国庆化学汪毓海讲义——四谱
汪小兰有机化学第四版CAI教学配套课件
21
Ⅰ、烯 烃 > 三、烯烃的物理性质
在常温下,C2-C4的烯烃为气体,C5-C16的为 液体,C17以上为固体。沸点、熔点、比重都随分 子量的增加而上升,比重都小于1,都是无色物质, 溶于有机溶剂,不溶于水。
主 链 选 择 (1) X
C2= HC2- C3 H
(2) X
C2-HC2-H C3H
(3)
1 2 3 4 5 6 编 号 正 确
C3-HC=C 2- C H-H 3C- C HH
6
4 3 2 1 编 号 错 误
C3H C3H
2-乙基-1-戊烯
2,5-二甲基-2-己烯
12
Ⅰ、烯 烃 > 二、烯烃的异构和命名
双键( C=C) = σ键 + π键
3
Ⅰ、烯 烃 > 一、乙烯的结构 CH2=CH2
CH3CH3
Ⅰ、烯 烃 > 一、乙烯的结构 杂化轨道理论认为,碳原子在形成双键时是以另 外一种轨道杂化方式进行的,这种杂化称为sp2杂化。
2p
2s 激发态
sp2杂化
2p
sp2 sp2 sp2 杂化态
一个sp2
三个sp2 的关系
18
Ⅰ、烯 烃 > 二、烯烃的异构和命名
同理:(CH3)3C- > CH3CH(CH3)CH- > CH3)2CHCH2> CH3CH2CH2CH2-
③ 当取代基为不饱和基团时,则把双键、三键 原子看成是它与多个某原子相连。
19
Ⅰ、烯 烃 > 二、烯烃的异构和命名
Z、E命名法的具体内容是:
波谱分析 绪论
本课程内容,目的及要求
介绍四谱与各种有机化合物结构的关系,各谱的
解析技术以及运用四谱综合进行有机化合物的结构测定 能解析一般的图谱,掌握各谱原理、各种化合物谱图的 特点及应用各谱解析未知化合物。应了解各谱的长处及 解决的结构类型 应用多种谱图,互相取长补短
质与光相互作用为条件,建立物质分子结构与电磁辐射之间 的相互关系,从而进行物质分子几何异构、立体异构、构象 异构和分子结构分析及鉴定的方法。该法主要包括: 紫外吸收光谱法(UV) Ultraviolet absorption spectrometry 红外吸收光谱法(IR) 吸收光谱 Infrared absorption spectrometry 核磁共振波谱法(NMR) Nuclear Magnetic Resonance spectrometry 质谱分析法(MS) Mass spectrometry
波谱分析
有机结构波谱分析
物质与电磁辐射相互作用时,能够引起分子内部某种 运动,从而吸收某种波长的电磁辐射,将电磁辐射信号强 度对波长或波数记录下来就得到所谓的光谱,用于物质结 构的分析,称为有机化合物波谱解析。
有机分子 + 电磁辐射源自选择性吸收 仪器记录光谱
波谱分析原理概述
《有机化合物波谱解析》主要是以光学理论为基础,以物
200-800nm——电子运动能级跃迁——紫外及可见光谱; 2.5-25μm——分子振、转能级跃迁——红外光谱; 60-600MHz——核在外加磁场中取向能级跃迁——核磁共振谱。
波谱分析法一般包括紫外光谱分析、红外光谱分 析、核磁共振波谱分析和质谱分析法。基于光吸 收原理进行分析。
质谱分析:基于化合物分子在真空条件下受电子 流轰击或其它方法形成离子,同时发生某些化学 键有规律的断裂形成离子碎片。
合工大高鸿宾有机化学第四版课件4章二烯烃a
4.4 离域体系的共振论表述法
4.4.1共振论的基本概念 4.4.2 书写极限结构式遵循的基本原则 4.4.3 共振论的应用及其局限性
(1) 共振论的应用 (2) 共振论的局限性
4.4 离域体系的共振论表述法
4.4 离域体系的共振论表述法 4.4.1 共振论的基本概念
• 共振论是鲍林(L.Pauling)于20世纪30年代提出的。 • 共振论认为:不能用经典结构式圆满表示的分子,
CH2=CH-Cl
-
+
CH2-CH=Cl
C.判断反应机理
由于下列共振存在,使得丙烯的α-H易进行自由基卤代反 应。
4.4 离域体系的共振论表述法
