thjie-红外光谱和核磁共振

红外光谱及核(IRand有机化合物的结构一 红外光谱二、核 移—信号的位常用的物理常数有：bp；mp；d； 此方法是通过测定有机化合物的各种波谱来确定有合物的结构，所以叫波谱法 掌握红外光谱和核磁谱图的基本原理，律，从而达到能用红外谱图和核磁谱图 红外光谱主讲内§1基本概念§2有机化合物红外吸收特§3外光谱的§4外光谱的优缺点§1基本红外光谱及其表峰位与红外产生分子振动基本原电磁1波长λ——两个波峰或波谷之间的距离。用nm或μm表波数σ——1㎝中波的数目。用㎝-1表示基本原光的波动ν

σ=ccc光的粒子性：

h— E 光子能量单位J。λ越短，频率ν越高，光子能量E红外光谱及其表示 原子和分子所具有的能量是量子化红红外光红外光谱及其表红外光（≈0.75~100m照）该物质的红外光（振—转光谱红外光谱及其表0.75~12820~4000cm-2.5~4000~400cm- ~400~10cm-

近红外中红外区(基频区远红外区(金属有机振动能级伴随转动能适 所有红外吸收的有机化合特征 特征性用 鉴定化合物类红外光谱及其表红外谱图表示方横坐标（m是按m等间隔分度的，称为线性波长表示法（cm-T~T~λ曲(cm1)TT 曲km键合成。 =-k⊿x=11kkM1M(M1M2 两个质k化学键的键力常数（105达因/厘米M1、M2成键原子的原子 峰位、T%越低，AT% 很强吸10T% 40T% 90T 弱吸收（1）振动能级的跃迁概率；（2）偶极红外光谱产生hhL=⊿E L=⊿nL：红外光的频率 =1、2、3：分子的自然振动频率♦基频峰♦基频峰（v=0）为基频峰倍频峰倍频峰 二倍频峰 三倍频3100~30003100~3000，2000~1660，1600~1450，900~cm-口口特征峰：能代表某基团的存在并有较高强度的吸收峰称为如：C=O，1900—1660cm-口口相关峰红外光谱产生 △≠0：红外活性（非对称分子多原子分子振动类伸伸缩振动对称伸缩振动s、不对称伸缩振动弯曲振动面内面内弯曲剪式振动：面外弯曲振动英文 Stretching Bendings as

ip oop:Out s r w t 亚甲基的六种振动类

s(2850cm-1as(2920cm-r(ρ720cm-s(1456cm-w(ω1300cm-t(τ1250cm-40004000~ 特征（特征频率区双键的伸缩振动及含氢单键的面内弯曲振动的基频1300~区分子结构上的微小差别。主要是弯曲振动IR的八大分区（cm-ⅠⅠ3750~Ⅱ3400~Ⅲ3000~Ⅳ2400~Ⅴ1900~Ⅵ1650~OH、N饱和C三键区C≡CC羰基C区CC、CⅦ1500~Ⅷ1000~

单键区CCCNCⅠ3750~3000cm- O–气态或游离态：3640~3610， 缔合 ：3500~3300，宽而散、强峰1-PENTANOL,1-PENTANOL,1-戊1-戊0

羧酸--Wavenumbers(cm-ACETICACD,3400~3000cm- 不饱C炔氢：~ 比NH2烯氢 3100~3000，中等强度3芳氢 3100~3000，有3~4条小谱带

3000以 H0

1650~1500cm- 1-HEXENE,01-HEXENE,0Wavenumbers(cm-2苯环的骨架振1600~1450（m-s),2~4条谱带共轭时强度增大，且大于1600。通常 甲苯的IRTOLUENE,99+%,SPECTROPHOTOMETRICGRADE,甲苯的IR

0 Wavenumbers(cm-

-

苯酚IR谱PHENOL,0

Wavenumbers(cm-

苯基甲基醚的 ANISOLE,

755 755 0 Wavenumbers(cm-

§ 红外光谱的确定化合物的判断基团和键的推断分子Single确定化合物的Single了解样品的来源、性质及测试方法（假谱带）Wavenumbers(cm- Wavenumbers(cm-确定化合物的类型确饱和、不饱和：3000以下有峰为饱和；3000上有峰为芳香族、脂肪族：、~1660、判断基团和化学键的类 否定 肯定3500~3200大、宽峰、 3200~2500~1710~920

3100~3000、1600 ~ 苯3100~3000、~1645~990、

单取代推断分子 求分 求不饱和度，经 U=n4+1+n3/2-n4、n3、n1分别为四价、三价、一价原子数目双键U=1 ，三键U=2，环U=1，苯环U=4 求结验与标准谱图对照 勒红外谱图库例1某化合物IRAA OHCH2CH2OH4000

