有机化合物的波谱分析.ppt
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1、第八章,有机化合物的波谱分析,有机化合物的波谱分析,测定有机化合物结构的物理方法 红外光谱、核磁共振、紫外光谱、质谱,特点:用量少、速度快、准确率高,电磁波,能量,波长,只有辐射光的能量正好等于电子的两个能级之差时辐射能才能被吸收分子吸收辐射能是量子化的.即:一个分子只能吸收某些特定波长或频率的辐射.一个分子的吸收光谱与它的结构密切相关。每个有机化合物都有它自己的吸收光谱。,(一)红外光谱(IR),红外光谱图的表示方法红外光谱与分子结构的关系有机化合物的红外光谱,8.1.红外光谱的表示方法,红外光谱(infrared,spectroscopy,简记为IR)是分子吸收红外区光波时,分子中原于的振
2、动能级和转动能级发生跃迁而产生的吸收光谱。,吸收带的位置,形状和相对强度都是定性,定量的依据.,一般,以波数或波长为横坐标,表示吸收带的位置,以透射率(T%)为纵坐标,表示吸收的强度.,光源,样品,检测器,记录仪,红外光谱仪简图,8.2.红外光谱与分子结构的关系 分子振动主要包括键的伸缩振动和键的弯曲振动.伸缩振动:键长发生变化而键角不变,包括:,弯曲振动:键长不变而键角发生变化,包括:,注意:只有使分子的偶极矩发生变化的分子振动才具有红外活性.分子中极性基团的振动,红外吸收显著.相同的官能团或相同的键型往往具有相同的红外吸收特征频率.同一种化学键或官能团在不同的有机化合物中,其红外特征吸收是
3、有差别的。同一化合物中某个基团的红外吸收峰出现的位置(波数),会因试样的状态、测试条件、溶剂极性等因素的变化而呈现一定的差异。,倍频区,官能团特征区,指纹区,8.3.有机化合物的红外光谱 烷烃:,28503000 cm-1 C-H 伸缩振动 14501470-1-CH3 CH2-剪式弯曲振动 13701380 1 CH3-平面摇摆弯曲振动(注意分裂峰)720725-1-CH2-平面摇摆弯曲振动(n=4),2850,1470,1370,720,13701380 1 处CH3-平面摇摆弯曲振动分裂峰:,烯烃:,Csp2-H伸缩振动 30103100 cm-1 C=C伸缩振动 16201680 cm
4、-1=C-H平面外弯曲振动 7001000 cm-1,炔烃:,Csp-H伸缩振动 33103300cm-1 CC伸缩振动 21002140 cm-1 C-H平面外弯曲振动 600700 cm-1非末端炔烃:21002140 cm-1 弱,完全对称则无此峰.,比较,芳烃:,单环芳经的环上C=C键的伸缩振动:1600 cm-1、1580 cm-1、1500cm-1和1450 cm-1苯环上C-H键伸缩振动:30l03110 cm-1C-H键的面外弯曲振动:690900 cm-1,16503000 cm-1(泛频),取代情况,C=O:1700cm-1,其它:,红外光谱应用:(1)确证两个化合物是否相
5、同。(2)确定一个化合物中是否存在某一特殊键或官能团,推测结构:,(二)核磁共振谱(NMR),核磁共振的原理屏蔽效应和化学位移自旋偶合和自旋裂分有机化合物的核磁共振谱(1HNMR),核磁共振谱 是由具有磁矩的原子核,受辐射而发生跃迁所形成的吸收光谱。质子磁共振谱(PMR)氢原子核(即质子 1H)的 核磁共振谱,也称 1HNMR谱。,原子序数或质量数为奇数的原子核,其自旋可产生磁矩。在磁场中,质子自旋产生的磁矩有两种取向:与外加磁场方向一致或相反.,8.4 核磁共振的基本原理,质子磁矩的两种取向相当于两个能级 反磁取向能量高,顺磁取向能量低这两种取向的能级差与外加磁场强度成正比:,r磁旋比;质子
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