③ 所有的极限结构式中,配对的或不配对的电子数目 应保持一致。
例如:
CH2=CH-CH2
CH2-CH=CH2
CH2=CH CH=CH2
CH2=CH C+H-C-H2
C- H2-C+H CH=CH2
4.4 离域体系的共振论表述法 4.4.3 共振论的应用及其局限性 (1) 共振论的应用
根据共振论,烯丙基正离子可表示为:
C+H2-CH=CH2
CH2=CH-C+H2
4.4 离域体系的共振论表述法
共振极限结构式能量标准
① 两个或两个以上能量最低而结构又相同或接近相同的式子, 它们参与共振最多,对共振杂化体的贡献最大,真实分子 的能量也更低,更稳定。例:
对共振杂化体贡献最大
C+H2-CH=CH2
CH2=CH-C+H2
对共振杂化体贡献最大
4.4 离域体系的共振论表述法
② 各共振极限结构式中,共价键的数目越多,其能量越低。 例: CH2=CH CH=CH2 比 C+H2-CH CH-C-H2 稳定。 ③ 电荷没有分离的共振极限结构式稳定。 例: CH2=CH CH=CH2 比 C+H2-CH CH-C-H2 稳定。
汪小兰有机化学课件(第四版)6--副本
C H 3 C H 3C HB r+ OH-
C H 3 C H 3C HO H+ Br-
2-丙醇
第十页,编辑于星期一:十九点 二十五分。
CH3 CH3 CBr + H2O
沸腾
CH3 CH3 COH+ Br-
CH3
CH3
2-甲基-2-丙醇
C H 2C lH 2O
C H 2O H
但在一般条件下
Cl H2O
R 仲(第二)卤代烃
第三页,编辑于星期一:十九点 二十五分。
• 异构体:
CH3CH2CH2CH2Br
CH3CHCH2Br CH3
CH3CH2CHCH3 Br
CH3 CH3 C Br
CH3
第四页,编辑于星期一:十九点 二十五分。
二、命名
1、系统命名法:卤素作为取代基
选择连有卤原子在内的最长碳链作为母体(不饱和烃还应 包含不饱和键);
+
乙胺
CH3CH2NH2CH2CH3
Br-
CH3CH2Br + CH3CH2NH2
(CH3CH2)2NH 二乙胺
CH3CH2Br + (CH3CH2)2NH
(CH3CH2)3N 三乙胺
CH3CH2Br + (CH3CH2)3N
(CH3CH2)4N+Br-
溴化四乙铵 (季铵盐)
第十四页,编辑于星期一:十九点 二十五分。
Br CH3 CHCHCHCH3
1
2 3 45
4-溴-2-戊烯
2、某些卤代烃惯用的名称
Br BrCH3 CH3CHCH2CHCHCH3
6 5 4 3 21
2-甲基-3,5-二溴己烷
波普学分析未知化合物
氢的最简比总和或其整数倍— 碳原子数 =(分子量 氢的最简比总和或其整数倍 (分子量—氢的最简比总和或其整数倍 其它原子质量) 其它原子质量)/12
可能分子式 不饱和度 8 碳原子数= 198-14-16)/12=14 碳原子数=(198-14-16)/12=14 C14H14O 碳原子数= 198-2*14-16)/12=13 碳原子数=(198-2*14-16)/12=13 C13H28O 0 碳原子数= 198-14-2*16)/12=13 碳原子数=(198-14-2*16)/12=13 C13H14O2 7 碳原子数= 198-14-4*16)/12=10 碳原子数=(198-14-4*16)/12=10 C10H4O4 8 : : :
例2·某未知物不含氮、卤素和硫,分子量为198, 某未知物不含氮、卤素和硫,分子量为198, 它的UV、IR和 它的UV、IR和1H—NMR谱分别见图1、图2、图3, NMR谱分别见图 谱分别见图1 试推测该未知物的结构。 试推测该未知物的结构。
图1 未知化合物的UV UV
图2 未知化合物的IR IR
例3.某未知物IR、1H—NMR、13C—NMR和MS谱分 3.某未知物 、 某未知物IR NMR、 NMR和MS谱分 别见图7 20、 21和图 22。 和图7 别见图7-19 、图7-20、图7-21和图7—22。试推测该未知 物的结构。 物的结构。
