共振谱图中，每一组吸收峰都代表一种氢。在核磁共振谱图中，每一组吸收峰都代表一种氢。每种共振峰所包含的面积是不同的，其面积之比恰好每种共振峰所包含的面积是不同的，其面积之比恰好是各种氢原子数之比。如乙醇的是各种氢原子数之比。如乙醇的PMRPMR谱图：谱图：六、峰的裂分和自旋偶合六、峰的裂分和自旋偶合 使吸收峰分裂增多的现象称为峰的裂分。例如，使吸收峰分裂增多的现象称为峰的裂分。例如，乙醚的裂分图如下：乙醚的裂分图如下：1 1、峰的裂分、峰的裂分2、自旋偶合、自旋偶合 由于邻近不等性质子自旋的相互干扰（也称偶由于邻近不等性质子自旋的相互干扰（也称偶合）而分裂成几重峰的现象称为自旋偶合。合）而分裂成几重峰的现象称为自旋偶合。偶合后偶合后的多重峰中，相邻两个峰之间的距离称为偶合常数的多重峰中，相邻两个峰之间的距离称为偶合常数（Jab）。例如，氯乙烷的）。例如，氯乙烷的PMR谱图如下：谱图如下：高度（或强度）比高度（或强度）比1 1：2 2：1 1高度（或强度）比高度（或强度）比1 1：3 3：3 3：1 1自旋偶合分析自旋偶合分析l(n+1)规律规律:n-相邻等性质子的数目相邻等性质子的数目 适用范围：相邻碳原子只有一种等性质子。适用范围：相邻碳原子只有一种等性质子。l(n+1)(n+1)(n+1)规律规律：n、n、n-分别为不等性质子的数目分别为不等性质子的数目 适用范围：相邻碳原子上有几种不等性质子。适用范围：相邻碳原子上有几种不等性质子。l活泼质子不参与自旋偶合活泼质子不参与自旋偶合l峰的相对强度峰的相对强度：为：为(a+b)m m 展开式各系数之比。展开式各系数之比。3、裂分峰的数目、裂分峰的数目 邻近氢原子之间的自旋偶合使峰产生裂分，裂邻近氢原子之间的自旋偶合使峰产生裂分，裂分后峰的数目及峰面积比具有一定的规律性。分后峰的数目及峰面积比具有一定的规律性。2-2-氯丙烷氯丙烷乙醇乙醇课堂练习课堂练习1 1、试判断下列有机物分子含有几类氢，各形成几重峰？、试判断下列有机物分子含有几类氢，各形成几重峰？1-1-氯丙烷氯丙烷3-3-甲基甲基-1-1-溴丁烷溴丁烷4、化学等同和磁等同、化学等同和磁等同4.1 化学等同质子化学等同质子 处于相同化学环境的质子，称为化学等同质子，处于相同化学环境的质子，称为化学等同质子，具有相同的化学位移。判别化学等同质子的方法如具有相同的化学位移。判别化学等同质子的方法如下：下：异丁烯异丁烯=Ha、Hb是化学等同的。是化学等同的。有三种化学等同的质子有三种化学等同的质子有二种化学等同的质子有二种化学等同的质子Hc、Hd为化学不等同的质子为化学不等同的质子Ha、Hb为化学不等同的质子为化学不等同的质子4.2 磁等同质子磁等同质子 如果两个质子化学等同，且对组外任何一个质如果两个质子化学等同，且对组外任何一个质子核的偶合作用强度相同（即偶合常数值相同），子核的偶合作用强度相同（即偶合常数值相同），则这两个质子是磁等同的。例如：则这两个质子是磁等同的。例如：HaHa与与HbHb为磁等同为磁等同 HaHa与与HbHb为磁不等同为磁不等同 H H1 1与与H H2 2,H,H3 3与与H H4 4为磁不等同为磁不等同 七、核磁共振谱图解析七、核磁共振谱图解析 核磁共振谱要比红外光谱有用的多。核磁共振谱要比红外光谱有用的多。PMR谱图解析时，首先看谱图中有几组峰以谱图解析时，首先看谱图中有几组峰以确定化合物有几种氢，再由各组峰的积分面积以确定化合物有几种氢，再由各组峰的积分面积以确定各种氢核的数目，然后根据化学位移判断氢确定各种氢核的数目，然后根据化学位移判断氢核化学环境，最后根据裂分情况和偶合常数以确核化学环境，最后根据裂分情况和偶合常数以确定各组质子之间的相互关系。对于复杂的未知物定各组质子之间的相互关系。对于复杂的未知物而言，常常还需借助而言，常常还需借助IR、UV、MS、元素分析等、元素分析等物理方法，以及必要的化学方法，综合推导出被物理方法，以及必要的化学方法，综合推导出被测物的结构。测物的结构。图图7-27 7-27 乙苯的乙苯的1 1HNMRHNMR图谱图谱图图7-28 7-28 苯乙炔的苯乙炔的1 1HNMRHNMR图谱图谱图图7-29 7-29 苯乙烯的苯乙烯的1 1HNMRHNMR图谱图谱图图7-30 7-30 苯甲醚的苯甲醚的1 1HNMRHNMR图谱图谱图图7-31 7-31 硝基苯的硝基苯的1 1HNMRHNMR图谱图谱课堂练习课堂练习1、从以下数据推测化合物的结构。从以下数据推测化合物的结构。实验式：实验式：C3H6ONMR：1.2（6H）单峰、）单峰、2.2（3H）单峰、）单峰、2.6（2H）单峰、）单峰、4.0（1H）单峰。）单峰。IR：在：在1700cm-1及及3400cm-1处有吸收。处有吸收。答案：答案：2、用、用1mol丙烷和丙烷和2mol氯气进行游离基氯化反应时，氯气进行游离基氯化反应时，生成氯化物混合物，小心分馏得到四种二氯丙烷生成氯化物混合物，小心分馏得到四种二氯丙烷A、B、C、D。从这四种异构体的核磁共振谱的数据，推定。从这四种异构体的核磁共振谱的数据，推定A、B、C、D的结构。的结构。化合物化合物A A：2.4（6H）单峰）单峰（bp69）化合物化合物B B：1.2（3H）三重峰、）三重峰、1.9（2H）多重峰、）多重峰、5.8（1H）三重峰）三重峰（bp88）化合物化合物C C：1.4（3H）二重峰、）二重峰、3.8（2H）二重峰、）二重峰、4.3（1H）多重峰）多重峰（bp96）化合物化合物D D：2.2（2H）五重峰、）五重峰、3.7（4H）三重峰）三重峰（bp120）答案：答案：本章小结本章小结 1、电磁波与分子吸收光谱的基础知识、电磁波与分子吸收光谱的基础知识2、红外光谱原理及其谱图解析、红外光谱原理及其谱图解析3、核磁共振谱原理及其谱图解析、核磁共振谱原理及其谱图解析4、对波数和化学位移的影响因素、对波数和化学位移的影响因素作业：作业：第一次第一次 P315-316习题（二）习题（二）第二次第二次 P315-316习题（四）习题（四），（五），（五）
