有机波谱分析
有机化合物波谱分析
有机化合物波谱分析有机化合物波谱分析是一种重要的手段，可用于确定有机物的分子结构和功能基团。
其中，核磁共振波谱（NMR）和红外光谱（IR）是两种常用的波谱技术。
本文将重点介绍这两种波谱分析技术的基本原理、应用和解读方法。
核磁共振波谱（NMR）是一种基于核自旋的波谱分析方法。
它通过测量核自旋与外加磁场相互作用导致的能量变化来获得信息。
核磁共振波谱图通常由若干个特征峰组成，每个峰对应于一种不同类型的核。
峰的位置称为化学位移，可以通过参考物质（如四氯化硅）来标定。
峰的形状和强度可以提供有关分子结构和相互作用的信息。
核磁共振波谱提供了关于有机分子的碳氢骨架以及官能团、取代基等信息，因此在有机化学和药物化学领域有广泛应用。
红外光谱（IR）是一种基于分子振动的波谱分析方法。
它通过测量物质吸收红外辐射的能量来获得信息。
由于不同分子具有不同的振动模式和结构，它们吸收红外辐射的方式也不同。
红外光谱图通常由一系列特征峰组成，峰的位置称为波数，可以用来标识不同的官能团和化学键。
峰的强度和形状可以提供关于分子的结构和取向的信息。
红外光谱在有机化学、聚合物化学和无机化学等领域都有广泛的应用。
在进行有机化合物波谱分析时，需要先对样品进行样品制备。
核磁共振波谱通常需要溶解样品，然后将溶液转移到核磁共振管中进行测量。
红外光谱则可以对固体、液体和气体样品进行测量，通常需要将样品制备成固体片或涂在透明载体上。
波谱仪器通常会提供相应的样品制备方法和参数设置。
在分析核磁共振波谱和红外光谱时，需要注意以下几个方面。
首先，对于核磁共振波谱，要正确解读峰的化学位移。
化学位移受到许多因素的影响，如官能团、电子效应、取代基等。
因此，需要结合文献和经验来确定不同类型核的化学位移范围。
其次，对于红外光谱，要正确解读峰的波数。
不同的官能团和化学键都有特定的波数范围，可以用来确定它们的存在。
最后，对于波谱图的解读，需要综合考虑各种信息，如位置、形状、强度和相对强度等。
《有机波谱分析》课件
1
主要内容：
有机波谱分析 ①红外光谱 ②紫外光谱 ③核磁共振谱(包括1HNMR和13CNMR) ④质谱(包括色质联谱) 。
2
第一章 红外光谱
3
1.1 概述
•
红外光谱具有测定方法简便、迅速、所需
试样量少，得到的信息量大的优点，而且仪器
价格比核磁共振谱和质谱便宜，因此红外光谱
在结构分析中得到广泛的应用。
根据存在的化学键和官能团以及其他结构 信息，通过与标准谱图的对比推断分子结构， 进行定性分析。
5
3.定量分析 红外光谱适用于一些异构体和特殊体系的
定量分析，它们的红外光谱尤其是指纹区的光 谱各有特征，因此可利用各自特征吸收峰的强 度定量。 4.鉴定无机化合物
不要认为红外光谱只能鉴定有机物，它也是 鉴定无机物很好的手段之一，例如络合物的研 究，地矿科学的研究也普遍采用红外光谱。
双原子分子中原子是通过化学键联结起来 的，可以把两个原子看成是两个小球，把化学键 看作质量可以忽略不计的弹簧，如图1-3所示。它 们在平衡位置附近作简谐振动。
图1—3 双原子分子振动示意图
A—平衡状态；B—伸展状态
16
根据虎克定律双原子分子的频率公式为：
基团和化学键的特征频率取决于化学键 的强弱和化学键所连接的两个原子的质量。
• 中红外区（波长范围2.5-25μm）(4000-400cm-1 )
分子中原子振动的基频谱带在此区。所谓基频是分子从 基态跃迁到第一激发态的共振吸收频率。此区适用于有机化 合物的结构分析和定量分析。
• 远红外区（波长范围25—1000μm）(400-10cm-1 )
主要是分子的骨架弯曲振动及无机化合物重原子之间的 振动，金属有机化合物、金属络合物的伸缩和变角振动等， 主要用于研究分子结构及气体的纯转动光谱。各类化合物在 远红外区的吸收规律不如中红外区成熟。
有机波谱分析
有机波谱分析：《有机波谱分析》是2008年7月1日北京理工大学出版社出版的图书，作者是陈洁、宋启泽。
该书论述了紫外光谱、红外光谱、核磁共振氢谱和碳谱、质谱的原理、仪器结构、实验方法和技术、谱图解析以这四种谱在有机定性、定量中的应用。
内容简介：由于《有机波谱分析》既具有一定的理论深度，又有较广泛的使用价值，所以它可供高等院校有关专业的本科生和研究生作为教材用书或参考书，也可供科研及生产部门有关专业的科技人员参考。
前言：有机化学领域内，无论研究何种有机化合物，在分析或合成时都会遇到结构测定的问题。
如果无需复杂的经典化学方法，就能得到结构信息，可大大地满足有机化学日益发展中对有机分析提出的更新更高的要求。
近三四十年来，各种波谱测量技术的出现及其迅速发展，使紫外光谱、红外光谱、核磁共振波谱和质谱法得到了普遍应用。
现在这四种谱已成为鉴定有机化合物以及测定其结构的常用手段，这就使有机分析能力、分析速度、样品需要量等重要方面都取得了很大的进步。
目前，这四种谱在化学工业、石油化工、橡胶工业、食品工业、医药工业等方面都有着广泛的用途。
同时对有机化学、生物化学等的发展也起着积极的推动作用。