解:IR谱中,3350cm-1处的强吸收是缔合OH; 3000~2850cm-1区间的强吸收为饱和碳的C—H伸缩振 动;1385cm-1、1365cm-1强度大约相等的双峰为— CH(CH3)2;1065cm-1处的强吸收为C—O(伯醇)伸缩振 动。
13C-NMR谱:指出共有4种化学环境不同的碳。根 据IR和1H—NMR推导的结构片断,可构成4中不同的碳 原子结构式:
《选修4 化学反应原理》知识点总结
一、焓变、反应热要点一:反应热(焓变)的概念及表示方法化学反应过程中所释放或吸收的能量,都可以用热量来描述,叫做反应热,又称焓变,符号为ΔH,单位为kJ/mol,规定放热反应的ΔH为“—”,吸热反应的ΔH为“+”。
特别提醒:(1)描述此概念时,无论是用“反应热”、“焓变”或“ ΔH”表示,其后所用的数值必须带“+”或“—”。
(2)单位是kJ/mol,而不是kJ,热量的单位是kJ。
(3)在比较大小时,所带“+”“—”符号均参入比较。
要点二:放热反应和吸热反应1.放热反应的ΔH为“—”或ΔH<0 ;吸热反应的ΔH为“+”或ΔH >0∆H=E(生成物的总能量)-E(反应物的总能量)∆H=E(反应物的键能)-E(生成物的键能)2.常见的放热反应和吸热反应①放热反应:活泼金属与水或酸的反应、酸碱中和反应、燃烧反应、多数化合反应。
②吸热反应:多数的分解反应、氯化铵固体与氢氧化钡晶体的反应、水煤气的生成反应、炭与二氧化碳生成一氧化碳的反应3.需要加热的反应,不一定是吸热反应;不需要加热的反应,不一定是放热反应4.通过反应是放热还是吸热,可用来比较反应物和生成物的相对稳定性。
如C(石墨,s)C(金刚石,s)△H3= +1.9kJ/mol,该反应为吸热反应,金刚石的能量高,石墨比金属石稳定。
二、热化学方程式的书写书写热化学方程式时,除了遵循化学方程式的书写要求外,还要注意以下几点:1.反应物和生成物的聚集状态不同,反应热的数值和符号可能不同,因此必须注明反应物和生成物的聚集状态,用s、l、g分别表示固体、液体和气体,而不标“↓、↑”。
2.△H只能写在热化学方程式的右边,用空格隔开,△H值“—” 表示放热反应,△H值“+”表示吸热反应;单位为“kJ/mol”。
3.热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示该物质的物质的量,并不表示物质的分子数或原子数,因此,化学计量数可以是整数,也可以是分数。
4.△H的值要与热化学方程式中化学式前面的化学计量数相对应,如果化学计量数加倍,△H也要加倍。
汪小兰有机化学第四版第四章-环烃
总目录
说明:
• 小环不稳定,虽然它们的分子中都没有不 饱和键, 但却能与氢气、卤素、卤化氢 等试剂发生c—c键断裂的开环加成反应。
• 随着环的增大,开环加成活性降低。
总目录
三、小环对氧化剂稳定
KMnO4/ H+
COOH
+
O
总目录
第三节 环烷烃的结构与稳定性
一、环丙烷的结构 1. 环张力的提出
(109.5°- 60°)/2 = 24.75°
总目录
2. 弯曲键的概念
总目录
C—C原子间不连成直线,而是弯曲重叠,比
σ 键弱,又有别于π 键,介于两者之间,更 接近π 键。
电子云分布在C—C外侧,易被亲电试剂进 攻,有一定的烯烃性质。
3. 燃烧热和非平面结构
燃烧热是指1 mol化合物完全燃烧生成二氧化碳和水时所放出的热 量。它反映了分子的内能大小。
三、定位效应的应用
第五节 多环芳烃
一、联苯
二、稠环芳烃
第六节 非苯系芳烃
一、芳香性的几个特征
二、休克尔规则
三、非苯芳烃
四、大环芳烃
40
第一节 苯的结构
一、苯的凯库勒式
H H
H H
简写:
符合实验事实:
H
① 满足C的四价性; ② 一种一元取代物;
③ 三种二元取代物。
H
不符合实验事实: ① 难与Br 加成; ② 一种邻二2 取代物。
•烃
氢化热 (kJ/mol) 离域能(kJ/mol)
离域能(共轭能)越大,共轭体系越稳定。
.
