有机合成四大谱

一、有机波谱分析简介
1.常见有机波谱 2.有机四大谱及其特点 3.电磁波谱与有机光谱的对应关系
二、红外吸收光谱
2.分子振动与红外光谱 1.红外吸收光谱的定义 3.有机化合物基团的特征光谱 4.红外谱图解析
三、核谱共振谱
1.核磁共振产生的基本原理 3.自旋偶合和自旋裂分 5.13C 谱简介 2.化学位移 4.谱图解析

1.常见有机波谱 常 见 有 机 波 谱

2、有机四大谱及其特点
有机四大谱：紫外吸收光谱、红外吸收光谱 、 核磁共振谱、质谱 ⎧ UV 0.01-5mg(与天平精度有关） ⎪ IR 0.1-1mg ⎪ ⎧样品用量少 ⎨ 优点⎨ ⎪ NMR 1-5mg ⎩ 准确快速 ⎪ MS 0.001-0.1mg ⎩
⎧ UV ⎪ IR ⎪ ⎨ ⎪ NMR ⎪ MS ⎩
⎧ 仪器昂贵 ⎪ 缺点⎨ ⎪仪器操作复杂、维护费用高 ⎩
2-10万 5-50万 100-1000万 50-500万

3.电磁波谱与有机光谱的对应关系
λ/nm λ/cm-1

二、红外吸收光谱 1.红外吸收光谱的定义
红外吸收光谱是分子中成键原子振动 能级跃迁而产生的吸收光谱，只有引起分 子偶极距变化的振动才能产生红外吸收。

2.分子振动与红外光谱
振动方程式：
1 v振 = 2π
m1 + m2 k m1m2
k:力常数，与化学键的强度有关（键长越短，键能 越小，k越大） m1和m2分别为化学键所连的两个原子的质量，单 位为克
即：化学键的振动频率（红外吸收峰的频 率）与键强度成正比，与成键原子质量成 反比。

亚甲基的振动模式：

3.有机化合物基团的特征频率
区段 (Ⅰ) N-H 和 O-H 伸 缩振动 区 (Ⅱ) 不饱和 特 C-H 伸 征 缩振动 频 区 率 区 (Ⅲ) 饱和 C-H 伸 缩振动 区 波数范围/cm-1 振动类型 O-H 伸缩 3750～3000 N-H 伸缩 相关有机化合物中基团的特征频率/cm-1 醇酚单体3650-3590(s);缔合3400-3200(s,b) 酸 单体 3560-3500(m) ;缔合 3000-2500(s,b) 胺 1。;3500(m)和 3400(m);2。3500-3300(m) 亚胺 3400-3300(m) 酰胺 3350(m)和 3160(m);一取代酰胺 33203060(m) 炔 3300 (s) 烯 3090-3010(m) 芳烃 -3030 说明 无论单体 还 是 缔 合 ， ν N-H 吸收都比 ν O-H 吸 收 尖而弱 醛基的 ν=C-H 吸收 于 2820cm-1 和 2720cm-1 处 3000cm-1 处 为区分饱 合与不饱 合 ν C-H 的 分界线 (? -H 的 ν C-H 吸 收 在 3050cm-1 处
≡C-H
伸缩 3300～3010 =C-H 伸缩
3000～2800
C-H 伸缩
烷烃 CH3:2962+10(s)和 2872+10(s) CH2:2926+10(s)和 2853+10(s)

区段 (Ⅳ) 三键和 累积双 键伸缩 振动区
波数范围/cm-1
振动类型 C≡C 伸缩
2400～2100
C≡N 伸缩 -N=C=O 伸缩 -C=C=O 伸缩
相关有机化合物中基团的特征频率/cm-1 炔 RC≡CH 2140-2100(S) RC≡CR’2260-2190(v,w) 腈 2260～2240(m) 异氰酸酯 2275～2240(s) 烯酮 ～2150 酸酐 1850～1800(s);1790～1740(s) 酰卤 1815～1770(s) 酯 1750～1735(s) 醛 1740～1720(s) 酮 1725～1705(s) 酸 1725～1700(s) 酰胺 1690～1630(s) 烯 1680～1620(v) 芳环 1600(v);1580(m);1500(v);1450(v) 亚胺、肟 1690～1640(v) 偶氮 1630～1575(v) 烷烃 CH3: 1470～1430(m);1380～1370(s) CH2: 1485～1445(m) CH: 1340(w)
说明
(Ⅴ) 特 羰基伸 征 缩振动 频 区 率 区 (Ⅵ) 两键伸 缩振动 区 (Ⅶ) 饱合 C-H 面 内弯曲 振动区
1900～1630
C=O 伸缩
酸酐两峰相距 60cm-1
C=C 伸缩 1675～1500 1475～1300 C=N 伸缩 N=N 伸缩 C-H 面 内 弯曲
有 >C(CH3)2 和-C(CH3)3 基 团 时 ， 13801370cm-1 处峰 裂分为两峰。

4.红外谱图解析
A.红外谱图解析基础知识
(1) 特征频率区：红外光谱中4000-1～300cm-1的高频 区称为特征频率区。主要是X-H、三键( C N ) 及双 键（C=C,C=O,C=C)的伸缩振动。 (2) 指纹区：红外光谱的1000cm-1 ～ 650cm-1的低 频区称为指纹区。主要是各种单键（C-N,C-O,C-C) 的伸缩振动及各种弯曲振动的吸收峰。 (3) 相关峰：习惯上把同一官能团的不同振动方式 而产生的红外吸收峰称为相关峰。如甲 基(-CH3) 2960cm-1(νas)，2870cm-1(νs)， 1470cm-1 、 1380cm-1 ( δC-H剪式及面内摇摆)。

(4)已知物的鉴定：若被测物的IR与已知物的谱 峰位置和相对强度完全一致，则可确认为一种物 质（注意仪器的灵敏度及H2O的干扰）。 (5)未知物的鉴定：可推断简单化合物的结构 。对复杂的化合物，需要UV、NMR、MS的数据

5、红外光谱图(IR)
官能团区：4000∼1400cm-1,伸缩振动引起，谱带比较简单， 特征性强。 3700-2500cm-1 2500-1900 cm-1 1900-1400 cm-1 C=C C=O
C=N
C-H N-H O-H S-H
-C≡C-C≡N -C=C=O -N=C=O