高等有机化学基础-1

1、教教 材材： 高等有机化学基础高等有机化学基础 第三版第三版 荣国斌荣国斌 编著编著授课对象授课对象： 化学系应用化学专业本科三年级学生化学系应用化学专业本科三年级学生aoc_Password:ECUST2012有机化合物的波谱综合分析有机化合物的波谱综合分析实际问题：医药配方每一种每一种“有效成分有效成分”的化学结构是怎样的？为什么能有一定的药效？的化学结构是怎样的？为什么能有一定的药效？发现、分离得到一个天然产物发现、分离得到一个天然产物合成一个新的有机化合物合成一个新的有机化合物该化合物的结构？如何来测定和鉴别有机化合物的结构？如何来测定和鉴别有机化合物的结构？结构与合成设计、预想的一致

2、吗？该化合物的分子式、分子量是怎样的？该化合物的分子式、分子量是怎样的？该化合物分子结构中含有哪些基团？该化合物分子结构中含有哪些基团？这些基团和碳链骨架、基团之间是如何连接的？这些基团和碳链骨架、基团之间是如何连接的？分析得出整个分子结构模型并加以验证分析得出整个分子结构模型并加以验证化学分析方法化学分析方法利用特征化学反应确定利用特征化学反应确定官能团、分子量等等官能团、分子量等等反应多样复杂，样品量多，周期长，误差大，分析困难反应多样复杂，样品量多，周期长，误差大，分析困难仪器分析方法仪器分析方法利用现代先进分析仪器利用现代先进分析仪器得出分子结构信息，准得出分子结构信息，准确确定整个分

3、子结构确确定整个分子结构不需化学反应，样品量少，周期短，误差小，分析简单不需化学反应，样品量少，周期短，误差小，分析简单质谱（质谱（MS，Mass Spectrometry）核磁共振波谱（核磁共振波谱（NMR，Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy） 核磁共振氢谱（1H NMR） 核磁共振碳谱（13C NMR）红外吸收光谱（红外吸收光谱（IR，Infra-Red Absorption Spectroscopy）紫外吸收光谱（紫外吸收光谱（UV，Ultra-Violet Absorption Spectroscopy）某未知有机化合物某未知有机化合物的四谱

4、的四谱谱图如下，求它的结构？谱图如下，求它的结构？实际问题实际问题问题分析步骤问题分析步骤我们必须了解：我们必须了解： 四谱能够提供的信息四谱能够提供的信息化合物的分子量化合物的分子量化合物的化学式化合物的化学式化合物中所含的官能团化合物中所含的官能团化合物的类型化合物的类型化合物中的基团之间的连接次序化合物中的基团之间的连接次序质谱提供的信息质谱提供的信息核磁共振氢谱提供的信息核磁共振氢谱提供的信息化合物中含氢基团的个数化合物中含氢基团的个数化合物中含氢基团的类型化合物中含氢基团的类型核磁共振碳谱提供的信息核磁共振碳谱提供的信息化合物中碳原子的个数化合物中碳原子的个数化合物的类型归属化合物的

5、类型归属红外吸收光谱提供的信息红外吸收光谱提供的信息化合物中所含有的官能团化合物中所含有的官能团某些官能团之间的连接关系某些官能团之间的连接关系紫外吸收光谱提供的信息紫外吸收光谱提供的信息化合物中的共轭体系类型化合物中的共轭体系类型化合物中的生色基团化合物中的生色基团特征频率区特征频率区指纹区指纹区解析红外谱图解析红外谱图“三要素三要素”峰形峰形强度强度位置位置有机化合物是多原子分子，分子振动情况复杂不可能把所有峰都归属于分子内的某种振动一定的官能团总是有一定的特征吸收一定的官能团总是有一定的特征吸收常见基团按六个区进行分析常见基团按六个区进行分析：1. 40002500cm-1： 这是X-H

6、（X=C、N、O、S）伸缩振动区。苯乙醇-OH当分子间当分子间 OH 有缔合时，红外吸有缔合时，红外吸收向较低波数移动（收向较低波数移动（3300 cm-1）附近，峰形宽而钝。附近，峰形宽而钝。伯胺伯胺仲胺仲胺(CH3CH2)3N H+Cl- C-H （烃基）：（烃基）： C-H 键伸缩振动的分界线是键伸缩振动的分界线是 3000 cm-1： 不饱和碳（双键及苯环） 3000 cm-1； 饱和碳（除三元环外） 3000 cm-1处以饱和碳的 C-H 吸收峰的小肩峰的形式出现。 CCH 在3300 cm-1 有很尖锐的吸收峰，不易和其他不饱和 C-H 吸收峰混淆。 饱和C-H不饱和C-H2. 2

7、5002000 cm-1：这是三键和累积双键（CC、CN、CCC、NCO 等）的伸缩振动区，在此区域内，任何小的吸收峰都应引起注意，它们都能提供有关的结构信息。CH3. 20001500 cm-1： 是双键的伸缩振动区，是红外谱图中很重要的区域，其中最重要的是羰基的吸收峰。大部分CO 化合物集中在 16501900 cm-1处，除了羧酸盐等少数情况外，CO 峰都是尖锐或稍宽，其强度都较大，在羰基化合物的红外光谱图中， CO 的吸收一般为最强峰或次强峰。丁酸酐丁酸酐CC出现在 16001680 cm-1，强度中等或较低。倍频峰倍频峰苯环还有苯环还有20001667cm-1 谱带，是谱带，是 C

8、CH H 面外弯曲振动引起，对面外弯曲振动引起，对苯环的取代位置判别有一定帮助。苯环的取代位置判别有一定帮助。4. 15001300cm-1： 苯环（1450、1500cm-1的红外吸收进入此区），杂芳环、硝基的吸收可能进入此区。 此区域主要提供 CH 弯曲振动的信息。CH3 在1380、1460cm-1处同时有吸收，而前一吸收峰发生分叉时表示偕二甲基（两甲基连在同一碳原子上）。-NO2-NO25. 1300910cm-1： 所有的单键伸缩振动、分子骨架、振动频率都所有的单键伸缩振动、分子骨架、振动频率都在这个区域中，部分含在这个区域中，部分含H基团的一些弯曲振动和一基团的一些弯曲振动和一些含重原子的双键（些含重原子的双键（PO、PS等）的伸缩振动频等）的伸缩振动频率也在此区域。率