52
四、苯分子结构的共振论解释
1. 共振论的基本要点
(1)各种可能的经典结构——极限式; (2)共振符号(); (3)真实分子是各种极限式的共振杂化体; (4)各种极限式的贡献不同。
有机化合物的四谱解析
例: 计算C3H4Cl2的 M:M+2:M+4 的相对强度 解:氯的同位素比值为3:1,则用二项式计算: (3+1)2 = 9 + 6 + 1
所以 C3H4Cl2 中氯元素在质谱中峰的强度比是: 9:6:1
9:6:1
23
3. 官能团和化合物类型
质谱中各种碎片离子峰可以提供一些重要的官能团信息。 a) 重要的低质量端离子。如m/z29可能是C2H5或CHO。 b) 高质量离子的研究。通常研究分子离子与高质量碎片离子
Nc = 100 [M+1] = 100×6.6 = 6
1.11 [M]
1.11×100
20
溴和氯都是A+2元素,而且两种同位素的丰度都比较高 79Br:81Br=100:98≈1:1 35Cl:37Cl=100:32.5≈3:1
如果分子中含有一个溴或氯,则质谱图上分子离子峰就会有两 个相差两个质量单位的 M 和 M+2 峰,它们的强度比约为 1:1 和 3:1 。
四 大
核磁共振谱(NMR)——C-H骨架及所处化学环境 谱
X-射线单晶衍射 —— 立体结构
(1) 样品用量少,一般2~3 mg(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。
4
波动性 光
ν=
c λ
常见同位素的丰度表
A
A+1
A+2
C
100
1.11
H
100
0.015
N
100
0.37
O
100
0.04
有机化学十八章 四谱简介
分子吸收紫外光能引起价电子的跃迁。在有机物分 子中,价电子有三种类型,即σ键电子、π键电子和 未成键的孤对电子(n电子),这些价电子吸收一定能 量后,由基态跃迁到激发态。按分子轨道理论唷成键 轨道跃迁到反键轨道。即发生了σ→σ*、π→π*、 n→π* 、 n→σ* 跃迁。
●
由于σ电子结合得很牢固,在成键轨道中能级最低, 而在反键轨道中能级最高。因此σ→σ* 所需能量最 大,仅在远紫外区发生吸收。 含有不饱和键的化合物,由于电子的能量较高,因此 π→π* 跃迁较σ→σ* 容易。两个或两个以上π键形 成的共轭化合物一般在近紫外区发生吸收。有些基团既 存在双键又含有孤对电子,如C=O、N=O、N=N等,它们 除可以进行π→π* 跃迁外,还可以进行n→π* 跃迁。 n→π* 跃迁能量低于π→π* 跃迁。 所以,π→π* 和 n→π* 跃迁在紫外光谱中才有实际意义。
1,2-二溴乙烷的核磁共振谱
在CH2Br-CH2Br中,四个质子是等 同的,所以得到一个单峰,由于CH2-上质子受到溴原子的吸电子的影 响使其电子云密度降低,受到屏蔽 效应小,核磁共振在低场发生,于
是δ增加δ≈3.5。
●
乙苯的核磁共振谱
乙苯的谱图上有三组峰,说明分子中有 三种类型的质子,在低场发生共振用波 长作为横坐标,以 mol吸收系数(k) 为纵坐标。光谱中 吸收峰的位置表示 物质吸收光波的波 长,即在该波长下, 分子中的价电子吸 收能量并发生跃迁。
* 紫外光谱与有机分子结构的关系
●
紫外光谱主要适用于分子中具有不饱和键结构的有机 化合物。由于分子结构不同,使电子跃迁所吸收的能 量就有差异,因而不同的化合物可以表现出不同的紫 外吸收光谱。含有不饱和键的化合物的分子对光吸收 的波长,随着共轭体系的增长而增大。这是由于π-π 共轭效应使π电子离域,容易进行π→π*跃迁。
有机化学的四谱综合解析
COSY谱图
堆积图
平面等值线图
1-氯-2-丙醇
1H-1H
COSY图
1-氯-2-丙醇的 1H-13C COSY图
波谱综合解析
波谱解析的基本知识 波谱解析的基本步骤 波谱解析的技巧策略 实例 习题