因此这门学科已成为有机化学工作者所必须具备的、重要的专业基础知识。
本书是编著者根据多年从事有机波谱分析的教学和科研工作的体会，在为本校化学、化工专业的研究生和本科生的教学编写的“波谱分析”讲义的基础上补充、修改而成。
本书较为详细地介绍了紫外光谱、红外光谱、核磁共振氢谱和碳谱、质谱的基本原理、仪器结构、有关的实验方法和技术、谱图解析以及一些新技术，最后介绍了综合运用这四种谱进行有机物结构推断的应用。
书中对于一些基本原理进行了严密推导，深入阐述其物理意义，因此有较强的理论性。
各章列举了大量实用图例，使介绍的理论与有机物结构密切关联。
本书还介绍了一些有机波谱分析在火炸药方面的应用实例，力求更适合有关专业的学生和科技人员使用。
因编著者1992年在兵器工业出版社已出版《核磁共振原理及应用》一书，所以在本书中核磁共振内容适当减少，读者如有需要了解有关核磁共振的更为详细深入的介绍，请参阅《核磁共振原理及应用》一书。
有机化学波谱分析
质谱的解析方法
谱图解析
01
根据质谱峰的位置和强度，确定有机分子的分子量和结构信息。
同位素峰分析
02
利用同位素峰的强度比推断有机分子的元素组成。
裂解模式分析
03
研究有机分子在质谱仪中的裂解行为，推断有机分子的结构特
征。
质谱在有机化学中的应用
有机分子鉴定
通过比较标准谱图和实验谱图，确定有机分子的 化学结构。
通过自动化和智能化的技术手段，实 现波谱分析与其他分析方法的快速、 高效联用，提高分析效率，减少人为 误差。
波谱分析在有机化学中的新应用
新材料表征
随着新材料研究的不断深入，波谱分析在新型有机材料如高 分子聚合物、纳米材料等的表征中发挥越来越重要的作用。
生物大分子研究
利用波谱分析技术，研究生物大分子如蛋白质、核酸等的结 构和功能，有助于深入了解生物体系的复杂性和相互作用的 机制。
通过有机化学波谱分析，可以确定有机化合物的分子量、官能团、化学键等结构信息，有助于深入了解 有机化合物的性质和反应机理。
有机化学波谱分析还可以用于有机化合物的定性和定量分析，为有机化合物的合成、分离、纯化等提供 有力支持。
有机化学波谱分析的发展趋势
随着科技的不断进步，有机化学波谱分析技术也在不 断发展，新的技术和方法不断涌现。
THANKS
感谢观看
高灵敏度检测
利用新型的信号处理技术和高精度的 检测设备，提高波谱分析的灵敏度和 分辨率，有助于更准确地鉴定有机化 合物的结构和性质。
波谱分析与其他分析方法的联用
联用技术
将波谱分析与其他分析方法如色谱、 质谱、核磁共振等联用，可以实现更 全面、准确的分析，提高复杂有机混 合物的分离和鉴定能力。
有机波谱分析总结
有机波谱分析总结有机波谱分析是有机化学中一项重要的分析技术，通过对有机化合物的波谱进行分析，可以确定其结构和功能基团，对于有机合成、药物研发等领域有着广泛的应用。
本文将对有机波谱分析的原理、常见波谱技术和分析方法以及应用进行总结。
一、有机波谱分析原理有机波谱分析主要基于分子中所包含的原子核和电子的转动、振动和电子能级跃迁引起的辐射吸收或发射现象。
通过测量分子在不同频率范围内所吸收或发射的辐射能量，可以得到不同类型的波谱。
有机波谱分析常用的波谱包括红外光谱、质谱、核磁共振谱和紫外可见光谱。
二、常见的有机波谱技术1.红外光谱（IR）：红外光谱是根据有机化合物中的官能团和化学键所具有的振动频率的不同来进行分析的。
通过红外光谱可以确定有机化合物中的官能团，如羧酸、醇、醛等。
红外光谱具有非破坏性、操作简便的特点，广泛应用于有机合成、药物研发等领域。
2.质谱（MS）：质谱是通过对有机化合物中分子离子和碎片离子质量进行测量来分析有机化合物的分子结构。
质谱具有高灵敏度、高分辨率的特点，可以确定分子的组成和相对分子质量，对于有机化合物的鉴定具有重要意义。
3.核磁共振谱（NMR）：核磁共振谱是根据核磁共振现象进行分析的。
通过测量有机化合物中原子核受到外加磁场影响的吸收或发射的辐射能量，可以得到有机化合物中原子核的位置、种类和环境。
核磁共振谱具有高分辨率、非破坏性和无辐射的特点，广泛应用于有机合成、物质鉴定和生物医学研究等领域。
4.紫外可见光谱（UV-Vis）：紫外可见光谱是通过测量有机化合物在紫外可见光区域吸收或发射的辐射能量，以确定有机化合物的电子能级和共轭体系的存在与否。
紫外可见光谱具有高灵敏度和快速测量的特点，常用于有机合成、化学动力学和药物研发等领域。
三、有机波谱分析方法1.结构鉴定法：通过与已知化合物的波谱进行对比，确定未知化合物的结构。
结构鉴定法常用于核磁共振谱和质谱。
2.定量分析法：通过测定化合物在特定波长或波数处的吸光度或吸收峰面积，来确定有机化合物的含量。
有机化学波谱分析知识要点
波谱分析第一章紫外光谱1、为什么紫外光谱可以用于有机化合物的结构解析？紫外光谱可以提供：谱峰的位置（波长）、谱峰的强度、谱峰的形状。
反映了有机分子中发色团的特征，可以提供物质的结构信息。
2、紫外－可见区内（波长范围为100-800 nm ）的吸收光谱。
