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文档简介
1、第四章 炔烃 二烯烃 红外光谱学习要求1 掌握炔烃及二烯烃的命名法。2 掌握炔烃的化学C三C结构,SP杂化。3 掌握炔烃的化学性质:加成反应,三CH反应,碳负离子,酸性,偶合反应。4 掌握共轭二烯烃的反应:1,4加成和1,2加成,离域。5 掌握烷烃、烯烃和炔烃的鉴别、碳原子sp杂化与sp2、sp3杂化的比较6 理解炔烃及二烯烃的物理性质。7 理解丁二烯的分子结构及分子轨道。8 理解速度控制和平衡控制。9 理解共轭效应及超共轭效应。10. 理解红外光谱、紫外光谱的原理。11. 了解红外光谱、紫外光谱在有机物
2、结构测定中的应用。12了解二烯烃的分类。13了解异戊二烯。14. 了解lindear催化剂。计划课时数 6课时重点:炔烃的结构,炔烃的化学性质、制法及应用,共轭二烯烃的结构,共轭二烯烃的性质及制法,共轭效应及其相对强弱,红外光谱原理及应用难点:炔烃的结构与性质、共轭二烯烃的结构和性质、共轭效应及其相对强弱。教学方法 采用多媒体课件、模型和板书相结合的课堂讲授方法。引言 炔烃和二烯烃都是通式为CnH2n-2的不饱和烃,炔烃是分子中含有-CC-的不饱和烃,二烯烃是含有两个碳碳双键的不饱和烃,它们是同分异构体, 但结构不同,性质各异。§4.1 炔烃的命名1)与烯烃相似,将“烯”改为“炔”。
3、例: 1-丁炔 4-甲基-2-丁炔 乙炔基 2-丙炔基2)烯炔(同时含有三键和双键的分子)的命名: (1)选择含有三键和双键的最长碳链为主链。 (2)主链的编号遵循链中双、三键位次最低系列原则。(3)通常使双键具有最小的位次。 1-戊烯-4-炔 3-戊烯-1-炔(不叫2-戊烯-4-炔) 1-甲基-2-(2-丙炔基)-环己烯 4-丁基-2-庚炔§4.2 炔烃的结构最简单的炔烃是乙炔,我们以乙炔来讨论三键的结构。现代物理方法证明,乙炔分子是一个线型分子,分之中四个原子排在一条直线上杂化轨道理论认为三键碳原子既满足8电子结构 结构和碳的四价,又形成直线型分子,故三键碳原子 成键时采用了SP
4、杂化方式 .1 sp杂化轨道杂化后形成两个sp杂化轨道(含1/2 S和1/2 P成分),剩下两个未杂化的P轨道。两个sp杂化轨道成180分布,两个未杂化的P轨道互相垂直,且都垂直于sp杂化轨道轴所在的直线。2 三键的形成 §4.3 炔烃的物理性质炔烃的沸点比对应的烯烃高10-20°C,比重比对应的烯烃稍大,在水里的溶解度也比烷和烯烃大些。§4.4 炔烃的化学性质4.4.1三键碳上氢原子的微弱酸性三键碳上的氢原子具有微弱酸性(pKa=25),可被金属取代,生成炔化物。生成炔银、炔铜的反应很灵敏,现象明显,可用来鉴定乙炔和端基炔烃。干燥的炔银或炔
5、铜受热或震动时易发生爆炸生成金属和碳。Ag-CC-Ag 2Ag + 2C + 364KJ/mol 所以,实验完毕,应立即加盐酸将炔化物分解,以免发生危险。Ag-CC-Ag + 2HCl H-CC-H + 2AgCl 乙炔和RCC-H 在液态氨中与氨基钠作用生成炔化钠。炔化钠是很有用的有机合成中间体,可用来合成炔烃的同系物。例如:CH3CH2CCNa + CH3CH2CH2Br CH3CH2CCCH2CH2CH3 + NaBr R-X=1°RX机理:(过渡金属炔化物中,C-M键为共价键)此反应可以推测炔烃的结构,可用于鉴定末端炔烃和链中炔烃。无反应。(可看作是强碱与弱酸之间的盐的反应)