例2某化合物C8H7N，谱图如下，推其结构 303030300 解：1）Un=8+1-峰归属可能的结

练习某化合物C9H10O，其IR光谱主要吸收峰位为3080，3040，1230，750，690cm-1，试推断分子结可能结构为C6H5COC2H红外光谱的优优点区各物态样品均能做

缺点 核磁主讲内§1§2核 §3 §4影响 移的因

§5各类质子 §6自旋偶合与§7核 氢谱及解§1核 波谱的产原子核的核 原核 波谱的产 原子核的原子核质量数（A）:质子+中子；自自旋：原子核围绕某质量A核电Z自旋形NMR原子偶偶0非自旋无奇奇或偶自旋有1H,13C,19F,31P奇奇或偶3/2,自旋椭有11B,17O,33S,35Cl偶奇1,2,自旋椭有2H,10B,14N，Ｉ＝1/2的原子核：电荷均匀分布的球

m=-12由于磁场作用，围绕磁场方向回旋（夹角）m=-

顺磁场（能量低逆磁场（能量高EE(1h2(12磁旋条件

能量（E=．E=ΔE：

- E

(12

E(12

h00条 ：

实现核 的方扫频及扫§２２.1仪器装 样1．永久磁铁：提供外 ．射频振荡器：60、 ．射频信

射射 样品管：

核

仪原理示CW-TMS(CH3)4Si的单单一尖峰不干扰样品信与样品不反应、不缔4易溶 ，沸点低（27.2℃）易回收 戊磺酸钠盐）（0.5~2.5ppm有干扰）0 移的产：氢氢核B0=1.4092T时= 移的产场B0的作用称为电子效应。作用用常数σ

电子对质子 作作用，使氢核实际受到的外磁场作用减小 移的产·BB=B0–B0ˊ=B0（1-σ条件

需更强的外磁场(相对

B(10·在有机化合物中，各种氢核周围的电子云密度不同（结构中不同位置）频率有差异，即引起吸收峰的位移的现象称为化移。 移的表示方 （Hz）表示 用位移常数δ值表示 （HZ）表示

CH3CH3CH2Cl的1HNMR240 ppm) 106(ppm)振荡位位移常数δ值的定样、标：用位移常数δ值表示 CH3CH2Cl的CH3和CH2 移用δ值表示如下60MHZCH3δ（1340）602.23CH2：δ（2400）60

δ=（223-0）/100=δ=（400-0）/100=B(1030※1970年IUPAC规定：δ值在TMS左边为正ττ=10-※1H-NMR 1.0ppm§４影响 移的因效诱导共轭效杂化影各向异性

效 诱导效应：电负性取代δ值增大CHCH3I＜CH3Br＜CH3Cl＜CH3 CHCH3Cl＜CH2Cl2＜ 7.27 >CH3-CH2- 1.5----0 12.N4.12.N4.CO54.66.72.54.66.72.781.09.当无其他效应存在时，sp3＜sp2＜磁各向异性效应 效应 +H+芳氢处于 区，δ值增大。CC+C-CC-H+B0炔氢处 区， 移值减小。+C+C=+ RCO感生磁场RCC感H磁场HHH CC、CO、CS、CN。醛基氢：9~10ppm CH3 b

氢HOX-HOmpmp5HmpO.01 场移动,δ值5HmpO.01§５ 氢

自旋-自旋裂分的n1•磁等价：分子中有一组移相同的核，它们对（受）外任何•磁等价：分子中有一组移相同的核，它们对（受）外任何一个核的影•磁全同：既化学等价XHaHaHbYCOHHHHHH核的等价性：自旋-自旋裂分的来 :1423自旋-自旋裂1423bHaH bHaHRRRR无Hb影响时的Ha的RRRR对Ha来说：Hb同向，作用在H同向，作用在Ha上的磁场为B0B0,反向，作用在H反向，作用在Ha上的磁场为B0-B0当某基团上的环境相当某基团上的环境相同的氢有n个相连的氢时，它将显n1中时，（如一种环n）（n+把这些近邻氢的总数令其为n，仍按n+1Pascal三角 doublet

triplettquartetq15 151 6 6 11661n1规律仅仅是一个近似规律，只有当（∆/J＞10）n1以CH3CH2OH为例：CH3 （1）（1）↑↑ B0+3（2）↑↑↓，↑↓↑，↓↑↑B0+（3）↓↓↑，↓↑↓，↑↓↓B0-（4）↓↓ B0-3CH2:四重峰，强度比:1：3：3：1 n1对CH3来说

B0+2B0´B0-2 裂分成三重峰，强度比为1：2：1按n+1规 的谱图叫做一级谱图·小结。峰数目：（n+1）。 裂分峰距离：J 核 氢谱的解 1.0pp