有机四大谱学习.pptx

《有机四大谱学习.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《有机四大谱学习.pptx（56页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、1.1.常常见有机波有机波谱常常见有有机机波波谱第1页/共56页2 2、有机四大、有机四大谱及其特点及其特点有机四大有机四大谱：紫外吸收光：紫外吸收光谱、红外吸收光外吸收光谱、核磁共振核磁共振谱、质谱(与天平精度有关）1-5mg2-10万5-50万100-1000万50-500万第2页/共56页3.3.电磁波磁波谱与有机光与有机光谱的的对应关系关系/nm/nm/cm/cm-1-1第3页/共56页1.1.红外吸收光外吸收光谱的定的定义红外吸收光外吸收光谱是分子中成是分子中成键原子振原子振动能能级跃迁而迁而产生的吸收光生的吸收光谱，只有引起分，只有引起分子偶极距子偶极距变化的振化的振动才能才能产生

2、生红外吸收。外吸收。二、二、红外吸收光外吸收光谱第4页/共56页2.2.分子振分子振动与与红外光外光谱振动方程式：k:k:力常数，与化学力常数，与化学键的的强度有关（度有关（键长越短，越短，键能越小，能越小，k k越大）越大）m m1 1和和m m2 2分分别为化学化学键所所连的两个原子的的两个原子的质量，量，单位位为克克即：化学即：化学键的振的振动频率（率（红外吸收峰的外吸收峰的频率）与率）与键强度成正比，与成度成正比，与成键原子原子质量成量成反比反比。第5页/共56页亚甲基的振甲基的振动模式：模式：第6页/共56页3.3.有机化合物基有机化合物基团的特征的特征频率率第7页/共56页第8页/

3、共56页(1)(1)特征特征频率区：率区：红外光外光谱中中40004000-1-1300cm300cm-1-1的高的高频区称区称为特征特征频率区。主要是率区。主要是X-HX-H、三三键()()及双及双键（C=C,C=O,C=C)C=C,C=O,C=C)的伸的伸缩振振动。(2)(2)指指纹区：区：红外光外光谱的的1000cm1000cm-1-1 650cm650cm-1-1的低的低频区称区称为指指纹区。区。主要是各种主要是各种单键（C-N,C-O,C-C)C-N,C-O,C-C)的伸的伸缩振振动及各种弯曲振及各种弯曲振动的吸收峰。的吸收峰。(3)(3)相关峰：相关峰：习惯上把同一官能上把同一官能

4、团的不同振的不同振动方式方式而而产生的生的红外吸收峰称外吸收峰称为相关峰。如甲相关峰。如甲 基基(-CH(-CH3 3)2960cm2960cm-1-1(asas)，2870cm2870cm-1-1(s s)，1470cm1470cm-1-1 、1380cm1380cm-1-1 (C-HC-H剪式及面内剪式及面内摇摆)。A.A.红外外谱图解析解析基基础知知识4.4.红外外谱图解析解析第9页/共56页(4)(4)已知物的已知物的鉴定：若被定：若被测物的物的IRIR与已知物的与已知物的谱峰位置和相峰位置和相对强度完全一致，度完全一致，则可确可确认为一种物一种物质（注意（注意仪器的灵敏度及器的灵敏度

5、及H H2 2O O的干的干扰）。(5)(5)未知物的未知物的鉴定：可推断定：可推断简单化合物的化合物的结构。构。对复复杂的化合物，需要的化合物，需要UVUV、NMRNMR、MSMS的数据的数据第10页/共56页5、红外光谱图(IR)官能团区：40001400cm-1,伸缩振动引起，谱带比较简单，特征性强。3700-2500cm-12500-1900cm-11900-1400cm-1C-H-CC-C=CN-H-CNC=OO-H-C=C=OC=NS-H-N=C=O第11页/共56页指纹区：1400600cm-1,由C-C,C-O,C-X伸缩振动及力常数小的弯曲振动引起，光谱复杂。1）红外谱带的影

6、响因素：成键原子杂化方式电子效应第12页/共56页氢键作用：一般使谱带移向低波数，且变宽。第13页/共56页2）、红外谱图中的基团特征（吸收）谱带l烷烃：CH伸缩振动2940cm-1和2860cm-1CH面内弯曲1460（不对称）和1380（对称）-(CH2)n-(n=4)一般在720cm-1处有特征峰（弱）第14页/共56页l烯烃：=CH伸缩振动3100-3000cm-1C=C伸缩振动1650cm-1(强度与分子对称性有关)=CH面外弯折1000-600cm-1(强，位置与分子对称性有关）第15页/共56页第16页/共56页炔烃：CH伸缩振动3300cm-1（尖锐峰）CC伸缩振动2300-2