6、乙炔基负离子可看成乙炔的共轭碱,乙烷,乙烯,乙炔可作为含碳酸,共轭碱为: SP SP2 SP3 乙炔基负离子 乙烯基负离子 乙基负离子S成份大,吸引电子能力强,相应的碱碱性弱,共轭酸酸性强。碱性: 酸性:说明: 炔氢较活泼的原因是因 C-H键是sp-s键,其电负性Csp > Hs(Csp=3.29,Hs=2.2),因而显极性,具有微弱的酸性。4.4.2 加成反应1)催化加氢 催化氢化常用的催化剂为 Pt , Pd , Ni,但一般难控制在烯烃阶段。用林德拉(Lindlar)催化剂,可使炔烃只加一分子氢而停留在烯烃阶段。且得顺式烯烃。 例如:Lindlar催化剂的几种表示方法:(1) 在液
7、氨中用钠或锂还原炔烃,主要得到反式烯烃。2)亲电加成 与卤素: 与HX(1)R-CC-H 与HX等加成时,遵循马氏规则。(2) 炔烃的亲电加成比烯烃困难。例如:aCH2=CH2 + Br2/CCl4 溴褪色快H-CC-H + Br2/CCl4 溴褪色慢b c原因: 1°炔碳原子是sp杂化的,杂化轨道中S的成分大,S的成分大,键长就越短,键的离解能就越大。2°两个轨道分布与键的四周,重叠程度比乙烯中的要大,比双键难于极化。(3)水化反应 在炔烃加水的反应中,先生成一个很不稳定的烯醇,烯醇很快转变为稳定的羰基化合物(酮式结构)。这种异构现象称为酮醇互变异构。这一反应是库切洛夫在
8、1881年发现的,故称为库切洛夫反应。其他炔烃水化时,则变成酮。例如:3)HCN、EtOH、CH3COOH等的亲核加成反应: 4.4.3氧化反应 KMnO4: 反应后高锰酸钾溶液颜色褪去,这个反应可用作定性鉴定。 O3 炔烃和臭氧作用生成臭氧化合物,遇水
9、很快为水分解生成酸。可由产物推测炔的结构。 叁键比双键难于氧化,双键和叁键同时存在时,双键首先被氧化。 可以这样理解,炔是还原剂,CrO3是氧化剂,还原剂是失去电子的,炔与烯相比,炔不易失去电子,故不易被氧化。4.4.4 聚合: 炔烃能起聚合反应,它一般不聚合成高聚物,在不同的催化剂作用下,发生不同的低聚反应,二聚、三聚、四聚。
10、; 4.5乙炔(自学)1.制法:工业制法主要有两种(1)电石法 (2)由烃类裂解 2.性质: 易溶于丙酮。为了运输和使用的安全,通常把乙炔在1.2MPa下压入盛满丙酮浸润饱和的多孔性物质(如硅藻土、软木屑、或石棉)的刚筒中。乙炔是易爆炸的物质,高压的乙炔,液态或固态的乙炔受到敲打或碰击时容易爆炸,乙炔的丙酮溶液是安全的,故把它溶于丙酮中可避免爆炸的危险。3.用途 有多种用途,如:合成氯丁橡胶 要求: 掌握乙却的制法,重要性质氧化、加成、聚合
11、(特别是二聚),及主要用途。炔烃的制备(不讲)1 邻二卤代烷脱卤化氢2 由炔化外物制备二烯烃分子中含有两个碳碳双键的烃类化合物称为二烯烃。一、 二烯烃的分类和命名1 分类(根据两个双键的相对位置可把二烯烃分为三类) 累积二烯烃 -C=C=C- 二烯烃 共轭二烯烃 -C=CH-CH=CH- 孤立二烯烃 -C=CH(CH2)n CH=C- n 1孤立二烯烃的性质和单烯烃相似,累积二烯烃的数量少且实际应用的也不多。共轭二烯烃有不同于共轭二烯烃的一些特性,在理论和实际应用上都很重要。下面我们主要讨论共轭二烯烃。2 命名(1) 和烯烃的命名一样称为某几烯(2) 多烯烃的顺反异构的标出(每一个双键的构型均
