有机化学第11章

1最常用的波谱（通常称为“四谱”）：

紫外光谱(UV-Vis)：电子能级跃迁

红外光谱(IR)：化学键振动、转动能级跃迁

核磁共振谱(NMR)：自旋的原子核在外加磁场中可吸收无线电波而引起能级的跃迁

质谱(MS):

分子离子与碎片第十一章有机波谱学基础2元素定性分析元素定量分析、求出最简式测定相对分子质量、求出分子式定性鉴定官能团根据化学反应提出“部分结构”由“部分结构”推导完整结构与标准品对照，或经合成确证经典结构鉴定程序3

n4:

四价元素（C）的原子个数

n3:三价元素（N）的原子个数

n1:一价元素（H、X）的原子总数

化合物的不饱和度4第一节吸收光谱的一般原理

光频率与波长的关系

＝c∕

E=hn=hc/l

电磁波能量与波长及频率之间的关系

电磁波的波长越短，所具有的能量越高

5电磁辐射光谱及可见光光子的能量分布6一、基本原理

电子跃迁：*，n*

*，

n*能量大，波长短，远紫外

200nm空气中氧有吸收，真空紫外200~400nm,有价值

紫外光谱仪的波长范围:200～800nm

第二节紫外光谱(UV)7各种电子跃迁所需能量示意图

△E（σ→σ*）﹥△E（π→π*）﹥△E（n→π*）

8电子跃迁类型

σ→σ*

n→σ*

π→π*

n→π*

吸收光波长（nm）

～150～

200

～200

200～400

各种电子跃迁与吸收光波长之间关系h乙烯*跃迁**9对甲基苯乙酮的紫外光谱图

10香芹酮

摩尔吸收度e与吸收度A之间关系

11共轭效应对吸收波长的影响*跃迁，共轭，吸收光红移，由远紫外近紫外12max共轭体系扩大，红移增大1314

发色团（Chromophore）

:

能引起电子光谱特征吸收的基团如C=C,C=O,N=N等

助色团（Auxochrome）

:

与发色基团相连可使吸收波长向长波方向移动,强度增加如-OH,-NH2,-Cl红移（redshift）：由于取代基或溶剂的影响，使吸收峰向长波方向移动蓝移（blueshift）：由于取代基或溶剂的影响，使吸收峰向短波方向移动

15一、红外光谱基本原理

第三节红外光谱(IR)1振动形式

1)伸缩振动（stretchingvibration）

162)弯曲振动(bendingvibration)2振动频率的计算17横坐标:波长（λ）或波长的倒数——波数（cm-1）纵坐标:透光率（transmittance,T）

光透过后强度/入射光强度

100%IR波数范围:400～4000cm-1

二红外光谱图的表示方法18乙酸苯酯的红外光谱19三红外吸收峰的数目、位置和强度化合物在IR谱中吸收峰数目取决于分子振动自由度

自由度（degreeoffreedom）：描述有机分子中所有原子在空间位置所需坐标总数

非线性分子：3n-6

线性分子：3n-5（n为原子总数）1红外吸收峰的数目201）只有引起分子偶极矩变化的振动，才产生红外吸收.若振动过程不产生瞬间偶极矩的变化，就不产生吸收峰。2）频率相同的振动所产生的吸收峰，彼此发生简并。3）强而宽的吸收峰覆盖与之频率相近的弱而窄的吸收峰

212IR特征吸收峰位置的结构因素化学键越强,力常数k越大，红外吸收频率υ越大伸缩2150cm-11650cm-11200cm-11）化学键的强度22原子相对质量越小，IR吸收频率越大

C-HC-CC-OC-ClC-Br(cm-1)~3000~1200~1100~800~5502）组成化学键的相对原子质量23羰基与α,β-不饱和双键共轭,削弱了碳氧双键，使羰基伸缩振动吸收频率减小C=O伸缩（cm-1）17151685~16704）诱导效应C=O伸缩（cm-1）17151815~17853）共轭效应24

碳原子轨道s成分越多，化学键力常数k越大，吸收频率越大

sp sp2sp3C-H伸缩（cm-1）3300310029005）成键碳原子的杂化类型25指纹区（fingerprintregion）

1300~600cm-1区域：主要是单键的伸缩振动和弯曲振动所产生的吸收峰，对分子的结构十分敏感.分子结构有细微变化，就会引起吸收峰位置和强度明显改变官能团区（functionalgroupregion）:

4000~1300cm－1区域：官能团的特征吸收峰，这些吸收峰受分子中其他结构影响较小，彼此间很少重叠，容易辨认.它们是红外光谱分析的主要依据

26红外吸收峰的强弱表示：vs，很强；s，强；m，中强；w，弱；vw，很弱；v，强度不定3红外吸收峰的强度271.烷烃

C-H伸缩振动（2800～3000cm-1

）

C-H弯曲振动（1465–1340cm1）

（一）烃类化合物三、各类化合物的红外光谱举例CH3:2962as2872sCH3:1450as1375s

CH2:2926as2853sCH2:1465s

十二烷十二烷291-庚烯红外光谱

烯烃C-H伸缩（3100~3010cm1）C=C伸缩(1675~1640cm1)烯烃C-H面外弯曲振动（1000~675cm1）2.烯烃301-癸炔的红外光谱

3.炔烃三键伸缩振动（2100～2200cm1）炔烃C-H伸缩振动（3300cm1附近）芳香化合物:

一般在1600，1580，1500和1450cm1可能最多出现强度不等的4个峰，这是区别于烯烃n（C=C）的重要特征

4.芳烃3000～3100cm1芳环上C-H伸缩振动1500～1600cm1C=C骨架振动680～880cm1芳烃C－H键的面外弯曲、用于判别 位置异构体邻二甲苯甲苯的红外光谱nO-H吸收：3300cm-1左右、宽而强(二)氧化合物

C-O伸缩振动1300~1000cm1O-H面外弯曲769–659cm11.醇和酚A

3300B

3100~3000C

2980~2840D

1497,1453E

1017F

735芳面外弯曲苯甲醇ABCDEF特征吸收

1300~1000cm1

C-O强伸缩振动

脂肪醚1150~1060cm1强的吸收峰

芳香醚两个C-O伸缩振动吸收

1270~1230cm1（为Ar-O伸缩）

1050~1000cm1（为R-O伸缩）2.醚A

3060,3030,3000芳B

2950,2835饱和C

1590,1480D

1245E

1030F

800~740面外弯苯甲醚ABCDEF

醛的主要特征吸收:~1725cm1（C=O伸缩）

2810~2715cm1（醛基C-H伸缩）3.醛和酮1715cm1强的C=O伸缩振动吸收羰基与烯键或芳环共轭使吸收频率降低A

3077,3040芳B

2985,2941饱和E

1600,1497,1453F

749面外弯D

1730C

2825,2717醛2-苯基丙醛ABCDEFABC

2955,2930,2866饱和C-HD

17252-戊酮A,B,CD

羧酸二聚体:3300~2500cm1O-H伸缩吸收(宽,强)~1720cm1C=O吸收

1320~1210cm1C-O伸缩

1440~1395cm1O-H弯曲振动920cm1

成键的O-H键的面外 弯曲振动4.羧酸41丁酸的红外光谱

饱和脂肪族酯(除甲酸酯外)

C=O吸收

1750~1735cm1

区域

饱和酯C-C(=O)-O

1210~1163cm1

区域强吸收5.酯A

3070,3040B1770F

1205G

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