7、100cm-1(强度与分子对称性有关)CH面外弯曲振动700-600cm-1第17页/共56页第18页/共56页芳香结构：CH伸缩振动3100-3000cm-1单 核 芳 环 骨 架 C=C伸 缩 振 动 1600、1580、1500、1450cm-1(强度与分子对称性有关)CH面外弯折900-690cm-1及起其倍频峰(形状、位置与取代基位置有关)第19页/共56页第20页/共56页醇、醚OH伸缩振动：固态、液膜3300-3400cm-1,宽带。非极性溶剂稀溶液：3600cm-1，有时伴随缔合峰。醚类COC伸缩：1100-1250cm-1,不易辨识。第21页/共56页胺、铵盐：胺的NH伸缩振

8、动：3300-3500cm-1，一般呈双峰（as和s），芳胺吸收强度较大。其它振动（C-N伸缩，N-H弯折）不易判别。第22页/共56页羰基化合物：C=O伸缩振动1620-1850cm-1，强度大。第23页/共56页第24页/共56页A.A.正辛正辛烷6、红外光谱解析举例：第25页/共56页B B、2-2-甲基庚甲基庚烷第26页/共56页2,2-2,2-二甲基己二甲基己烷第27页/共56页(E)-2-(E)-2-己己烯第28页/共56页1-1-己己烯第29页/共56页(Z)-3-(Z)-3-己己烯第30页/共56页2-2-甲基甲基-1-1-丙丙烯第31页/共56页1-己炔己炔第32页/共56页

9、2-己炔己炔第33页/共56页三、核磁共振谱(NuclearMagneticResonance,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INMR信号奇数或偶数奇数1/2,3/2,5/2有第34页/共56页核磁共振现象核自旋磁矩=P=hI/2（其中，P为自旋角动量，为自旋角动量，是磁旋比，h为普朗克常数）自旋核进动角速度自旋核进动角速度 0=20=H0（式中，H0为外磁场强度，为外磁场强度，0 0为进动频率）为进动频率）自旋磁量子数自旋磁量子数m=I,I-1,I-2.(代表不同的取向或能级，只能有代表不同的取向或能级，只能有2I+1个能级）l1H的核

10、磁共振在磁场中，核的能量E=-(m/I)H0 对于对于1H核核，I=1/2,m=1/2，在磁场在磁场H0中有两个不同能级，其能量差中有两个不同能级，其能量差 E=2 H0=h 01H核发生共振的条件核发生共振的条件 射=0=H0/2（射为外加电磁波的频率）第35页/共56页第36页/共56页其它I=1/2的自旋核的共振1H99.981.0013C1.1080.01615N0.3650.0010419F1000.834核天然丰度(%)在同一磁场中的相对灵敏度31P1000.066第37页/共56页核磁共振波谱仪：连续波扫描NMR和FT-NMR第38页/共56页二、质子的化学位移1、化学位移的起因

11、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 其中其中：H有效=H0(1-s s)=H0-H感应第39页/共56页化学位移的表示方法：相对数值(/ppm)第40页/共56页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。第41页/共56页第42页/共56页氢键、：去屏蔽作用，醇、酸、b-二酮、酰胺等。第43页/共56页活泼质子交换：一般导致峰加宽、活泼质子化学位移不定第44页/共56页温度及溶

12、剂第45页/共56页3、积分强度：用于确定分子中各种不同质子的数目4、自旋裂分及自旋偶合化学等价：分子中两个相同的质子处于相同的化学环境时，两者被称为化学等价。化学等价的质子具有相同的化学位移。第46页/共56页与不对称碳相连的CH2的两个质子化学不等价；有些质子等价与否受条件限制。第47页/共56页相邻质子间在外磁场存在下的相互作用称为自旋偶合。因自旋偶合引起的谱线裂分或增多称为自旋裂分。第48页/共56页l自旋偶合的起因：外磁场作用下邻近质子自旋取向（磁偶极子）不同而产生的加强或削弱外磁场的效果。自旋偶合通过成键电子传递，一般传递距离不超过3个s键（p体系除外）。第49页/共56页偶合常数

13、(J)：表示自旋偶合作用的强弱，与外磁场的强度无关，单位Hz。两个相互偶合的质子间的偶合常数相同，即Jab=Jba。自旋裂分的规律：n+1规则（一级图谱），n 为邻近等性质子的数目，各峰强度基本满足二项式各向系数比(二重峰1:1，三重峰1:2:1，四重峰1:3:3:1，五重峰1:4:6:4:1，七重峰1:6:15:20:15:6:1)。第50页/共56页第51页/共56页第52页/共56页n+1规则的扩展：被裂分质子附近有两组不同的质子时，理论上裂分峰数为(n+1)(n+1)（与偶合常数大小有关）。第53页/共56页三、1H-NMR谱的解析及应用l根据分子式计算，不饱和度=(2+2n4+n3-n1)/2。l检查谱图，排除杂质峰（溶剂峰）、旋转边带等。根据积分曲线计算各组峰的质子数，参考化学位移和裂分情况判断各基团类型及相互连接方式。第54页/共56页第55页/共56页感谢您的观看！第56页/共56页