3、Lamber-Beer 定律适用于单色光吸光度：A= lg(I 0/I) = lc透光度：-lgT = bcA ：吸光度；l ：光在溶液中经过的距离；：摩尔吸光系数，为浓度在1mol/L 的溶液中在1 cm 的吸收池中，在一定波长下测得的吸光度；c ：浓度。
4、有机物分子中含有π键的不饱和基团称为生色团；有一些含有n 电子的基团（如—OH 、—OR 、—NH ２、—NHR 、—X 等），它们本身没有生色功能（不能吸收λ>200 nm 的光），但当它们与生色团相连时，就会发生n —π共轭作用，增强生色团的生色能力（吸收波长向长波方向移动，且吸收强度增加），这样的基团称为助色团。
5、λmax 向长波方向移动称为红移，向短波方向移动称为蓝移（或紫移）。
吸收强度即摩尔吸光系数增大或减小的现象分别称为增色效应或减色效应。
6、电子跃迁的类型：1. σ→σ＊跃迁：饱和烃（甲烷，乙烷）；E 很高，λ<150 nm （远紫外区）。
2. n →σ＊跃迁：含杂原子饱和基团（-OH ，-NH 2）；E 较大，λ150~250 nm （真空紫外区）。
3. π→π＊跃迁：不饱和基团（-C=C-，-C=O ）；E 较小，λ~ 200 nm ，体系共轭，E 更小，λ更大；该吸收带称为K 带。
4. n →π＊跃迁：含杂原子不饱和基团（-C ≡Ｎ，C=O ）：E 最小，λ 200~400 nm （近紫外区）该吸收带称为R 带。
7、λmax 的主要影响因素：1. 共轭体系的形成使吸收红移；2. pH 值对光谱的影响：碱性介质中，↑，吸收峰红移，↑3. 极性的影响：π→π＊跃迁：极性↑，红移，↑；↓。
有机波谱分析的应用
有机波谱分析的应用有机波谱分析是一种常用的分析技术，广泛应用于化学、生物、医学等领域。
通过对有机化合物的谱图进行解析和研究，可以揭示有机化合物的结构、性质和反应特性，为相关研究和应用提供关键信息。
本文将介绍有机波谱分析的基本原理和常见的应用。
一、有机波谱分析的基本原理有机波谱分析主要包括红外光谱、质谱和核磁共振三种常见技术。
这些技术基于有机分子在不同电磁波频段的吸收、发射或散射特性，从而获取有机分子结构和性质的相关信息。
1. 红外光谱红外光谱是利用有机分子在红外光区（波长范围为0.78-1000微米）的吸收特性来分析有机物的结构和功能基团的一种方法。
红外光谱通过检测样品吸收红外辐射的能量，得到红外光谱图，从而确定化合物中的主要化学键和它们的相对位置。
2. 质谱质谱是通过对化合物分子中的正离子进行分析，获得化合物的分子量和结构信息的一种技术。
在质谱中，分子或分子片段在电离源中被电离，形成正离子，然后通过分析正离子的质量/电荷比，确定化合物的分子量和结构。
3. 核磁共振核磁共振是一种利用核自旋在外磁场作用下的共振现象来分析有机物结构和环境的技术。
核磁共振通过测量有机分子中核自旋的共振频率和相对强度，可以确定有机分子的化学环境，分析其分子结构和相互作用。
二、有机波谱分析的应用有机波谱分析技术广泛应用于化学、生物、医学等领域。
以下将介绍几个常见的应用案例。
1. 有机合成的结构确定有机合成是化学领域的一项重要研究。
有机波谱分析技术可以帮助确定有机合成产物的结构。
例如，通过红外光谱可以确定化合物中特定官能团的存在与否，通过质谱可以测定化合物的分子量，通过核磁共振可以确定化合物的结构和官能团的相对位置。
2. 药物分析与药效评价有机波谱分析在药物研究和开发中起着重要作用。
通过红外光谱，可以分析药物中的官能团，从而了解其化学性质和稳定性。
质谱可以用于分析药物的结构、分子量和组成成分。
核磁共振则可以揭示药物的分子结构和化学环境，为药效评价提供重要信息。
有机波谱分析方法
有机波谱分析方法有机波谱分析是一种重要的化学分析方法，可用于确定和确认有机化合物的结构。
在该方法中，通过测量分子在电磁辐射下的吸收、散射、发射等特性，可以获取有关化合物的信息。
有机波谱分析方法包括红外光谱、质谱、核磁共振等。
红外光谱是一种常用的有机波谱分析方法。
它利用化合物中的分子振动和转动引起的光谱响应来分析化合物的结构。
红外光谱能提供化学键的信息，因为不同的化学键具有不同的振动频率。
通过红外光谱，可以确定化学物质中的官能团、分子结构和化学键类型等信息。
质谱是一种通过测量化合物离子的质量来分析其结构的方法。
质谱仪将化合物转化为离子，并在磁场中对其进行加速和分离。
离子在质谱仪中形成离子信号，并使用质谱仪测量离子质量/电荷比。
质谱可提供有机化合物的分子量、分子公式、结构碎片以及其它信息。
核磁共振（NMR）是一种通过测量核自旋在磁场中的行为来获得有机化合物结构信息的方法。
核磁共振通过在高磁场下激发核自旋和检测核自旋的反应来工作。
化合物中的不同核相互作用会导致特定的共振信号，在核磁共振谱图中形成峰。
通过分析核磁共振谱图，可以确定化合物的结构和键合方式。
除了这些常见的有机波谱分析方法，还有许多其他的方法，如紫外光谱、荧光光谱、拉曼光谱等。
这些方法提供了额外的信息，可以与其他波谱方法结合使用，以更全面地分析化合物的结构和性质。
有机波谱分析方法在化学研究和工业应用中起着重要的作用。