12、应标出)。例如: 共轭二烯烃还存在着不同的构象,应以注意。1,3-丁二烯分子中两个双键可以在碳原子2、3之间的同一侧或在相反的一侧,这两种构象式分别称为s-顺式,或s-反式(s表示连接两个双键之间的单键(single bond)。 4.6 二烯烃结构1丙二烯烃(累积二烯烃)结构 见P892共轭二烯烃结构(以1,3-丁二烯为例)丁二烯分子中碳原子都以杂化轨道相互重叠或与氢的轨道重叠,形成三个键和6个键,所有的原子都在同一平面上,键角都接近于120。此外,每个碳原子上未参与杂化的轨道均垂直于上述平面,四个轨道的对称轴互相平行侧
13、面重叠,形成了包含四个碳原子的四电子共轭体系。按照分子轨道理论的概念,丁二烯的四个P轨道可以组成四个电子的分子轨道,从分子轨道图形可以看出,在1轨道中电子云的分布不是局限在C1-C2, C3-C4之间,而是分布在包括在四个碳原子的两个分子轨道中,这种分子轨道称为离域轨道,这样形成的键称为离域键。从2分子轨道中看出,C1-C2,C3-C4之间的键加强了,但C2-C3之间的键减弱,结果,所有的键虽然都具有键的性质,但C2-C3键的键的性质小些。所以,在丁二烯分子中,四个电子是分布在包含四个碳原子的分子轨道中,而不是分布在两个定域的轨道中。共轭效应 从1,3-丁二
14、烯的分子轨道的讨论指出,在其共轭体系中,四个电子是在四个碳原子的分子轨道中运动,这种离域的结果,使其电子云密度的分布有所改变,从而使其内能更小,分子更稳定,键长趋于平均化,这样由于共轭产生的效应叫做共轭效应(Conjugative effect) 共轭体系的涵义 (共轭 平均分担之意,如牛之轭)在分子结构中,含有三个或三个以上相邻且共平面的原子时,这些原子中相互平行的轨道之间相互交盖连在一起,从而形成离域键(大键)体系称为共轭体系。 共轭效应产生的必要条件:共平面性:共轭体系中各个键都在同一平面内。参加共轭的p轨道互相平行。如果共平面性受到破坏,使p轨道的相
15、互平行就发生偏离,减少了它们之间的重叠,共轭效应就随之减弱,或者消失。共轭效应的表现:1.键长趋于平均化: 由于电子云密度分布的改变,在链状共轭体系中,共轭链愈长,则双键及单键的键长愈接近。趋于相等。如: 2.折射率较高 光线穿过真空的速度与穿过透明物质的速度之比称为该物质的折光率。实际测定时以空气为相对标准,即光线在空气中的速度与在透明物质中的速度之比称为该物质的折光率。光在物质中减速是因受分子中电子,特别是结合得不太紧的价电子的干扰而引起的。而这种干扰是与分子的
16、极化直接相联的。分子越极化,折光率越高。说明该分子易极化,由于共轭体系电子云易极化,因此它的折光率也比相应的孤立二烯烃高。3.共轭二烯烃体系的能量低 决定内能大小方法之一就是测量氢化热,氢化热越低,分子内能越低。 这是因为它们分子中4个电子处于离域的轨道中,共轭的结果,使共轭体系具有较低的内能,分子稳定。共轭体系的类型: (三)共轭效应的传递 共轭效应沿共
17、轭键传递,不受距离的限制。(四)静态p-共轭和静态-共轭效应的相对强度。1. p-共轭 p电子朝着双键方向转移,呈供电子效应(+C)。对同族元素来说,p电子轨道与碳原子p轨道体积越接近,重叠得越好,共轭能力越强,的p电子轨道体积越大,与碳的p电子轨道重叠的越少,共轭能力越弱。 对同周期的元素来说,p轨道的大小相接近,元素的电负性越强,越不易给出电子,p-共轭就越弱。 2.-共轭:
18、60; 电子云转移的方向与p-共轭情况不同,电负性强的元素吸引电子,使共轭体系的电子云向该元素偏离,呈现出吸电子共轭效应(-C)“-C”的强度: 同周期的元素,电负性愈强,-C效应愈大。 =O > =NR > =CR2 同族元素来说,随着原子序数的增加,键叠合程度变小,-C效应变小。&
