有機化合物的譜圖解析-預(yù)覽頁

　

【正文】 有波粒二相性。過 去，主要依靠化學方法進行有機化合物的結(jié)構(gòu)測定，其 缺點是：費時、費力、費錢，試劑的消耗量大。 有機化合物的結(jié)果表征 有機化合物的結(jié)構(gòu)與吸收光譜 紅外光譜 一、紅外光譜的表示方法 二、分子振動與紅外光譜 三、有機化合物基團的特征頻率 四、紅外譜圖解析 核磁共振譜 一、基本原理 二、化學位移 三、影響化學位移的因素 四、決定原子數(shù)目的方法 五、共振吸收峰（信號）的數(shù)目 六、自旋偶合與自旋裂分 七、偶合常數(shù) 八、譜圖解析 有機化合物的結(jié)構(gòu)表征 【 本章重點 】 紅外光譜、核磁共振譜。 前 言： 有機化合物的結(jié)構(gòu)表征（即測定） —— 從分子水平 認識物質(zhì)的基本手段，是有機化學的重要組成部分。 它不僅可以研究分子的結(jié)構(gòu)，而且還能探索到分子間各種集聚態(tài)的結(jié)構(gòu)構(gòu)型和構(gòu)象的狀況，對人類所面臨的生命科學、材料科學的發(fā)展，是極其重要的。 由此可見， λ與 E， ν成反比，即 λ↓， ν↑（每秒 的振動次數(shù) ↑）， E↑。 T↓ ，表明吸收的 越好，故曲線低谷表示是一個好的吸收帶。 H― C≡ C―H 、 R― C≡ C―R ，其 C≡ C（三鍵）振動 也不能引起紅外吸收。ν 振 為化學鍵的振動頻 率。 2. 振動過程中必須是能引起分子偶極矩變化的分子才能產(chǎn)生紅外吸收光譜。 (3)Y＝ Z雙鍵伸縮振動區(qū)： 1600～ 1800 cm1， 主要是： C＝ O、 C＝ N、 C＝ C等雙 鍵。 ： 進一步確定基團的結(jié)合方式。 。 2.＝ C－ H的平面彎曲振動吸收峰位置： 順式 —700cm1； 反式 —965cm1。 C＝ O（羰基）吸收峰的位置與其鄰近基團有關(guān)，若 羰基與雙鍵共軛，吸收 峰將向低波數(shù)區(qū)位移。 2. C—O—C伸縮振動： 1300～ 1050cm1（強吸收）。② 已知化合物的鑒定 (1)用標準試樣對照。 未知物結(jié)構(gòu)分析的一般步驟如下： ① 了解與試樣性質(zhì)有關(guān)的其他資料 了解來源 元素分析的結(jié)果 相對分子質(zhì)量 熔點、沸點等物理性質(zhì)和有關(guān)的化學性質(zhì) 由元素分析結(jié)果和相對分子質(zhì)量推算出分子式 計算不飽和度： 21 134 nnn ?????規(guī)定： 雙鍵 (C=C、 C=O)、飽和環(huán)狀結(jié)構(gòu)： Ω=1； 叁鍵 (C≡C)： Ω=2；苯環(huán)： Ω=4。 ② 試樣的制備和紅外光譜的制作 ☆ 被分析的試樣應(yīng)該是純物質(zhì) ☆ 純物質(zhì)可以通過對試祥進行分離和精制的方法 (如分餾、萃取、重結(jié)晶、層析等 )得到 ☆ 根據(jù)試樣的性質(zhì)，按照試驗條件制作紅外光譜圖 ③ 譜圖的解析 ★ 首先觀察官能團區(qū)，解析第一強吸收峰屬于何種基團的特征吸收峰。然后解析第二強峰及其相關(guān)峰。 解： (1)根據(jù)分子式計算不飽和度： Ω＝ 1+8+(08)/2＝ 5 (2)圖譜解析 苯環(huán)及 CH3的 C— H伸縮振動 C=O的伸縮振動。 H 0旋 進 軌 道自 旋 軸自 旋 的 質(zhì) 子?? 2)1(hII ?? I＝ 0、 1/ 1…… I = 0， ρ =0， 無自旋，不能產(chǎn)生自旋角動量，不會 產(chǎn)生共振信號。 即 ： H 核 在 外 場 有 兩 個 自 旋 方 向 相 反 的 取 向 。 它的某個特定能級狀態(tài)（用 磁量子數(shù) ms表示）。H 39。 實驗證明： 在 相同 的頻率 照射下 ， 化學環(huán)境不同的質(zhì)子 將在不同的 磁場強度處出現(xiàn)吸 收峰 。 這樣， H 核的實際感受到的磁場強度為： )1(39。 為什么選用 TMS(四甲基硅烷 )作為 標準物質(zhì) ? (1)屏蔽效應(yīng) ↑ ，共振信號在高場區(qū)（ δ 值規(guī)定為 0），絕大多數(shù)吸收峰均出現(xiàn)在它的左邊。非 常 小 ， 只 有外 加 磁 場 的 百 萬 分 之 幾 ，為 方 便 起 見 ， 故 1 0 6核磁共振儀所使用的固定頻率 δ 值是一個負值，為方便起見，去掉負號。 (1)電負性的影響： 元素的 電負性 ↑ ，通過誘導(dǎo)效應(yīng)，使 H核的 核外電子 云密度 ↓ ，屏蔽效應(yīng) ↓ ， 共振信號 → 低場。 練習 ： 苯環(huán)上 H質(zhì)子的共振信號應(yīng)出現(xiàn)在高場區(qū)還是低 場區(qū)？為什么？ 小結(jié) ： 四 、 決定質(zhì)子數(shù)目的方法 吸收峰的峰面積，可用自動積分儀對峰面積進行自 動積分，畫出一個階梯式的積分曲線。 有幾種不同類型的 H核，就有幾組吸收峰。 由自旋偶合引起的 譜線 增多 的現(xiàn)象，叫做自旋裂分。相 當 于 增 加 兩 個 方 向 相 反 的 小 磁 場 ， 它們 對 的 影 響 相 互 抵 消 ，H aH0處 出 現(xiàn) 。下標 ab表示相互偶合的磁不等性 H核的種類。 磁等性 H核之間不發(fā)生自旋裂分。 譜圖上只有一個單峰，說明分子中所有氫核的化學 環(huán)境完全相同。 結(jié)論 ： 該化合物的結(jié)構(gòu)應(yīng)為： C H 3 C H 2 C H 2 C la b c4. 根據(jù)給出的分子式、 IR、 NMR數(shù)據(jù)，推測化合物的結(jié)構(gòu)式。 (1)根據(jù)分子式計算不飽和度： Ω＝ 1+8+(010)/2＝ 4 (2)檢視紅外光譜： 3300~3400 應(yīng)屬 OH 3030左右 應(yīng)屬苯環(huán)中 — CH 1600,1500左右應(yīng)屬芳環(huán) 1050左右應(yīng)屬 CO (3)推測結(jié)構(gòu)為 C H 2 C H 2 O H(4)檢視 NMR譜圖 ，質(zhì)子數(shù)為 2，有可能形成 CH2CH2， 原因估計是自旋耦合 ，質(zhì)子數(shù)為 5，估計應(yīng)是苯環(huán) ，質(zhì)子數(shù)為 1，估計應(yīng)是 OH,而且可以肯定分子中不含酚 （ 5）檢視質(zhì)譜圖，發(fā)現(xiàn)與推測吻合，所以該物質(zhì)應(yīng)是 C H 2 C H 2 O H