它们不仅可以用于结构解析，还可以用于监测化学反应、分析物质成分、检测污染物等。
由于这些方法的高分辨率和灵敏度，它们被广泛应用于有机化学、药物研发、环境监测、食品安全等领域。
总之，有机波谱分析方法是一种重要的化学分析手段，可以用于确定和确认有机化合物的结构。
在有机化学领域，这些方法被广泛使用，并产生了许多重要的科学发现和工业应用。
有机波谱分析要点例题和知识点总结
有机波谱分析要点例题和知识点总结一、有机波谱分析简介有机波谱分析是有机化学中非常重要的分析手段，它能够帮助我们确定有机化合物的结构。
常见的有机波谱分析方法包括红外光谱（IR）、紫外可见光谱（UVVis）、核磁共振谱（NMR，包括氢谱 1H NMR 和碳谱 13C NMR）以及质谱（MS）。
二、红外光谱（IR）（一）原理分子中的化学键在不同频率的红外光照射下会发生振动和转动，从而产生吸收峰。
不同的官能团具有特定的吸收频率范围。
（二）要点1、官能团的特征吸收峰例如，羰基（C=O）在 1700 1750 cm⁻¹有强吸收峰；羟基（OH）在 3200 3600 cm⁻¹有宽而强的吸收峰。
2、影响吸收峰位置的因素包括诱导效应、共轭效应、氢键等。
（三）例题例 1：某化合物的红外光谱在 1720 cm⁻¹处有强吸收峰，可能含有什么官能团？答：可能含有羰基（C=O）。
三、紫外可见光谱（UVVis）（一）原理基于分子中的电子在不同能级之间跃迁产生吸收。
（二）要点1、生色团和助色团生色团如羰基、双键等能产生紫外吸收；助色团如羟基、氨基等能增强生色团的吸收。
2、影响吸收波长的因素包括共轭体系的大小、取代基的种类等。
（三）例题例 2：某化合物在 250 nm 处有强吸收，可能的结构是什么？答：可能具有共轭双键结构。
四、核磁共振谱（NMR）（一）氢谱（1H NMR）1、原理氢原子核在磁场中的自旋能级跃迁产生信号。
2、化学位移不同环境的氢原子具有不同的化学位移值。
例如，甲基上的氢通常在 08 12 ppm 处出峰。
3、峰的裂分相邻氢原子的个数会导致峰的裂分，遵循 n ＋ 1 规律。
例题 3：一个化合物的氢谱在 12 ppm 处有一个三重峰，在 36 ppm 处有一个单峰，可能的结构是什么？答：可能是 CH₃CH₂OH。
（二）碳谱（13C NMR）1、化学位移不同类型的碳原子具有不同的化学位移范围。
有机化学波谱分析知识要点
有机化学波谱分析知识要点一、红外光谱分析（IR Spectroscopy）红外光谱是利用物质对红外辐射的吸收、散射和透射特性进行分析的方法。
它可以提供关于有机化合物中的官能团、键的类型和官能团的有关信息。
IR光谱仪通常以波数（单位为cm-1）来表示光谱的X轴。
1. 标定标样：红外光谱的波数标定通常以空气中的CO2吸收峰为基准，波数为2349 cm-12.关键峰值：红外光谱中有一些常见的峰值对应着特定的官能团或基团，如OH伸缩振动、C=O伸缩振动等。
3. 官能团特征波数：红外光谱可以通过分析官能团的特征波数，如羧酸（1700-1720 cm-1）、酯（1735-1745 cm-1）等。
二、核磁共振波谱分析（NMR Spectroscopy）核磁共振波谱是通过分析核自旋在外加磁场中的共振吸收来获得有机化合物结构信息的方法。
常见的核磁共振波谱有质子核磁共振（1HNMR）和碳-13核磁共振（13CNMR）。
1.核磁共振吸收峰：核磁共振谱图中出现的各个峰对应着不同核成分的共振吸收。
2.位移：核磁共振谱图中每个峰的信号在横轴上的位置（化学位移）可以提供有关它们所对应原子的环境和化学环境的信息。
3.耦合：在核磁共振谱图中，出现在特定峰附近的小峰是由于核自旋耦合引起的。
耦合的模式和数量可以提供关于分子中不同核之间的相互关系。
三、质谱分析（Mass Spectrometry）质谱分析是通过将有机化合物中的分子离子化，并在电磁场作用下测量其质量/电荷比，从而确定分子的质谱图（mass spectrum）。
质谱技术可提供有机化合物的分子式和分子结构信息。
1.分子离子峰（M+）：质谱图中最高峰对应分子的分子离子峰。
它的质荷比等于分子质量除以电子的质量。
2.碎片离子峰：质谱图中其他峰位来自分子断裂后的离子。
通过分析这些峰可推断出有机化合物的结构。
3.分子离子峰和碎片离子峰之间的相对丰度：通过分析质谱图中分子离子峰和碎片离子峰之间的相对丰度的比例，可以推断出有机化合物中不同官能团的相对含量。
《有机波谱分析》课件
紫外-可见光谱分析
紫外-可见光谱原理
解释紫外-可见光谱的原理和 作用。
紫外-可见光谱仪的 组成和使用
详细介绍紫外-可见光谱仪的 构成和正确使用方法。
吸收峰的解析和比 较光法、内标法、 工作曲线法的应用
教授如何分析紫外-可见光谱 图中的吸收峰，并介绍比较 光法、内标法和工作曲线法 的应用。
质谱分析
《有机波谱分析》PPT课件
基本概念介绍
波谱分析的定义、有机化合物的基本特点、波长、频率和波数的关系。
红外光谱分析
1
红外光谱原理
介绍红外光谱分析的原理和应用。
红外光谱仪的组成和使用
2
详细解释红外光谱仪的组成，以及如
