波谱分析第一章

1、波谱分析,第一章 绪论,学习目的 通过本章的学习，明确波谱分析研究对象，理解有机结构分析中经典化学分析法和波谱分析法的过程和手段，了解UV、IR、NMR、MS各种分析方法的特定功能，在利用谱图所提供的信息时，要相互参照、相互补充，才能更有效地准确确定有机分子结构，掌握经典分析法和波谱分析法的本质区别（化学反应与物理性质）。,本章主要内容,1.1 波谱分析研究对象 1.2 有机化合物的结构鉴定 1.3 波谱分析法进展,1.1 波谱分析研究对象,1.1.1波谱分析的研究对象：有机化合物 1.1.2有机化合物的结构：元素组成、碳链、官能团、构型、构象 1.构造：分子中原子或基团的连接次序； 2.立体

2、结构（空间结构）：顺反异构、构型、构象、对映异构体。,1.2 有机化合物的结构鉴定,有机化合物的结构鉴定包括分离提纯；结构鉴定两部分 1.2.1分离提纯操作方法： 1.2.2结构鉴定：包括物理化学常数测定（物理性质与分子结构有关）。具体有熔点、沸点、比重、折光率、比旋光度、分子量、元素分析、溶解性。 结构鉴定 1）经典有机结构的鉴定（化学鉴定法） 2）现代有机结构分析（波谱法）,1.经典有机结构的鉴定（化学鉴定法）,元素分析(定性定量分析) a.对于有机物C、H就不需要定性分析了,定量分析为燃烧法。 b.对于氧元素一般没有很好鉴定方法，而是通过溶解度试验及官能团鉴定反应而知道他的存在。定量方法

3、是根据其他元素的含量，从总量中计算出。 c.对于N、S、X等可用钠熔法和燃烧法（氧瓶燃烧法） d.现代元素分析法是用元素分析仪测定C、H、O、N、S、X等组成和含量。,分子量的测定,a.熔点降低法 b.沸点升高法 c.质谱法（现代分析法）,溶解度试验（与分子结构有关，属分组试验）,a.在水中 b.在乙醚中 c.在5NaOH溶液中（+）和5NaHCO3溶液中 （-）可能是酚类、烯醇、肟（RHC=N-OH）、羟肟酸（RCONHOH）、伯及仲脂肪族硝基化合物、硫醇及硫酚等。 d.在5HCl溶液中（+）可能是含-NH2的化合物 e.在浓H2SO4中（+）为不饱和烃，易磺化芳烃及能在浓硫酸中形成羊盐的含

4、氧化合物；（-）为烃类，环烷烃及大部分芳烃。,官能团检验,a.烃类：烷烃：无合适的方法，一般通过元素测定及物理常数来确定。 烯烃：Br2+CCl4溶液，KMnO4溶液等。 共轭烯烃：D-A反应生成有固定熔点的结晶物。 芳烃：甲醛-硫酸试验，若含芳烃则显棕色或黑色。 b.卤代烃：硝酸银醇溶液试验，（碘化钠丙酮溶液）。 c.醇：方法很多，例如大多数能溶于水的羟基化合物遇硝酸铈产生琥珀色或红色反应。 d.酚类：溴水，三氯化铁（形成有色络合物）。 e.醛酮：RRC=O + H2NOH RRC=NOH ； RRC=O + 2,4-二硝基苯肼 2,4-二硝基苯腙；(有固定熔点黄色、橙色或红色沉淀)； RR

5、C=O +H2NNHCONH2 (氨基脲) RRCNNHCONH2 (缩氨脲) ； RRC=O + NaHSO3(饱和、过量) RRC(OH)SO3Na (白色沉淀)。,衍生物的制备（可查阅文献：衍生物表）,衍生物的制备是化学法系统鉴定单纯有机未知样品的最后一个步骤。经过初步观察、元素定性分析、物理常数测定、分组实验及官能团检验等步骤，分析至此，根据所得实验结果，可以推测样品属于哪种类型的化合物，含有哪些官能团。于是进一步查阅文献，推断样品可能是哪几种化合物。然后制备样品的衍生物，与这些可能的化合物的衍生物进行比较，以最后地确定样品为何种化合物。 结构确认,2.现代有机结构分析（波谱法）,(1

6、)紫外吸收光谱法：主要提供分子内共扼体系的结构信息 (2)红外吸收光谱法：主要提供分子中官能团的结构信息 (3)核磁共振波谱法：主要提供分子中各种类型氢的数目、类别、相邻氢之间的关系，提供分子中的全部碳原子数以及sp2和sp3碳原子的相对数目。 (4)有机质谱法：主要提供化合物的分子量、分子式及结构片段。,1.3 波谱分析法的进展,1.提高方法的灵敏性和准确性， 2.各种技术联用，例 GC-MS、LC-MS、GC-IR、GC-MS-MS。 3.多维技术的应用 4.脉冲技术的应用,经典化学分析法应用举例：,有一未知样品，其分析结果如下： 1.初步检验： （1）物态颜色及气味：液体、无色、有醇香

7、（2）灼烧实验：燃烧时火焰显蓝色，燃烧后无灰分残留。 2。物理常数测定： 沸点：120-122 密度：0.8132 折光率：1.4110 3.元素分析：不含N、S、卤素等杂元素,20,4,20,D,4.分类试验：,5.官能团检验：,以上分析结果表明未知样品可能是一个不含杂元素的饱和仲醇,碳原子数目可能在四个以上。,6.查阅文献并且制备其衍生物：（液体醇各种衍生物的物理常数），结果表明3-甲基-2-戊醇的物理常数以及衍生物物理常数与测定结果相符。,注：在制备衍生物时，应选择符合下列条件的衍生物 （1）衍生物有固定熔点，且其熔点最好分布在50-250之间。因熔点太低不易纯化，熔点太高不易测准； （

8、2）制备手续简单，副反应少或无副反应，产品产率高，易于纯化； （3）衍生物熔点与原来样品熔点至少相差5，其他衍生物间熔点也要相差5以上，便于鉴别； （4）衍生物的物理常数最好是文献上有记载的； （5）除熔点参数外，最好还能提供其他特性（如颜色酸碱性等） （6）衍生物制出后必须经过重结晶提纯，才能准确测定熔点。,课堂练习：,某化合物分子式为C5H8O2，其1HNMR谱提供的信息是： 1.93(S,3H);4.96(S,2H);2.12(S,3H) 水解后得到丙酮和醋酸，试推测其结构,主要参考文献 1.陈耀祖.有机分析.北京.高等教育出版社.1981 2.薛松.有机结构分析.合肥.中国科学技术大学出版社.2005 3.孟令芝,何永炳.有机波谱分析.武汉.武汉