2022年有机波谱分析知识点.docx

精选学习资料 - - - - - - - - - 名词解析发色团 chromophoric groups：分子结构中含有 电子的基团称为发色团,它们能产生 *和 n *跃迁从而你呢个在紫外可见光范畴内吸取；助色团 auxochrome ：含有非成键 n 电子的杂原子饱和基团本身不吸取辐射,但当它们与生色团或饱和烃相连时能使该生色团的吸取峰向长波长移动并增强其强度的基团,如羟基、胺基和卤素等；红移 red shift：由于化合物结构发生转变,如发生共轭作用引入助色团及溶剂转变等,使吸取峰向长波方向移动；蓝移 blue shift：化合物结构转变时,或受溶剂的影响使吸取峰向短波方向移动；增色效应 hyperchromic effect 减色效应 hypochromic effect：使吸取强度增加的作用；：使吸取强度减弱的作用；吸取带 ：跃迁类型相同的吸取峰；指纹区（ fingerprint region ）：红外光谱上的低频区通常称指纹区；当分子结构 稍有不同时,该区的吸取就有微小的差异,并显示出分子特点,反映化合物结构 上的微小结构差异；这种情形就像人的指纹一样,因此称为指纹区；指纹区对于 指认结构类似的化合物很有帮忙,而且可以作为化合物存在某种基团的旁证；但 该区中各种官能团的特点频率不具有鲜明的特点性；共轭效应 conjugated effect：又称离域效应,是指由于共轭键的形成而引起分子性质的转变的效应；诱导效应（ Inductive Effects）：一些极性共价键,随着取代基电负性不同,电子云密度发生变化,引起键的振动谱带位移,称为诱导效应；核磁共振 ：原子核的磁共振现象,时才能产生；只有当把原子核置于外加磁场中并满意肯定外在条件化学位移 ：将待测氢核共振峰所在位置与某基准物氢核共振峰所在位置进行比较,其相 对距离称为化学位移；弛豫 : 通过无辐射的释放能量的途径核由高能态向低能态的过程；分子离子 ：有机质谱分析中,化合物分子失去一个电子形成的离子；基峰 ：质谱图中表现为最高丰度离子的峰；自旋偶合 ：是磁性核与邻近磁性核之间的相互作用；是成键电子间接传递的,不影响磁 性核的化学位移；麦氏重排（ McLafferty rearrangement ）：具有不饱和官能团 C=X（ X 为 O、 S、N、 C 等）及其 -H 原子结构的化合物, -H 原子可以通过六元环空间排列的过渡态,向缺电子（C=X+ ）的部位转移,发生 -H 的断裂,同时相伴 C=X 的 键断裂,这种断裂称为麦氏重排；自旋偶合： 是磁性核与邻近磁性核之间的相互作用；是成键电子间接传递的,不影响磁 性核的化学位移；自旋裂分 ：因自旋偶合而引起的谱线增多现象称为自旋裂分；1. 紫外光谱的应用 1. 主要用于判定结构中的共轭系统、结构骨架（如香豆素、黄酮等）2. 确定未知化合物是否含有与某一已知化合物相同的共轭体系；3. 可以确定未知结构中的共轭结构单元；4. 确定构型或构象 5. 测定互变异构现象 2. 分析紫外光谱的几个体会规律1. 在 200800nm区间无吸取峰,结构无共轭双键；,-2.220250nm ,强吸取 max在 1042 104 之间 ,有共轭不饱和键（共轭二烯,不饱和醛、酮）名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 5 页精选学习资料 - - - - - - - - - 3.250290nm ,中等强度吸取 4.250350nm ,中低强度吸取 max 100010000 ,通常有芳香结构； 10 100 ,且 200 nm 以上无其他吸取,就含有带孤对电子的未共轭的发色团； （羰基或共轭羰基）5. 有多个吸取峰,有的在可见区,就结构中可能有长链共轭体系或稠环芳香发色团；如有颜色,就至少有45 个共轭的发色团；K 带红移、 R带紫移,max变化大时,有互6. 利用溶剂效应、 pH 影响：增加溶剂极性：变异构体存在； pH变化：碱化后谱带红移,酸化后又复原,就有酚羟基、烯醇存在；酸 化后谱带紫移,有芳胺存在；2. 红外光谱原理 分子中键的振动频率：分子的固有性质,它随着化学键力常数也随着原子折合质量 的增加而降低 3. 红外光谱在结构解析中的应用 1. 确定官能团 2. 确定立体化学结构的构型 3. 区分构象异构体 4. 区分互变异构体与同分异构体 5. 