波谱解析的基本步骤
看谱 识谱 从每一张谱图中尽可能找出所提示的有机 化合物的结构信息,列出结构片段 综合各类谱图提供的结构信息,将结构信 息按照化学逻辑进行“拼装” 将“拼装”的结构对照波谱图验证
CH3 H3C Si CH3 CH3
四甲基硅烷
(tetramethylsilane, TMS)
3、Si的电负性比C小,TMS中的氢核和 碳核处在高电子密度区,产生大的屏蔽效 应,与绝大部分样品信号之间不会相互重 叠 4、TMS沸点低(270C),容易除去
自旋-自旋耦合
核磁共振氢谱图
CH2CH3
屏蔽效应
原子核有核外电子,即核外存在一定的电子云分布
核外电子云受H0的诱导,产生一个方向和H0相反、大小和 H0成正比的诱导磁场
此诱导磁场使原子核实际受到的外磁场强度减小
这种作用被称为核外电子对原子核有屏蔽作用 屏蔽作用大小用屏蔽系数σ表示
屏蔽作用的结果
化学位移的定义
样 标 6 6 10 10 标 振荡器频率
邻位取代:3条谱线;
间位取代:4条谱线;
单取代苯:4条谱线;
两个不同基团邻、间位取代:6条谱线。
④羰基和叠烯区:
150~200 ppm 或更低
>200一般属于醛酮; 160~200属于酸、酯、酸酐
6、推出结构单元并进一步组合成若干可能 的结构式 7、对碳谱进行“指认”,找出最合理的化 学结构式 同时需要注意的是:1H谱和13C谱是相互 补充的,如果未知的化合物也有1H谱提供, 将两者结合起来一起进行分析,有助于结 构推测的准确性
四谱解析
3.56
0.6Leabharlann 2三7.2
1.5
5
单
3.15
0.3
1
单(氘代后消失)
OH
IR图中数据如下:
3350cm-1
1050cm-1
缔合羟基
C—O伸缩振动 ν
C H
3030,3070,3090 cm-1
1610,1500 cm-1是苯环的骨架振动产生的吸收峰 750,700 cm-1是单取代苯的吸收带
四谱综合解析
CH(CH3)2
CHO
可能的结构为:丙酸乙酯
某未知化合物分子式为C8H10O,在正己烷中测得 λ max=257nm。其质谱、红外光谱和核磁共振谱 如图1,2和3所示。试确定该化合物的结构。
CH2CH2OH
解:该化合物的不饱和度为4,可能有苯环。 NMR图中数据如下:
某未知物C7H12O3的IR,NMR,MS图如下,试推断其结构。
O H3C C
O CH2CH2C
O
O H3C C
O CH2CH2C OH
O H2CH2CH3C C CH2CH2CH3
H3C CH H3C O CH
CH3
CH3
该化合物的不饱和度为0 NMR图中数据如下:
δ 重峰数 峰高 含氢数 基团 0.9 单重峰 4.5cm 9H 叔丁基-C(CH3)3 羟基-OH
3.2
单重峰
0.5cm
1H(氘代后消失)
4.1
单重峰
1.0cm
2H
亚甲基-CH2
IR图中数据如下: 3640cm-1 3360cm-1 游离羟基 缔合羟基
第九章原子结构与元素周期律- 幻灯片1
f 轨道在空间有七种不同取向
n 和l相同,但m不同的各原子轨道的
能量相同,称为简并轨道或等价轨道。
原子轨道由n、l、m三个量子数确定, 一组特定的n、l、m ,就可确定一个相应的 波函数n,l,m(r,,)即原子轨道。量子数n、l、
m的组合是有规律的。例如:
n =1 l =0 m =0 (1,0,0) 1 ,0 ,0
l=0 , m = 0
s 轨道为球形对称,无方向性,在空间只
有一种取向
l=1 , m = -1,0,+1
p轨道在空间有三种不同取向: px、 py 、 pz
l=2 , m = -2,-1 , 0,+1,+2
d 轨道在空间有五种不同取向:dxy 、dxz 、
、 、 dyz
d x2 y2
d z2
l=3 , m = -3, -2,-1 , 0,+1,+2 ,+3