19、#160; =O > =S§4.7 超共轭效应因-共轭效应,-P共轭效应比-共轭效应和P-共轭效应要弱得多,所以将其称为超共轭效应。通过氢化热数据可以说明超共轭效应是存在的。CH3CH2CH=CH2 + H2 CH3CH2CH2CH3氢化热 126.8KJ/mol Z-CH3CH=CHCH3 + H2 CH3CH2CH2CH3氢化热 119.7KJ/mo
20、l CH3C=CHCH3 +H2 CH3CHCH2CH3氢化热 112.5KJ/mol CH3 CH3可见,与双键碳相连的C-H键越多其超共轭效应越明显。应当指出共轭效应常与诱导效应同时存在,同时影响着分子的电子云分布和化学性质。§4.8 共轭二烯烃的反应 共轭二烯烃具有烯烃的通性,但由于是共轭体系,故又具有共轭二烯烃的特有性质。下面主要讨论共轭二烯烃的特性。4.8.1 1,4-加成反应 共轭二烯烃进行加成时,既可1,2加成,也可1,4加成,1,2-加成和1,4-加成是同时发升的,哪一反应占优,决定于反应的温度,反应物的结构,产物的稳定性和溶剂的极性。极性溶剂,较高温度有利于1,4-
21、加成; 非极性溶剂较低温度,有利于1,2-加成。为什么即有1,2-加成,又有1,4-加成:这是由反应历程决定的(其加成反应为亲电加成历程)第一步:因碳正离子的稳定性为 () >(),故第一步主要生成碳正离子()。第二步: 在碳正离子()中,正电荷不是集中在一个碳上,而是如下分布的。 所以Br-离子既可加到C2上,也可加到C4上。加到C2得1,2-加成产物,加到C4上得1,4-加成产物。 反应条件不同,产率不同的原因: 1°速度控制与平衡控制 1,2-加成反应的活化能低,为速度控制(动力学控制)产物,故低温主要为1,2-加成。 1,4-加成反应的活化能较高,但逆反应的活化能更高,
22、一但生成,不易逆转,故在高温时为平衡控制(热力学控制)的产物,主要生成1,4-加成产物。见位能曲线图。 在有机反应中,一种反应物可以向多种产物方向转变时,在反应未达到平衡前,利用反应快速的特点来控制产物组成比例的即为速度控制。速度控制往往是通过缩短反应时间或降低反应温度来达到目的。利用平衡到达来控制产物组成比例的反应即平衡控制,平衡控制一般是通过延长反应时间或提高反应温度使反应达到平衡点的。 2° 产物结构的稳定性: !,4-加成产物的稳定性大于1,2-加成产物。(可从-共轭效应来理解)4.8.2 狄尔斯(Diels)阿德尔(Alder)反应 双烯合成反应共轭二烯烃和某些具有碳碳双键
23、、三键的不饱和化合物进行1,4-加成,生成环状化合物的反应称为双烯合成反应。例如:要明确几点:(1) 双烯体是以顺式构象进行反应的,反应条件为光照或加热。(2) 双烯体(共轭二烯)可是连状,也可是环状。如环戊二烯,环己二烯等。(3) 亲双烯体的双键碳原子上连有吸电子基团时,反应易进行。 常见的亲双烯体有:CH2=CH-CHO CH2=CH-COOH CH2=CH-COCH3CH2=CH-CN CH2=CH-COOCH3 CH2=CH-CH2Cl(4) D-A反应的产量高,应用范围广是有机合成的重要方法之一,在理论上和生都占有重要的地位。4.9 天然橡胶和合成橡胶(间讲)
24、 红外光谱在科研中,分离得到的天然有机物或经化学反应合成的新有机化合物,都需要测定它的分子结构,因此,确定有机化合物的结构很自然变成了研究有机化学的首要任务。过去用化学方法测定有机化合物的结构是一项非常繁杂、费时的事情,甚至是很难完成的工作,因为要鉴定的“未知物”需要通过多种化学反应使它变成已知结构的有机化合物才能推导出它的可能结构。在把“未知物”变成“已知物”的过程中,往往发生结构重排或某些出乎意料之外有反应,容易得到错误的结论。例如,对胆固醇结构式的确定经三、四十年(1889-1927)的工作,获得的结构式,后经X-射线衍射法证明还有某些错误。