何正确使用。
3
光谱峰的解析和峰谷法、拔山
法的应用
教授如何分析红外光谱图中的峰和谷， 并介绍峰谷法和拔山法的应用。
1 质谱分析的原理
解释质谱分析的原理和作用。
2 质谱仪的组成和使用
详细介绍质谱仪的构成和正确使用方法。
3 质谱图的解析和母离子峰、片段离子峰的应用
教授如何分析质谱图中的母离子峰和片段离子峰，并介绍它们的应用。
多元分析
多光谱分析的原理
介绍多光谱分析的原理和它在 有机波谱分析中的应用。
主成分分析和聚类分析 的应用
说明主成分分析和聚类分析如 何应用于有机波谱分析中。
多元分析在有机波谱分 析中的实践
详细说明多元分析是如何在有 机波谱分析中得到实际应用的。
结论
1 有机波谱分析的应用前景
展望有2 knowledge check: 选择题
提供一些选择题，用于检验听众对于有机波谱分析的理解。
有机化学波谱分析
核磁共振技术始创于1946年， 最早是物理学家的一种测量仪器。自1950年应用于测定有机化合物的结构以来，经过几十年的研究和实践，现已成为测定有机化合物结构不可缺少的重要手段。它主要提供分子中原子数目、类型、键合次序以及分子的立体结构。
一、基本原理
从原则上说，凡是自旋量子数不等于0的原子核，都可发生核磁共振。质量数为偶数的原子核自旋量子数为0，无自旋，不发生核磁共振；而质量数为奇数的原子核自旋量子数为半整数，如1H、13C、15N、19F、29Si、31P等，能用于核磁共振检测。
但到目前为止，有实用价值的实际上只有1H，叫氢谱，常用1HNMR表示；13C叫碳谱，常用13CNMR表示。在基础有机化学中，我们仅讨论氢谱。
1、氢核的自旋和磁性
由于氢质子是带电体，当自旋时，可产生一个磁场，因此，我们可以把一个自旋的原子核看作一块小磁铁。氢的自旋量子数ms为 + 1/2 ，- 1/2 。
分子由基态v = 0 跃迁到激发态v = 1 时，吸收光的能量为：
分子振动频率习惯以σ（波数）表示：
由此可见：σ（ν）∝ k，σ（ν）与μ成反比。
吸收峰的峰位：化学键的力常数k越大，原子的折合质量越小，振动频率越大，吸收峰将出现在高波数区（短波长区）；反之，出现在低波数区（高波长区）。
横坐标：波数（σ）400～4000 cm-1；表示吸收峰的位置。
纵坐标：透过率（T %），表示吸收强度。T↓，表明吸收的越好，故曲线低谷表示是一个好的吸收带。
I：表示透过光的强度；
I0：表示入射光的强度。
二、红外光谱的产生原理(分子振动与红外光谱)
1.分子的振动方式
(1)伸缩振动：
§7.1 电磁波谱的一般概念
有机波谱分析总结
需要掌握旳概念：
红移 蓝移 增（减）色效应 吸收带旳分类（文件中直接出现）：
K(R/B/E)带吸收
常见类型有机物旳紫外光谱
烷烃 含杂原子旳饱和化合物 共轭烯烃
(1)Woodward-Fieser规则 链状、环状共轭烯烃波长计算措施
（2）Fieser-Kuhn规则 用于推算分子中具有四个以上旳双键
能够指示 (CH2)n旳存在 鉴别烯烃旳取代程度和构型信息 推定苯环旳取代类型
红外光谱在定性分析中旳应用
红外光谱旳解析环节 1.了解样品概况
a.样品起源 b.样品旳物理性质 c.样品旳化学性质 d.元素分析成果及分子量，求出分子式 e.红外光谱测试条件
2.计算分子旳不饱和度 所谓不饱和度，是指分子中具有双键、三
官能团（特征频率）区
4000-1300cm-1 基团旳特征吸收峰位于此区 吸收峰比较稀疏 可分为三个波段
①4000-2500cm-1 x-H伸缩振动区（x=O、N、C等） Ⅰ：>3000cm-1 旳C-H吸收峰，则预示化合物为不饱和 Ⅱ：<3000cm-1 有吸收，则预示化合物是饱和旳
②：2500-2023cm-1 叁键和合计双键区 ③：2023-1500cm-1 双键伸缩振动区
各类有机化合物旳化学位移
①饱和烃
-CH3: -CH2: -CH:
CH3=0.791.10ppm CH2 =0.981.54ppm CH= CH3 +(0.5 0.6)ppm
O CH3 N CH3
C C CH3 O C CH3
CH3
H=3.2~4.0ppm H=2.2~3.2ppm H=1.8ppm H=2.1ppm H=2~3ppm
b.全方面考虑。
有机化学课件-波谱分析
995～985,915～905(单 取代烯) 980～960(反式二取代烯) 690(顺式二取代烯) 910～890(同碳二取代烯) 840～790(三取代烯)
C H 面外 弯曲振动
660～630(末端炔烃)
烷烃：C—H伸缩振动 2940 cm-1和 2860 cm-1，C—H 面内
弯曲1460（不对称）和1380 cm-1 (对称)， -(CH2)n- (n>=4)一般在 720 cm-1处有特征峰（弱）
第八章 有机化合物的波谱分析
1.分子吸收光谱和分子结构 2.红外吸收光谱 3.核磁共振谱
第八章
1.紫外光谱（UV） 2.红外光谱（IR）
有机化合物的波谱分析
3.核磁共振谱（NMR ） 4.质谱（MS）
有机化学中应用最广泛的四大波谱：