1 ( r )er 2a0 24πa03 a0
1 4
2π1a03(ar0)er 2a0 sincos
1 ( r )er 2a0 24πa03 a0
1 1 (r)er2a0sinsin
4 2πa03 a0
1 ( r )er 2a0 24πa03 a0
Y( , )
1 4π 1 4π 3 cos
量子数简述:
(一)主量子数n
主量子数n是决定原子中电子能量高低
的主要因素,其取值n=1,2,3, 。 n值 越小,电子离核越近,能量越低; n 值越
大,电子离核越远,能量越高。在氢原子 或类氢离子中,电子的能量完全由主量子 数 n 决定。
Enn122.181018J
在一个原子中,常称 n 相同的电子 为一个电子层。当 n=1,2,3,4,5, 6,7 时,分别称为第一,二,三,四, 五,六,七电子层,在光谱学上相应地 用符号 K,L,M,N,O ,P,Q 表示。
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2009-10-3一.基础知识:1 .红外光谱及红外光谱仪: (1)红外光: 近红外区:0.76~2μm 中红外区:2~25μm 即一般所指“红外光区” 远红外区:25μm以上 (2)红外光谱: 又称振转光谱。
1 2红 外 光 谱认识红外分光光度计 *测试样品的处理: 气体——直接导入气体样品池; 液体——配成溶液或直接注入液体样品 池(液膜法); 固体——溴化钾压片法、石蜡油研糊法。
(4)红外光谱图:波长线性:2~25 μm等间距。
波数线性: 4000~2000 cm –1等间距,2000~650 cm –1等间距。
3横坐标——波长(μm)或波数(cm –1)纵坐标——透射比(T=I/I0),透射百分数(T%)42 .分子振动类型: (以-CH2-为例) (1)伸缩振动ν:键长变化,键角不变。
对称伸缩振动(νs) 不对称伸缩振动(νas) ( )弯曲振动 :键长不变,键角变化。
(2)弯曲振动δ:键长不变,键角变化。
面内弯曲(剪式) 面内弯曲(平面摇摆) 非平面摇摆、扭曲(面外弯曲) 按能量高低顺序,可排列为:νas>νs>δ。
5ex 1. H2O分子的吸收峰: 非线性分子,振动自由度=3。
透射 T%(2)对称伸缩 νs (3)弯曲振动 δ(1)不对称伸缩 νas 4000cm -1 600cm –1能量:νas>νs>δ。
612009-10-3ex 2. CO2:a. O=C=O b. O=C=O c. O=C=O d. O=C=O影响基频峰位置的因素: (1)电子效应: a.用-CH3代替-H : 波数下降。
CH3CH=O 1730cm-1 C6H5CH=O 1700cm-1 CH3COCH3 1715cm-1 C6H5COCH3 1680cm-1透射 T% 不对称伸缩振动 4000cm -1弯曲振动∴斥电子基使吸收峰向低频方向移动。
b.加入-Cl的吸电子作用:波数增加。
CH3COCH3 1715cm-1 CH3COCH2Cl 1730~1750cm-1 ∴吸电子基使吸收峰向高频方向移动。
7 8600cm –1ex3. O2:振动自由度= 1。
ex1.酰基化合物:R CO HνC=O 1730cm-1 1800cm-1 –I > +C 1650~1690cm-1 –I < +Cex2.斥电子基对苯环的活化作用:O H C CH3νC=O 1680 cm –1 (A) 1650 cm –1 (B) 1670 cm –1O R C ZRO C ClO HO C CH3O R C NH2O CH3O C CH3可通过相应的光谱数据推断诱导效应(–I)与 共轭效应(+C)的相对强度。
9(A)比(B)ν下降的多, 说明–OH斥电子能力大于–OCH3。