25、; 现代物理实验方法可弥补化学方法的不足,物理实验方法可用微量样品,如质谱通常只用几微克,甚至更少的样品(10-10g)便可给出一张满意的质谱图,在较短时间内,正确的检定有机化合物的结构。现在现代物理实验方法已成为研 究有机化学不可缺少的工具,应用化学反应来确定分子结构,已沦为辅助手段。 本章主要对紫外光谱(Ultraviolet Spectroscopy,简称UV),红外光谱(Infrared Spectroscopy,简称IR),核磁共振谱 (Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy,简称NMR)和质谱(Mass S
26、pectroscopy,简称MS)作一介绍。 4.10电磁波谱的一般概念 电磁波谱包括了一个极广阔的区域。从波长只有千万分之一纳米的宇宙线到波长用米,甚至千米计的无线电波都包括在内。 所有这些波都有相同的速度(*1010cm/s),根据公式:1.频率:c/:频率,单位Hz;:波长,单位cm;c:速度,10cm/s波长愈短,频率愈高光波波长的单位很多,其换算关系为:1nm=10-7cm=10-3m频率的表示法: 一种表示法为Hz, 如波长为nm的光,它的频率为c/=(3*1010cm/s)/(300*1
27、0-7cm)=1015 s-1 一种表示法是用波数就是在cm长度内波的数目如用波数表示,则在cm内波长为nm的光的波数为:()cm-1就是nm波长的光的波数为cm-1.2.电磁辐射能 电磁辐射是一种能量,当分子吸收辐射,就获得能量获得多少能量决定于辐射的频率Eh E获得的能量;hplanck常数,6.626*10-34J.S 频率愈高,获得的能量愈大。3.分子吸收光谱的分类 分子中有原子与电子。原子、电子都是运动着的物质,都具有能量。在一定的条件下,整个分子有一定的运动状态,具有一定的能量,即是电子运动、原子间的振
28、动、分子转动能量的总和。E分子=E电子 +E振动 +E转动 (或E总 =Ee +Ev +Er ) 当分子吸收一个具有一定能量的光子时,分子就由较低的能级E1跃迁到较高的能级E2,被吸收光子的能量必须与分子跃迁前后的能级差恰好相等,否则不能被吸收,它们是量子化的。 E分子= E- E = E光子 = h上述分子中这三种能级,以转动能级差最小(约在0ev)分子的振动能差约在ev之间,分子外层电子跃迁的能级差约为ev。转动光谱 在转动光谱中,分子所吸收的光能只引起分子转动能级的变化,即使分子从较低的转动
29、能级激发到较高的转动能级。 转动光谱是由彼此分开的谱线所组成的。 由于分子转动能级之间的能量差很小,所以转动光谱位于电磁波谱中长波部分,即在远红外线及微波区域内。根据简单分子的转动光谱可以测定,键长和键角。振动光谱 在振动光谱中分子所吸收的光能引起振动能级的变化。分子中振动能级之间能量要比同一振动能级中转动能级之间能量差大倍左右。振动能级的变化常常伴随转动能级的变化,所以,振动光谱是由一些谱带组成的,它们大多在红外区域内,因此,叫红外光谱。电子光谱 在电子光谱中分子所吸收的光能使电子激发到较高的
