物埋实验方法在有机中应用

1、关于物埋实验方法在有机中的应用第一张，PPT共三十三页，创作于2022年6月早期的分析方法:液体物质 测沸点、折射率、旋光度; 化学方法等固体物质 测熔点; 化学方法等局限性:物理量测定需要样品量大,化学方法分析结构操作较复杂，不易进行。有机化合物结构研究方法第二张，PPT共三十三页，创作于2022年6月有机化合物结构现代研究方法 元素分析 元素组成质谱（MS） 分子量及部分结构信息红外光谱（IR） 官能团种类紫外可见光谱（UV /Vis） 共轭结构核磁共振波谱（NMR) C-H骨架及所处化学环境X-射线单晶衍射 立体结构第三张，PPT共三十三页，创作于2022年6月有 机 波 谱 法 特 点

2、(1) 样品用量少，一般23mg（可1mg)(2) 除质谱外，无样品消耗，可回收(3) 省时，简便(4) 配合元素分析（或高分辨质谱）， 可准确确定化合物的分子式和结构第四张，PPT共三十三页，创作于2022年6月一、电磁波谱的一般知识：光的基本性质光是具有波粒二象性的电磁波： 电磁波可按波长、能量或频率等来进行分段:第五张，PPT共三十三页，创作于2022年6月区 域波 长原子或分子的跃迁射线10-30.1nm核跃迁X射线0.110nm内层电子跃迁远紫外10200nm中层电子跃迁紫外200400nm外层（价）电子跃迁可见400800nm红外0.850m分子转动和振动远红外501000m微波0

3、.1100cm无线电波1100m核磁共振电磁波谱返回第六张，PPT共三十三页，创作于2022年6月分子吸收电磁波的能量后，从较低能级跃迁到较高能级，便产生波吸收谱，称波谱。分子内部的运动： 原子核间的相对振动（IR） 振动能级 电子运动（UV/Vis） 电子能级 分子转动 转动能级 原子核自旋运动 （NMR） 自旋跃迁Spectroscopy and the Electromagnetic Spectrum第七张，PPT共三十三页，创作于2022年6月转动光谱分子所吸收的光能只能引起分子转动能级的变化。即：从较低的转动能级激发到较高的转动能级。位于远红外线及微波区域。振动光谱分子所吸收的光能只

4、能引起分子振动能级的变化，但伴随着转动能级的变化。多位于中或近红外线区域（称为红外光谱）。电子光谱分子所吸收的光能可引起电子能级的变化，也是使基的电子激发到较高态。位于可见及紫外线区域。吸收光谱类型 不同的分子，跃迁的能级差不同，则吸收的光的波长不同，就产生不同的波谱。第八张，PPT共三十三页，创作于2022年6月8.1 紫外可见吸收光谱分子吸收光谱的一般原理 波长范围： 100200nm 远紫外区 (很少用, 因能量较高被空气中 CO2,O2吸收干扰) 200400nm 近紫外区 (常用) 400800nm 可见光 (较少用, 因能量过低) 第九张，PPT共三十三页，创作于2022年6月2.

5、 分子光谱的产生、检测和记录A.产生: 分子光谱的产生是与分子中原子及电子等的运动和能量跃迁有关的, 分子的总能量为： E = E平 + E转 + E振 + E电子 + E核 +. 通常, E平 是连续的，而分子光谱与核的运动关系也不大，故 E = E转 + E振 + E电子1) 转动光谱: 波长 0.121.25 cm; E = 10-410-2 eV. 属于微波和远红外波段，光谱为线状结构。2) 振动光谱：波长1.25x10-42.5x10-3cm; E = 0.051 eV. 属于红外波段, 光谱为带状结构。3) 电子光谱：波长1.25x10-46.25x10-6cm; E = 120

6、eV. 属于紫外波段, 光谱为带状结构。第十张，PPT共三十三页，创作于2022年6月B. 检测与记录紫外光谱分类:4 400 nm4 200 nm远紫外或真空紫外200 400 nm近紫外 用以检测、记录紫外分子光谱的仪器叫做分光光度计。一般市售的紫外光谱仪均含有可见光部分，提供190 nm 750 nm 范围的单色光。 典型的紫外光谱如图所示. 以波长为横坐标，以吸光度为纵坐标。第十一张，PPT共三十三页，创作于2022年6月有机分子能选择性的吸收光的能量，同时被激发到一个较高的能级：电子的跃迁第十二张，PPT共三十三页，创作于2022年6月电子跃迁的形式：可能的跃迁方式有:能量大, 波长