10(2)空间效应: a. 空间位阻(νC=O) :O C C CH3b. 环张力:CH2CH2CH2O C CH3νC=C(cm-1) 1650O1660O1680O O(A)1663cm-1(B)1693cm-1νC=O(cm-1) 171617451775185011在环外双键的环烷系化合物及酯环酮系化 合物中,随环张力的增大,吸收峰向高波数方 向移动。
1222009-10-3(3)氢键效应: a.分子内氢键形成的影响: νO-HOHO C Rb.分子间氢键形成的影响: νC=OEt O HEt O H2Et O H n~3610 cm-1 ~1700 cm-1游离体(<0.01M) ν O-H 3640 cm-1二聚体 3515 cm-1多聚体(>1M) 3350 cm-1H O C O R133200~2500 cm-11655~1635 cm-114(4)溶剂影响: ex.羧酸中羰基的伸缩振动频率:O三.红外光谱解析:νC=O 1. 特征谱带区和指纹区(表3-1) :特征谱带区 指纹区 1300~600cm –1非极性溶剂 乙醚中 碱性溶液中C OH O C OHO C O1760cm-1 1735cm-1 ν as 1610~1550cm-1 ν s 1400cm-115范围 特点 用途4000~1300cm -1高频区,峰稀疏,易辨认 低频区,峰密集, 高频区 峰稀疏 易辨认 低频区 峰密集 影响大 确定官能团及类型 确认有机物 (几何异构、芳环取代)类型重键 C-X单键 (C=C,C=N,C=O,叁键) (X=C,N,O) X-H键(X=C,N,O)162. 吸收峰强度(谱带强度): a.极性基团振动时偶极矩的变化大,吸收强; b.分子振动能级的跃迁几率高者,吸收强。
c.强度表示方法: vs 很强( > 200), 很强(ε s 强(ε 75~200), m 中等强度(ε 25~75), w 弱(ε 5~25), vw极弱( ε 0~5)。
173. 相关峰: 将一种基团的多种振动形式所产生的 相互依存又相互佐证的峰称为相关峰。
ex. 甲基-CH3的相关峰包括: νCH(as) ~2960cm-1, νCH(s) ~2870cm-1, δCH(as) ~1470cm-1, δCH(面外) ~720cm-1。
伸缩振动 (对称、不对称) 弯曲振动 面内、面外)δCH(s) ~1380cm-1, (对称、不对称;1832009-10-34. 红外光谱八区段: 表3-2 红外光谱八区段波数/cm-1 1.3650~2500 2.3300~3000 3.3000~2700 3.3000 2700 4.2275~2100 5.1870~1650 6.1690~1590 7.1475~1300 8.1000~ 670 波长/μm 2.74~3.64 3.03~3.33 3.33~3.70 3 33 3 70 4.40~4.76 5.35~6.06 5.92~6.29 6.80~7.69 10.0~14.83 键的振动类型 νO-H,νN-H(伸缩振动) νC-H(≡C-H,C=C-H,Ar-H) νC-H( CH3,-CH2-,C-H,O=C-H) (-CH CH C H O=C H) νC≡C,νC≡N νC=O(酸,醛,酮,酰胺,酯,酸酐) νC=C(脂肪,芳香) δC-H(面内弯曲) δC-H(=C-H、Ar-H)(面外弯曲)195.醇:——1-庚醇的红外光谱图 (1)3350 cm -1附近: O-H伸缩振动,为羟基的特征吸收峰。
(2)1060 cm -1附近: C-O伸缩振动,强吸收。
据伯仲叔醇与酚的不同: 伯醇——1050 cm –1,仲醇——1100 cm –1, 叔醇——1150 cm –1,酚——1200 cm –1。
206.酚:——液态苯酚的红外光谱图 (1)3300 cm-1: O-H键伸缩振动(宽而强的峰)。