30、电子能级,使电子能级发生变化所需的能量约为使振动能级发生变化所需能量的10-100倍。 电子能级发生变化时常常同时发生振动和转动能级的变化。因此从一个电子能级转变到另一个电子能级时,产生的谱线不是一条,而是无数条。实际上观测到的是一些互相重叠的谱带。在一般情况下,也很难决定电子能级的变化究竟相当于哪一个波长,一般是把吸收带中吸收强度最大的波长max(最大吸收峰的波长)表出,电子光谱在可见及紫外区域内出现。 红外光谱在有机化合物的结构鉴定中,红外光谱法是一种重要得手段。用它可以确定两个化合物是否相同,若两个化合物的红外光谱完全相同,则
31、一般他们为同一化合物(旋光对映体除外)。也可以确定一个新化合物中某些特殊键或官能团是否存在。一、红外光谱图的表示方法红外光谱以波长(或波数)为横坐标,以表示吸收带的位置。以透射百分率(Transmittance %,符号T%)为纵坐标,表示吸收强度,吸收带为向下的谷。二 红外光谱的产生,与有机化合物分子结构的关系1.分子振动的分类:伸缩振动():原子沿着建轴伸长和缩短,振动时键长有变化,键角不变。弯曲振动():组成化学键的原子离开键轴而上下左右的弯曲。弯曲振动时,键长不变,但键角有变化。:面内弯曲:面外弯曲2.红外光谱的产生当分子吸收红外光子,从低的振动能级向高的振动能级跃迁时,而产生红外吸收
32、光谱。振动能:Evib=( V + 1/2) h V=0,1,2,3.称为振动量子数。 振动频率 h=普朗克常数(6.36×10-34焦耳.秒)
33、E = h 在分子中发生振动能级跃迁所需要的能量大于转动能级跃迁所需要的能量,所以发生振动能级跃迁的同时,必然伴随转动能级的跃迁。因此,红外光谱也成为振转光谱。 只有偶极矩大小或方向有一定改变的振动才能吸收红外光,发生振动能级跃迁,产生红外光谱。不引起偶极变化的振动,无红外光谱吸收带。3.原理对于分子的振动,为了便于理解可以用经典力学来说明。用不同质量的小球代表原子,用不同硬度的弹簧代表各种化学键。根据胡克(Hooke)定律,两个原子的伸展振动视为一种简谐振动,其频率可依下公式近似估计:
34、 1/2(k/)-1/2k:力常数, :折合质量m1m2/( m1+m2 ) , m1 和 m2
35、分别为二个振动质点的质量。 和c为常数,吸收频率随键的强度的增加而增加,随键连原子的质量增加而减少。化学键的力常数越大,原子折合质量越小,则振动频率越高,吸收峰将出现在高波数区(即短波区)。 当振动频率和入射光的频率一致时,入射光就被吸收.因而同一基团基本上总是相对稳定地在某一稳定范围内出现吸收峰. 如:C-C,C-N,C-O 1300800 cm-1
36、0; C=C,C=N,C=O 19001500 cm-1 CC,CN 23002000 cm-1 C-H,N-H,O-H 36502850 cm-14.红外光谱区域划分 一般说来,红外光谱可分为两部分: (1)38001400
37、cm-1部分是官能团特征吸收峰出现较多的部分,叫官能团区。 (2)1400600 cm-1部分对各个化合物来说这一部分的特异性(个性)较强,其中各峰出现情况受整个分子结构影响较大,虽然也有官能团特征吸收落在此区域(特别是弯曲振动峰),但是总的说来,这一部分光谱是反映整体分子特征的,称为指纹区,他对鉴定各个有机化合物是很有用的。 (5)吸收峰的种类 基频吸收峰:分子吸收红外光主要发生由基态到第一激发态的跃进,由这种跃进所产生的吸收叫基频吸收。
38、振动的频率与其吸收峰频率是一样的。 倍频峰:有的基团除了在基频有强的吸收外,在比基频高一倍或n倍处还出现了弱的吸收,称倍频峰。倍频带的频率不严格地等于基频带的整数倍,一般只有第一倍频带具有实际意义。吸收频率近似于基频的两倍。5.烃的特征吸收峰 (1)烷烃: C-H 30002800cm-1 为甲基,亚甲基的C-H不对称和对称伸缩振动。 C-H