7、短, 在真空紫外区;能量大, 波长短, 在真空紫外区;能量大, 波长短, 在真空紫外区;lmax = 188 nm, e = 900;lmax = 279 nm, e = 15;第十三张，PPT共三十三页，创作于2022年6月郎伯-比耳定理吸光度A 透射率T 为摩尔吸收系数 l为光在溶液中经过的距离 透过光强度I1 入射光强度I0 返回第十四张，PPT共三十三页，创作于2022年6月A: 吸光度;I0 为入射光强，I为透过光强;c: 为样品浓度(mol/L); l : 为样品池厚度（cm);: 摩尔消光系数只与温度、溶剂性质等有关的常数，报道紫外光谱数据时：（1） 仅需指出lmax和e；（2）

8、溶剂对紫外吸收有影响；（3）紫外光谱的灵敏度：10-5 mol L-1。2紫外光谱图 郎伯-比耳定理第十五张，PPT共三十三页，创作于2022年6月常见的光谱术语生色团：分子中产生紫外吸收带的主要官能团 助色团：本身在紫外区和可见区不显示吸收的原子或基团，当连接一个生色团后，则使生色团的吸收带向红移并使吸收强度增加一般为带有p电子的原子或原子团 红移 ：向长波移动蓝移：向短波移动增色效应：使吸收带的吸收强度增加的效应 减色效应：使吸收带的吸收强度降低的效应 返回3. 紫外光谱与有机化合物的分子结构关系第十六张，PPT共三十三页，创作于2022年6月8.3 氢核磁共振谱( 1H NMR)1. 简

9、单原理 在原子、分子体系中, 下列基本粒子的运动会产生闭合电流：电子的轨道运动；电子的自旋运动；核的自旋运动；整个分子的转动； 因而它们应与某种磁现象有联系，即核的自旋运动会产生核自旋磁矩. 实验表明，不是所有的原子核都有自旋磁矩，只有当核的自旋量子数不为零(I0)的原子核才能产生核自旋磁矩。第十七张，PPT共三十三页，创作于2022年6月有以下几种情况：质量数 电荷数 I 例子 奇 奇或偶 半整数（1/2, 3/2) 1H, 13C, 19F, 31P(1/2) 11B, 35Cl ( I = 3/2) 偶 奇 整数(1, 2, 3.) 2H, 14N (I = 1) 10B (I = 3)

10、 偶 偶 I = 0 12C, 16O, 32S (I = 0) 量子力学表明，具有核自旋磁矩的原子核在外磁场中的取向,取决于自旋量子数(I), 而原子核的磁量子数(m)与自旋的关系为： m = I, (I-1), (I-2).-I, 即有(2I+1)值。第十八张，PPT共三十三页，创作于2022年6月以最简单和最重要的核-1H(质子)为例: I = 1/2, 故 m = 1/2 即 有机分子中的质子在外磁场中有两种取向，其磁矩与外磁场方向相同或相反：第十九张，PPT共三十三页，创作于2022年6月由于所以Zeeman 分裂第二十张，PPT共三十三页，创作于2022年6月 当分裂的二能级的能量

11、差正好与频率为 的电磁波的能量相等时, 低能级的核就会吸收电磁波的能量而跃迁至高能级上，此即为核磁共振:当 H0 = 14000 高斯或23500 高斯时,u = 60 MHz 或 100 MHz第二十一张，PPT共三十三页，创作于2022年6月第二十二张，PPT共三十三页，创作于2022年6月第二十三张，PPT共三十三页，创作于2022年6月第二十四张，PPT共三十三页，创作于2022年6月 核磁共振有扫频和扫场两种方法，但常用扫场法。多数情况下，核磁共振仅限于氢核磁共振。 核磁共振仪原理示意图：第二十五张，PPT共三十三页，创作于2022年6月2. 化学位移屏蔽效应 将氢原子放在磁场中,

12、由于氢原子核外被电子包围着, 当磁场的磁力线通过氢核时, 会受到核外电子的排斥。 外层电子起到对抗磁场的作用（抗磁性), 称为屏蔽效应。则实际共振磁场强度：共振条件:第二十六张，PPT共三十三页，创作于2022年6月第二十七张，PPT共三十三页，创作于2022年6月 s 称为屏蔽常数. 其大小与核外的电子云密度有关。 其物理意义在于不同的质子将出现在不同的位置。如CH3CH2OH这种位移，被称为化学位移，用 表示。第二十八张，PPT共三十三页，创作于2022年6月8.4 有机质谱原理: 气体分子或固体、液体的蒸气受一定能量的电子轰击后，会形成带正电荷的离子; 然后在电场、磁场的综合作用下，按照质量的大小依次排列成谱,