红外光谱的重要吸取区段波长 m 波数 cm 1 键的振动类型2.7 3.3 37503000 OH, NH K 的增大而增加,同时3.0 3.3 33003000 C H, =CH, CH, ArH 极 少 数 可 到3.3 3.7 30002700 2900cm 1 CH CH3, CH2 , -CHO 4.2 4.9 24002100 CC ,CN ,CCCC 5.3 6.1 19001650 C O 酸、醛、酮、酰胺、酯、酸酐 6.0 6.7 16801500 C C 脂肪族及芳香族 , C N6.8 7.7 14751300 CH 面内 , XY 10.0 15.4 1000650 C C H , Ar H 面外 4.1H-NMR（氢核磁共振）1. 化学位移的定义 2. 常见结构类型的质子化学位移 Ar-H C=CH CH RH CH CH 2 CH 3 7.28 5.28 2.88 1 1.55 1.20 0.87 -COOH -CHO ArOH ROH RNH 2 10 12 9 10 4 8 0.5 5 5. 核磁共振（ NMR spectroscopy ）碳谱（13C-NMR）1. 为结构解析供应的信息 化学位移（ 1250）；辨论率高,谱线简洁,可观看到不含质子基团；驰豫时间对碳谱 是重要参数,可识别季碳,可给出化合物骨架信息；缺点：测定需要样品量多,测定时间长,而吸取强度一般不代表碳原子个数,与种类有关；名师归纳总结 2. 常见一些基团的化学位移值:50-100 第 2 页,共 5 页. 脂肪 C: <50 . 连杂原子C: C-O, C-N, C-S - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - .C -OCH3: 55; . 糖端基 C : 95-105 . 芳香碳 , 烯碳 : 98-160 . 连氧芳碳 : 140-165 .C=O: 168-220 3. 影响化学位移因素 . 碳的杂化方式：sp3 < sp < sp2 . 碳核的电子云密度：电子云密度,高场位移. 取代基的诱导效应和数目：取代基数目 , 影响,诱导效应随相隔键的数目增 加而减弱 ; 随取代基电负性,. 效应 - 旁式 , -gauch ）效应：较大基团对 - 位碳上的氢通过空间有一种挤压作 用,使电子云偏向碳原子, 使碳化学位移向高场移动,这种效应称为 - 效应；其中 -顺效应更强；. 共轭效应：与双键共轭, 原双键端基 C2 ,内侧 C1 ,与羰基共轭 , C=O 的. 分子内部作用：分子内氢键使C=O的6. 质谱在有机化合物结构测定中的应用 1. 测定正确的分子量 2. 推断分子式 3. 已知化合物的结构鉴定 4. 未知化合物的结构鉴定第五章 综合解析（第 1-3 节）1. 综合解析中常用的谱学方法 . 13C-NMR a. 判定碳原子个数及其杂化方式 b. 依据 DEPT谱判定碳原子的类型 c. 依据化学位移值判定羰基的存在与否及其种类 d. 依据化学位移值判定芳香族或烯烃取代基的数目并估计取代基的种类. 1H-NMR a. 依据积分曲线的数值推算结构中质子个数 b. 依据化学位移值判定结构中是否存在羧酸、醛、芳香族、烯烃和炔烃质子c. 依据化学位移值判定结构中与杂原子、不饱和键相连的甲基、与否 d. 依据自旋 - 自旋偶合裂分判定集团的连接情形 e. 依据峰形判定结构中活泼质子的存在与否 .IR a. 判定结构中含氧官能团的存在与否 b. 判定结构中含氮官能团的存在与否 c. 判定结构中芳香环的存在与否 d. 判定结构中烯烃、炔烃的存在与否和双键的类型 .MS a. 依据准分子离子峰判定分子量 b. 判定结构中氯、溴原子的存在与否 c. 判定结构中氮原子的存在与否 d. 简洁的碎片离子可与其他图谱所获得的结构片段进行比较 2. 结构解析的过程 1. 分子式的推断 . 碳原子个数的推断 . 质子个数的推断亚甲基和次甲基的存在名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 5 页精选学习资料 - - - - - - - - - . 氧原子个数的推断 . 氮原子个数的推断 . 卤素存在与否的判定 . 硫、磷存在与否的判定 . 不饱和度的运算 3 试述核磁共振产生的条件是什么？答（ 1）自旋量子数I 0 的原子核,都具有自旋现象,或质量数A或核电荷数二者其一为奇数的原子核,具有自旋现象；（2）自旋量子数 I=1/2 的原子核是电荷在核表面匀称分布的旋转球体,核磁共振 谱线较窄,最相宜于核磁共振检测,是 NMR讨论的主要对象；4 什么是 K 带吸取？