39、160; 14651360cm-1 甲基在1375cm-1一个特征吸收峰(强) 异丙基在1370和1385cm-1出现等强度的的两峰(强)
40、60; 叔丁基,在1370和1395cm1出现不等强度的两个峰低 波数的吸收峰为高波数的吸收峰强
41、度的两倍。 亚甲基在1465cm-1左右处出现特征峰。
42、60; (CH3)n- (n4):在722744cm-1出现吸收峰 (CH2)n- (n<4):吸收移向高波数方向
43、 环丙烷由于键角变小,C-H的伸缩振动移向3050cm-1(2)烯烃: C-H 30953010cm-1 (中) C=C:16801600cm-1,其强度和位置决定了双键碳上的取代基和双键的共轭情况,对称性强其峰就弱,共轭使峰增强,波数则略低。
44、0; 在980650cm-1出现弯曲振动吸收峰,由此可以判断取代基数目、性质以及顺反异构等情况。 如: (3)炔烃 C-H :33203310cm-1(强)尖吸收峰 CC :21002200cm-1,乙炔与对称二取代乙炔因分子对称在红外光谱中没有吸收峰,因此有时即是有CC存在,在光谱中不一定能看到。 C-H :600700cm-1的弯曲振动吸收,对于结构鉴定非常有用。 &
45、#160;(4)芳香烃 C-H:在30803030cm-1与烯氢的 C-H相近。 C=C:苯环的骨架振动正常情况下有四条谱带约为1600,1585,1500,1450cm-1。归因于CC的面内振动(陈耀祖,有机分析,P600);有时芳环骨架的拉伸振动吸收位置在15751625cm-1(中)和14751525cm-1(强)有两个吸收峰(邢其毅基础有机化学P203). C-H:在900700cm-1出现苯环氢面外变形振动峰,是识别苯环上取代基位置和数目的极其重要的特征峰。取代基越多, C-H
46、 频率越高。 三、红外光谱解析举例 不饱和度():所谓不饱和度是指该化合物在组成上与饱和化合物所相差一价元素(H)成对的数目。设化合物CnHmNaObScXd其不饱和度为 (2n+2)-(m-a+d)/2 n-碳原子数 m氢原子数 a-氮原子数 d卤原子数 二价的氧、硫等原子数一般不必考虑。
47、; 一个双键,一个脂肪环的不饱和度等于1 一个三键的不饱和度等于2 一个苯环的不饱和度等于4 例1:某化合物分子式为C11H24,红外光谱如下,确定其结构。 计算不饱和度(2×11224)20,说明为开键饱和烃。 29602850cm-1处2个强峰为甲基和亚甲基的C-H 13701380cm-1处一个峰为-CH3,C-H 1470-146
48、0cm-1处一个峰为CH2-,C-H 725cm-1处吸收峰为(CH2)n-,4的C-H说明为直链烷烃。 无异丙基、叔丁基的吸收峰,因此为正烷烃,为正十一烷。 例2:分子式为C7H8,IR: 不饱和度为(2×7+2)-8/2=4 可能含苯环 16001450cm-1三组吸收峰,为苯环的 C=C,3030cm-1为苯环的 C-H。 C7H8-C6H5=-CH3 29602870cm-1有一吸收峰为CH3的 C-H,1375-1380cm-1有一吸收峰 甲基 C-H. 725-690cm-1有两个强吸收峰,说明为单取代芳烃,推测结构为甲苯。.紫外光谱一、紫外光谱及其产生1紫外光谱的产生物质分子吸收一定波长的紫外光时,电子发生跃迁所产生的吸收光谱称为
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