一、分子的吸收光谱和分子结构 E= hν= hc/λ ν= c/λ 1/λ=σ E 代表光子的能量，单位为J； h planck 常数 6.63x10-34J•S
TMS：四甲基硅烷
低场
屏蔽效应大，共振信号在高场，
CH3
吸收峰为单峰，化学惰性。
TMS 化学位移定为0 ppm 高场
10
9
8பைடு நூலகம்
7
6
5
4
3
2
1
零 点
-1
-2
-3
TMS
三、核磁共振谱
3. 影响化学位移的因素
(1). 电负性的影响 电负性较大的吸电子基团，使与之相连的碳上的质子周围 电子云密度降低，屏蔽作用弱，共振信号→低场（位移增大）
1
0
一张NMR谱图,通常可以给出四种重要的结构信息：化学位 移、自旋裂分、偶合常数和峰面积（积分线） 峰面积大小与质子数成正比，可由阶梯式积分曲线高度求出。
课后答案】有机波谱分析(孟令芝,第三版
课后答案】有机波谱分析（孟令芝，第三版第1章绪论1.1 有机波谱分析的基本概念1. 有机波谱分析是指利用波谱技术对有机化合物的结构和性质进行定性和定量分析的一种方法。
2. 有机波谱分析的原理是利用分子的不同振动和旋转运动所引起的吸收或发射电磁波来分析物质的结构和性质。
3. 有机波谱分析的分类包括红外光谱分析、核磁共振波谱分析、质谱分析等。
1.2 红外光谱分析1. 红外光谱是指波长范围为0.8~1000 μm的电磁辐射。
2. 红外光谱分析利用化合物中不同化学键的振动和变形所吸收的红外辐射来分析物质的结构和性质。
3. 红外光谱的谱图通常分为三个区域：近红外区、中红外区和远红外区，对应的波数范围为12000~4000 cm-1、4000~400 cm-1和400~10 cm-1。
4. 红外光谱的谱图可通过化合物中的官能团、分子结构和化学键的性质来进行解释和分析，常见的化学键包括C-H、O-H、N-H、C=O、C=C、C≡C等。
1.3 核磁共振波谱分析1. 核磁共振波谱是指当核磁矩和外磁场相互作用时反应出的光谱。
2. 核磁共振波谱分析利用化合物中含有氢、碳等元素的核磁共振信号来分析物质的结构和性质。
3. 核磁共振波谱分析中的化学位移指的是核磁共振信号所对应的频率与参考标准物质的频率差值，常用的参考标准物质包括TMS、CDCl3等。
4. 核磁共振波谱的谱图可通过分析化合物中的化学位移、峰形、耦合常数等来对化合物的结构和性质进行解释和分析。
1.4 质谱分析1. 质谱分析是指将化合物分解为不同的离子，并在磁场中进行分离、聚集和检测，从而得到物质的结构和性质信息的一种方法。
2. 质谱分析的过程包括化合物的分子离化、离子加速、离子分离和离子检测等。
3. 质谱分析中常用的离子化方法包括电子轰击法、化学离子化法等。
4. 质谱分析的谱图可通过分析离子碎片的质荷比、相对丰度等来对化合物的结构和性质进行解释和分析。
第2章红外光谱分析2.1 基本原理和仪器1. 红外光谱是指物质分子在红外辐射下吸收、散射和反射的现象。
有机化合物波谱分析
有机化合物波谱分析首先是红外光谱（IR）。
红外光谱是通过测量有机化合物在不同波长的红外光下吸收或散射的强度，来确定化合物中基团的种类和取代位置。
红外光谱仪可以测量有机化合物在红外光谱范围内的吸收频率和强度。
每个有机化合物都有独特的红外光谱图谱，这些图谱可以用来识别和鉴定化合物。
在红外光谱中，常见的吸收峰对应于不同的化学键和官能团，如C-H拉伸振动、O-H伸缩振动、C=O伸缩振动等。
其次是质谱（MS）。
质谱是一种测量分子的质量和分子结构的方法。
通过质谱仪，可以将有机化合物分子转化为带电粒子，然后测量这些带电粒子的质量和相对丰度。
质谱的主要结果是质谱图，其中质谱图的横坐标表示有机化合物的质量，纵坐标表示相对丰度。
通过质谱图，可以确定有机化合物的分子量和分子式。
此外，还可以通过分析质谱图中的碎片峰来推测有机化合物的结构和分子间的连接方式。
最后是核磁共振（NMR）。
核磁共振是一种通过测量有机分子中核自旋的性质来确定化合物结构的方法。
核磁共振谱仪可以测量有机化合物中不同核自旋的共振频率。
有机化合物中常见的核磁共振谱有氢谱（1HNMR）和碳谱（13CNMR）。
通过分析核磁共振谱图，可以确定有机化合物中不同氢原子或碳原子的化学位移、耦合常数和相对丰度。
这些信息可以用来推断有机分子的结构和取代位置。
综上所述，有机化合物的波谱分析是一种重要的方法，可以用于确定有机化合物的结构和组成。
红外光谱、质谱和核磁共振谱可以提供有机化合物的不同信息，互相补充，为化学家提供了强有力的工具来解析有机化合物的结构和性质。
通过熟练掌握这些波谱分析技术，化学家可以更准确地确定和鉴定有机化合物，推动有机化学的发展。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第七章 有机波谱分析7-1．推测结构题。
（1）化合物A (C 9H 10O ，能与羟胺反应得B C 9H 11NO 。
A 与土伦试剂不反应，但在NaOH 与 I 2 溶液中反应得一种酸C ，C 强烈氧化得苯甲酸。
A 在酸性条件下与乙二醇作用得D C 11H 14O 2 。