什么是 R带？ * 跃迁均为强吸取带, 10 4,称为 K 带吸 答（ 1）共轭非封闭体系烯烃的 收；（2）n *跃迁 max270-300nm, 100, 为禁阻跃迁,吸取带弱,称 1 什么是氮规章？能否依据氮规章判定分子离子峰？R带；答：（ 1）在有机化合物中,不含氮或含偶数氮的化合物,分子量肯定为偶数（单电荷分子离子的质核比为偶数）；含奇数氮的化合物分子量肯定为奇数；反过来,质核比为偶数的单电荷分子离子峰,不含氮或含偶数个氮；（2）可以依据氮规章判定分子离子峰；化合物如不含氮,假定的分子离子峰质核 比为奇数,或化合物只含有奇数个氮,假定的分子离子峰的质核比为偶数,就均不是分子离子峰；5 红外光谱分为哪几个区及各区供应哪些结构信息？答：红外光谱分四个区：（1）第一峰区（ 3700-2500cm-1）：此峰区为 X-H 伸缩振动吸取范畴；X 代表 O,N,C O-H,N-H,C-H 伸缩振 对应于醇、酚、羧酸、胺、亚胺、炔烃、烯烃、芳烃及饱和烃类的 动；（2）其次峰区 2500-1900cm-1 ：三键,累积双键及 B-H,P-H,I-H,Si-H 等键的伸缩振动吸取谱带位于此峰区；谱带为中等强度吸取或弱吸取；（3）第三峰区（ 1900-1500cm-1 ）：双键（包括 C=O,C=C,C=N,N=O等）的伸缩振动谱 带位于此峰区,对于判定双键的存在及双键的类型极为有用；另外,N-H 弯曲振动也位 于此峰区；（4）第四峰区 （1500-400cm-1）：此峰区又称指纹区, X-C 键的伸缩振动及各类弯曲振动位于此峰区；不同结构的同类化合物的红外光谱的差异,在此峰区会显示出来；6何谓化学位移 .它有什么重要性 .在1HNMR中影响化学位移的因素有哪些？答：由于氢核在不同化合物中所处的环境不同,所受到的屏蔽作用也不同,由于屏蔽作用所引起的共振时磁场强度的移动现象称为化学位移由于化学位移的大小与氢核所处的化学环境亲密相关,因此有可能依据化学位移的大小来考虑氢核所处的化学环境,亦即有机物的分子结构特点由于化学位移是由核外电子云密度打算的,因此影响电子云密度的各种因素都会影响化学位移,如与质子相邻近的元素或基团的电负性,各项异性效应,溶剂效应,氢键 等；7 试说明有机化合物的紫外吸取光谱的电子跃迁有哪几种类型及吸取带类型；答：跃迁的类型有：*, n *, *,n * ；150nm,近紫外光谱（1） * 跃迁： *跃迁需要的能量高,对应波长小于观测不到；名师归纳总结 （2）n * 跃迁：含杂原子O,N,S,X 饱和烃的衍生物, 其杂原子未成键电子向 *第 4 页,共 5 页跃迁,其对应波长位于170-180nm,近紫外光谱观测不到；（3） * 跃迁： 电子较易激发；非共轭跃迁,对应波长为160-190nm；共- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 轭跃迁, *能量降低,对应波长增大,红移到近紫外区或可见光区,强度大,称 为 K 带；（4） n * 跃迁：发生在碳原子或其他原子与带有未成键的杂原子形成的化合物 中,如 C=O,C=S,N=O等,跃迁波长位于 270-290nm, 但该跃迁为禁阻跃迁, 显现弱吸取带,称为 R带；13C-NMR,2D-NMR；吸取带类型 : 红外光谱,紫外光谱,核磁共振,质谱；1H-NMR,EI-MS,FAB-MS,ESI-MS；红外光谱：以波长或波数为横坐标,以强度或其他随波长的性质为纵坐标所得到的反映红外射线与物质相互作用的谱图；紫外光谱：紫外光谱是分子中某些价电子吸取了肯定波长的电磁波,由低能级跃近到高能级而产生的一种光谱,也称之为电子光谱；核磁共振： 全旬是核磁共振成像又称自旋成像也称磁共振成像,是磁矩不为零的原子核,在外磁场作用下自旋能级发生塞曼分裂,共振吸取某肯定频率的射频辐射的物理过程；质谱：是一种测量离子荷质比的分析方法,其基本原理是使试样中各组分在离子源中发生电离,生成不同荷质比的带正电荷的离子,经加速电场的作用,形成离子束,进入质量分析器；8 各波谱技术名称和特点： 红外光谱：主要用于检查功能基；紫外光谱：主要用于检查共轭体系或不饱和体系大小；核磁共振光谱：主要用来供应分子中有关氢及碳原子的类型、数目、相互连接方式、四周化学环境,以及构型、构象的结构信息等； 质谱：主要用于检测和确证化合物分子量及主要结构碎片；名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 5 页