(2)1230 cm-1: C-O伸缩振动。
1 (3)1330 cm-1: O-H键弯曲振动。
(4)~3000 cm-1附近: =C-H伸缩振动。
(5)1620~1430 cm-1: 苯环骨架振动。
2110.羧酸:——己酸的红外光谱图 (1)2700cm-1附近: C-O伸缩振动和O-H伸缩振动的偶合。
(2)1720cm-1: C=O伸缩振动。
(3)1420 cm-1: O-H面内弯曲振动。
(4)1392 cm-1: C-O伸缩振动。
(5)940 cm-1附近: 羧酸二聚体O-H…O键的面外弯曲振动。
2211.酯:——乙酸苯酯的红外光谱图 (1)1760 cm-1 : C=O的伸缩振动。
(2)1200 cm-1附近: C-O-C的对称及不对称伸缩振动。
(3)1390 cm-1: O=C-CH3中C-H键的弯曲振动。
(4)1600~1430 cm-1: 苯环的骨架振动。
23 24第 二 章紫 外 光 谱42009-10-3一.基本原理:1.紫外光谱及紫外光谱仪: (1)紫外光:0 100 200 300 400 500 600 700 800 (nm) 可见光区 红外区 远紫外区 近紫外区2.电子跃迁类型: σ→σ* 跃迁类型n→σ*π→π*n→π*紫蓝青绿黄橙红远紫外区(4~200nm): ——真空紫外区 近紫外区(200~400nm): ——石英紫外区 (2)紫外光谱: (3)紫外光谱仪:25吸收峰λ ~150nm ~200nm ~200nm 200~400nm C-C C=C C=N∶ C-N∶ 官能团 C-H C=O∶ C-O∶ (C≡C) (键型) C N C=N C X∶ C-X∶ C S∶ C=S∶ C=O C-S∶ C=S 化合物 类型 饱和化合物 含杂原子: 单键型 不饱和化合物 双键型,共轭26• 3. 发色团和助色团: • (1)发色团: • 分子中能吸收紫外-可见光的结构系统称 为发色团。
• C=C,C≡C: • π—π π σ σ π σ σ π π*,π—σ*,σ—π*,σ—σ* ; • C=O ,C=C-O- : • n—π*,n—σ*,π—π*,π—σ*,σ—π*,σ—σ* . • (2)助色团: • -OH,-OR,-NHR,-SH,-SR,-Cl, -Br,-I。
274. 吸收强度与Lambert-Beer定律: A = EcL= -log I/I0 A — 吸光度 (吸收度、光密度); C — 溶液浓度(mol/l); L — 吸收池中液层厚度(cm); E — 吸收系数 (消光系数) ; I — 透射光强度, I0 — 入射光强度, I/I0 =T — 透射率 (透光率)。
L-B定律的物理意义: 溶液的吸收度(A)与溶液中物质的浓度(C) 及液层的厚度(L- cm)成正比。
285. 紫外光谱图: εmaxlogε (ε)ex. 丙酮:C=O的电子 跃迁可有两种:π→π*:190 nm(ε1860) 远紫外区(ε max);二.紫外光谱与吸收带关系:• 吸收带:跃迁类型相同的吸收峰称吸收带。
• 1.吸收带类型: • (1) R带: • p-π共轭体系引起的n→π*跃迁。
• C=O,-NO2等: max>270nm, , 等:λ , • ε max <100(logε<2) • ex.CH3COCH3 n→π* λmax 280nm ε max13 292.4nm 11.8 • CH3CH=O n→π* * 315nm 14 • CH2=CHCH=O n→π30λmax200 λ(nm) 280n→π*:280 nm(ε13) 近紫外区(λmax)。
300横坐标:λ(nm) ,表示吸收峰波长。
纵坐标:logεorε,表示吸收峰强度;2952009-10-3(2) K带: 共轭体系中π→π*电子跃迁产生的吸收带。