试推测A-D 各化合物的结构，并写出各歩反应。
（2）化合物A C 10H 12O 2 ，其IR 谱在1735cm -1处有强吸收峰，3010 cm -1有中等吸收。
其NMR 谱如下，δH ：1.3（三重峰，3H ）；2.4（四重峰，2H ）；5.1（单峰，2H ）；7.3（多重峰，5H ）。
试写出A 的结构，并指出IR ，NMR 各吸收的归属。
（3）某化合物的元素分析表明只含有C,H ，O ，最简式为 C 5H 10O ，IR 谱1720 cm -1处有强吸收，2720 cm -1附近无吸收。
解：（1）A 至D 各化合物的结构式f 分别为： A ：H 2CCH 3OB ：H 2CCNCH 3OHC;CH 2COOHD ：H 2CCCH 3O O各步反应如下：H 2CCH 3OH 2CCCH 3NOHNH 2OHH 2CCCH 3O H 2CCCH3O O 22+CH 3IH 2CCH 3O H 2CCCH3O O 22+CH 3ICH 2COOHCOOH[O]（2）A 的结构式为：H 2COCOH 2CCH 3A 的IR ，NMR 各吸收归属为：H 2COCOH 2CCH 3dcbaIR ：1735 cm -1（强）酯的 v Ar-H ；3010 cm -1（中强） v c=O 。
NMR ：δH ：1.3（三重峰，3H ）a ；2.4（四重峰，2H ）b ；5.1（单峰，2H ）c ；7.3（多重峰，5H ）d 。
（3）IR 的谱1720 cm -1处有强吸收，2720 cm -1附近处无吸收，表明有酮羰基 RCOR '。
7-2．化合物 C 6H 12O 2 在1740 cm -1，1250 cm -1，1060 cm -1处有强的红外吸收峰。
在2950cm-1以上无红外吸收峰。
核磁共振谱图上有两个单峰δ=3.4(3H)，δ=1.0(9H)，请写出该化合物的结构式。
解：1740 cm-1为羰基-CO-吸收峰，1250 cm-1，1060 cm-1印证其为酯羰基，在2950 cm-1无红外吸收峰，说明无不饱和键。
核磁共振谱图上有两个单峰，说明有两个氢原子。
综上，化合物的结构式为：(CH3)3OOCH37-3．（1）化合物D C7H14O，IR显示1710 cm-1处有强吸收峰，HNMR由三个单峰构成，其峰面积比为9:3:2 ，δ=1.0,2.1,2.3，推出化合物D的结构式。
（2）某化合物A，分子式为C10H18O2，可使Br2/CCl4褪色，但不发生银镜反应；A经O3氧化后水解可得到丙酮及某酸性物质B，B可以发生碘仿反应生成另一酸性物质C；C经加热后得到环戊酮，请写出A,B,C的可能结构。
解：（1）1710 cm-1为羰基吸收峰，HNMR由三个单峰构成，其峰面积比为9:3:2，所以该化合物有三种氢，并且个数比为9:3：2.化合物D的结构式为：O（2）A可使Br2/CCl4褪色，但不发生银镜反应，所以A有双键，并且不是醛。
经臭氧氧化后得到羧酸可确定双键的位置，所以A,B，C的可能结构为：A:OB:OOHOC:OOHOOH7-4．某无色有机液体化合物，具有类似茉莉清甜的香气，在新鲜草莓中微量存在，在一些口香糖中也使用。
MS 分析得到离子峰m/z=164，基峰m/z=91；元素分析结果如下：C （73.15%），H(7.37%)，O(19.48%)；其IR 谱中在-3080cm 有中强度的吸收，在-1740cm -1及-1230cm -1有强的吸收；HNMR 数据如下： （ppm ）-7.20（5H ，m ），5.34(2H,s),2.29(5H,q,J7.1Hz),1.14(3H,t,J7.1Hz).该化合物水解产物与水溶液不显色。
请根据上述有关数据推到该有机物的结构。
并对IR 的主要吸收峰及HNMR 的化学位移进行归属。
解：由m/z 及元素分析数据求分子式：根据离子峰164，C,H,O 原子数目只比为可求的：C:H:O=73.15%*164/12.01：7.37%*164/1.008：19.48%*164/16.00=10：12：12 所以化合物的分子式为 C 10H 12O 2不饱和度为： W =5 IR 的主要吸收峰归属：O H 2CO(v C -o)vC=O COO-3080cm-1v C (苯环）HNMR 的化学位移归属：-7.20,5H2.29(2H,q,J7.1)1.14(3H,t,J7.1)OCH 2CH 3H 2COCO5.34(2H,s)m/z=91的基峰可归属于C 6H 5CH 2+因此，未知物的结构为：OCH2CH3δ-7.205.34 2.29 1.1412301740因化合物的水解产物不能使三氯化铁溶液褪色，所以排除OH2C COCH2CH37-5．化合物A C6H12O3，其红外光谱在1710 cm-1处有强吸收峰。
A与I2/NaOH溶液作用得到黄色沉淀，与Tollens试剂作用无银镜反应。
但A用稀H2SO4处理后，所生成化合物与Tollens试剂作用有银镜反应。
