大学精品课件：第1章有机化合物波谱解析 .ppt

1、有机化合物波谱解析 Spectroscopic methods in organic chemistry,简介 Brief Introduction 人们通常将紫外光谱，红外光谱，核磁共振波谱，质谱称为“波谱解析”，也有称为有机仪器分析、光谱分析、有机结构解析等。,E = Et + EN + Ei + Ee + Ev + Er 能级的跃迁(energy levels transition),1电磁辐射（电磁波，光） ：以巨大速度通过空间、 不需要任何物质作为传播媒介的一种能量,2电磁辐射的性质：具有波、粒二向性 波动性wave： n = c / l 粒子性particle：,3电磁波谱：电磁辐

2、射按波长顺序排列,能级的跃迁(energy levels transition),MS不是经典意义上的“光谱”,参考书: 光谱解析与有机结构鉴定赵瑶兴，孙祥玉主编， 中国科学技术大学出版社，1992 有机光谱分析 张正行 著, 人民卫生出版社, 2000 有机化合物结构鉴定与有机波谱学 宁永成 编著,科学出版社, 2000 分析化学孙毓庆主编 天然药物化学姚新生主编,第一章 紫外可见光谱法 ,（Ultraviolet and Visible sperctra UV）,紫外可见光谱是由分子中电子能级跃迁产生的,也叫电子光谱,不同价电子跃迁能量图,所需能量最大，波长最短。，小于200nm，在远紫外

3、光区。 如：CH4max=125nm C2H6max=135nm,饱和碳氢化合物的紫外光谱在远紫外光区。,1. * 跃迁,CH3 CH3 N max =227nm(900） CH3,CH3Cl max =173nm(200),CH3OH max =177nm,具有未共用电子对的取代基，例含S，N，O和X等杂原子的饱和有机化合物会发生这类跃迁。实现跃迁需要的能量较 *小，这类化合物一般在紫外光区有吸收，但大部分在远紫外区，例：,2. n * 跃迁,电子由轨道跃迁到*轨道称 *跃迁，所吸收的能量比n *小，峰位约在200nm附近，这种跃迁是强吸收，104 不饱和基团,电子从非键轨道跃迁到*轨道，称

4、为n *跃迁，引起这种跃迁所需能量最小，大部分都在200400nm。近紫外光区有吸收，即有双键，有杂原子的化合物产生n *吸收，不过这种跃迁的 很小，一般小于100，是弱吸收。例：,例： CH3 C O max=280nm 100 CH3,E,n,*,*,4,1,2,*,3,*,C-C,C=C,C=O,C=C-C=C,能级跃迁图,-OH, -NH,吸收带（bands）,1. R吸收带（Radikalartin）：由n*跃迁产生，强度弱 2. K吸收带（Konjugierte）：由*跃迁产生，强度强 3. B吸收带（Benzenoid）：苯环*跃迁产生，230-270nm，中心在254nm处，宽

5、而弱，有精细结构，是苯环的特征吸收 4. E吸收带（Ethylenic）：芳环中碳碳双键*跃迁产生，在184(E1)和203(E2)nm处。,1. 发色团（chromophore） C=C、C=O、COOH、COOR、NO2、N=N、芳基等含有p电子的基团。 2. 助色团（auxochrome） OH、OR、X、NH2、NO2、SH等含有n电子的基团，与发色团相连可使最大吸收波长红移。 3. 红移（red shift ） 最大吸收波长向长波移动。 4. 兰移（blue shift ） 最大吸收波长向短波移动。,有机物紫外吸收光谱,有机化合物的紫外吸收谱带位置可通过经验公式计算出来。 一、饱合烃

6、类化合物 1. 烷烃 跃迁类型：*,2. 含孤立助色团化合物 醇、醚：跃迁类型： *；n* 胺： 跃迁类型： *；n* 吸收带位于真空紫外或远紫外区，吸收较弱。 硝基化合物：跃迁类型： *； *； n* 吸收带： K带； R带 含硫化合物：类似于醇、醚和羰基化合物， 吸收带max较大。,只有一个双键的烯烃，如乙烯，可发生的跃迁 有 *跃迁（在远紫外光区）， *跃迁， 相应的吸收峰仍在远紫外光区。 末端,二、不饱合烃类化合物,例：乙烯中max为165nm，为104左右 CH3CH CHCH3 max为173nm，为104左右 max为176nm，为104左右 （,1 双键： 只有一个双键的化合物

7、,共轭双键化合物(Conjugated dienes),跃迁类型： *；*； (n *) 吸收谱带： K ( R )吸收带 Woodward等人提出了一套计算此类化合物*跃迁的max的方法，可用于确定此类化合物的可能结构。,2 羰基化合物 跃迁类型：*；*；n* 主要吸收带： K带； R带 此类化合物的吸收带中，n*跃迁吸收带 ( R 带 ) 处于近紫外区，但强度很弱，且受外界条件影响较大。,3、芳香族化合物 苯的紫外吸收光谱(The benzene ring) 跃迁类型：* 吸收谱带：E带：E1：184nm(104) E2：203nm(7400) B带(精细结构)：254nm(250),苯,

8、甲苯,苯和甲苯的UV谱(环己烷),单取代苯 使最大吸收谱带红移、强度增大、B带精细结构消失。,取代苯 (Substituted benzene rings),硝基苯(1)、乙酰苯(2)和苯甲酸甲酯(3)的UV谱(庚烷),E2带，B带均发生红移。,紫外吸收光谱的应用,通常只用作辅助手段 1. 确定分子结构 （从可能结构中选择） 通过图谱比较推定,2 发色团的查找 （Searching for a chromophore) 200-800nm 无吸收 饱和有机化合物 200-250nm 强吸收(10000) 共轭双烯、 不饱和醛、酮、酸、酯 250-350nm 中等强吸收(=200-1000) 芳香环 270-350nm 弱吸收(10-200) 醛、酮 250nm 有强吸收 有色化合物(数个发色团共轭),