A的HNMR数据如下：δ=2.1（单峰，3H），δ=2.6（双峰，2H），δ=3.2(单峰，6H)，δ=4.7（三重峰，1H）；写出A 的构造式及相关反应式.解：A能发生碘仿反应但不能发生银镜反应，所以A无醛基，可能有羰基，A的红外光谱在1710cm处有强吸收峰，说明A中有羟基。
由IR和HNMR数据可得到A的构造式为：CH3COCH2CH(OCH3)2A发生相关的反应为：CH3COCH2CH(OCH3)22CH3I3+NaOOCCH2CH(OCH3)2H3COCH2CH(OCH3)224CH32CHOOAg(NH)OH CH3CCH2COONH2O+Ag7-6．某光学活性化合物A C12H16O红外光谱图中在3000-3500cm-1有一个强吸收峰，在1580和1500cm-1处分别有中等强度的吸收峰，该化合物不与2,4-二硝基苯肼反应，但用I2/NaOH 处理，A被氧化，发生碘仿反应。
A经臭氧氧化反应还原水解得到B C9H10和C C3H6O2。
B ，C 和2,4-二硝基苯反应均生成沉淀，但用Tollens 试剂处理只有C 呈正结果。
B 经硝化HNO 3/H 2SO 4 可得到两个一硝化合物D 和E 。
但实际上却只有得到D 。
将C 和Tollens 实际反应的产物酸化后加热，得到F C 6H 8O 4。
该化合物的红外光谱图中在3100 cm -1以上不出现吸收峰。
试写出A ，B ，C ，D ，E ，F 的结构化学式.解：根据A 的红外吸收光谱，在3000-3500 cm -1有一个强吸收峰，可知A 有一个苯环；在1580和1500 cm -1处分别有中等强度的吸收峰，可知A 有双键。
F 红外吸收光谱中在3100 cm -1以上不出现吸收峰，推断F 中没有苯环。
A 能发生碘仿反应推知A 结构中有CH 3CH 3OH ，所以A ，B ，C ，D ，E ，F 的化学结构式分别为：A:H 3CC CH 3C HH C OHCH 3B:H 3CC OCH 3CCH 3CHCHO OH:D:C NO 2CH 3OH 3CE:CH 3NO 2COH 3CFOO OH3CCH3O7-7．某同学用萘钾处理β-丁内酯，再与碘乙烷处理，得到分子式为C6H10O2的液体化合物A。
O OCH(1)K(2)CH3CH2IA请根据下列测试结果确定A的结构，并对所有的谱学数据进行归属。
1H NMR(CDCl3/TMS):δ:1.31(τ,ϑ=7H z，3H),1.88(d,J=6Hz,3H),4.20(q,J=7Hz,2H) 5.85(d,J=14Hz,1H),6.9-7.2(m,1H);IR(capiliary cell,cm-1):3040(w),1740(s),1660(cm),1185(s);MS m/z (relative intensity) 69(100), 99(30),114(2,M ).解：C sp2-H 3040C=C C=O C-O 1660174011851H NMR:CH3HH OH2C CH31.88 5.856.9-7.2 4.20 1.31MS:CH3HHO CH3HHOO CH2m/z=69(基峰）m/z=99所以，A的结构式为：CH3HHO OH2C CH37-8．某化合物A（C6H8O3)，催化氢化吸收一摩尔氢生成化合物B（C6H10O),，B与NaOH/D2O 反应生成化合物C6H7OD3，与过氧乙酸反应生成化合物C(C6H10O2)，A，B，C具有如下一些波谱特征：IR:(cm-1) NMR:( )A B C1720(S)1.74(3H,二重峰)1745(S)1.06(3H,二重峰）1735（S）1.90（3H,二重峰）试推出A,B，C的结构式。
解：根据化合物的IR和NMR数据可得出A,B,C,均有羰基。
A催化氢化吸收一摩尔氢生成化合物B，可知A为有一双键的化合物。
A,B,C,的结构式分别为：A：3或OCH3;B:OCH3:C:OOCH37-9．某研究生合成得到了一化合物，其可能结构如下所示，请根据下列测试数据确定具体是哪一个，并对所有核磁数据进行归属。
A:OO OOB:OOOOC:O OOD:OO OO1HNMR(270Hz,CDCl 3/TMS):δ 1.21(τ,ϑ 7.8H z,3H),1.29(t,J 7.0Hz,3H),2.50(q,J7.8Hz,2H),4.20(q,J 7.0Hz,2H),5.70(d,J 12.6Hz,1H),8.30(d,J 12.6Hz,1H);13CNMR(67.5Hz,CDCl 3TMS)δ 8.60,14.3,27.2,60.4,105.6,149.3,166.0,170.2;HPM∑(EI) Calcd FOR C 8H 12O 4][M ]170.0736,found 172.0747.解；化合物为D ，其核磁共振归属如下：1HNMRH2CH 3COOOC H 2CH 313CNMRO OHH1.212.508.305.704.201.298.6027.2170.2149.3106.6166.060.414.37-10．根据所给分子式IR ， 1HN M R 主要数据，推测相应化合物的结构，并指出各吸收峰的归属。