有机波谱知识点总结
有机波谱分析知识点
名词解析发色团(chromophoric groups):分子结构中含有π电子的基团称为发色团,它们能产生π→π*和n→π*跃迁从而你呢个在紫外可见光范围内吸收。
助色团(auxochrome):含有非成键n电子的杂原子饱和基团本身不吸收辐射,但当它们与生色团或饱和烃相连时能使该生色团的吸收峰向长波长移动并增强其强度的基团,如羟基、胺基和卤素等。
红移(red shift):由于化合物结构发生改变,如发生共轭作用引入助色团及溶剂改变等,使吸收峰向长波方向移动。
蓝移(blue shift):化合物结构改变时,或受溶剂的影响使吸收峰向短波方向移动。
增色效应(hyperchromic effect):使吸收强度增加的作用。
减色效应(hypochromic effect):使吸收强度减弱的作用。
吸收带:跃迁类型相同的吸收峰。
指纹区(fingerprint region):红外光谱上的低频区通常称指纹区。
当分子结构稍有不同时,该区的吸收就有细微的差异,并显示出分子特征,反映化合物结构上的细微结构差异。
这种情况就像人的指纹一样,因此称为指纹区。
指纹区对于指认结构类似的化合物很有帮助,而且可以作为化合物存在某种基团的旁证。
但该区中各种官能团的特征频率不具有鲜明的特征性。
共轭效应 (conjugated effect):又称离域效应,是指由于共轭π键的形成而引起分子性质的改变的效应。
诱导效应(Inductive Effects):一些极性共价键,随着取代基电负性不同,电子云密度发生变化,引起键的振动谱带位移,称为诱导效应。
核磁共振:原子核的磁共振现象,只有当把原子核置于外加磁场中并满足一定外在条件时才能产生。
化学位移:将待测氢核共振峰所在位置与某基准物氢核共振峰所在位置进行比较,其相对距离称为化学位移。
弛豫:通过无辐射的释放能量的途径核由高能态向低能态的过程。
分子离子:有机质谱分析中,化合物分子失去一个电子形成的离子。
波谱总结
R
R
/
(3)苯衍生物K(E2)带λEtOHmax基值: R=COR 246nm CO一环 246nm -CHO 250nm -COOH 230nm - COO环 230nm -COOR 230nm -CN 224nm
红外光谱中的八个重要的区段,应该熟记这些基本数据:
3750-3000 3300-3000 3000-2700 2400-2100
如CO2的对称伸缩振动Vs: 如CO2的不对称伸缩振动Vas:
文字说明同学自己写:
(a)
Vas
伸缩振动
Vs
(b)
2.5面内弯曲振动: 分子中的化学键吸收红外光后,引起化学 键在平面内进行的弯曲振动,分为剪式振动和 平面摇摆,如:
H H H H
C 剪式振动
C 平面摇摆
2.6面外弯曲振动
+ H
C
+ H
也称为质子完全去偶. 利用双照射法使所有 1H都跃迁到高 能级自旋态,由于此时 1H只有一种自旋 态,使其不能对13C的共振峰产生分裂
OH
m -C C-OH P-C O-C
m 完 全 去 偶 合 C-OH P
O
该 法 不 能 得 到 C 与 H 的 键 连 关 系 ( 不 知 与 几 个 H 相 连 )
+ H
C
—
H
非平面摇摆
文字说明:同学们自己写
扭曲振动
2.7 酰胺I带
是指酰胺羰基的伸缩振动吸收,由于氨基 与羰基的共扼而低于1700cm-1。
例如:
O NH C Cl CH3
VNH
3200
Ⅰ吸收带 Ⅲ吸收带
VC=O1663 Ⅱ吸收带 1508 1308
2.8酰胺II带和酰胺Ⅲ带
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、有机波谱分析概述有机波谱分析是研究有机化合物结构的重要手段,它主要包括红外光谱(IR)、紫外可见光谱(UVVis)、核磁共振(NMR)和质谱(MS)等技术。
通过对这些波谱数据的解析,可以确定有机化合物的分子结构、官能团种类、化学键的性质等信息。
二、红外光谱(IR)(一)原理红外光谱是基于分子振动和转动能级的跃迁而产生的吸收光谱。
不同的官能团在特定的波数范围内会产生特征吸收峰。
(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有强吸收峰,可能含有什么官能团?答案:羰基(C=O)。
例 2:一个化合物在 3400 cm⁻¹有宽而强的吸收峰,在 1050 1100 cm⁻¹有吸收峰,推测其结构。
答案:可能含有羟基(OH)和醚键(COC)。
三、紫外可见光谱(UVVis)(一)原理基于分子中价电子的跃迁而产生的吸收光谱。
(二)要点1、生色团和助色团生色团如羰基、双键等能在紫外可见区域产生吸收;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、取代基的性质等。
(三)例题例 1:某化合物在 250 nm 处有强吸收,可能的结构是什么?答案:可能含有共轭双键。
例 2:比较两个化合物的紫外吸收波长,一个有苯环,一个有苯环和一个羟基取代。
答案:含羟基取代的化合物吸收波长可能更长。
四、核磁共振(NMR)(一)原理利用原子核在磁场中的自旋能级跃迁产生的吸收信号。
(二)要点1、化学位移不同环境的氢原子或碳原子具有不同的化学位移值,可用于判断官能团的位置。
2、耦合常数相邻氢原子之间的相互作用导致峰的分裂,耦合常数可提供关于分子结构的信息。
第八章_有机化合物的波谱分析
1 1 1 1 5 4 10 3
2 3 6 10
1 1 4 5 1 1
五、核磁共振谱的解析及应用
核磁共振谱图主要可以得到如下信息: (1)由吸收峰数可知分子中氢原子的种类。 (2)由化学位移可了解各类氢的化学环境。 (3)由裂分峰数目大致可知各种氢的数目。 (4)由各种峰的面积比即知各种氢的数目。
δ =
υ 样品
υ TMS
υ 仪器所用频率
106 标准化合物TMS的δ值为0。 ×
4.影响化学位移的因素
(1)诱导效应 1°δ值随着邻近原子或原子团的电负性的增加而增加。 2° δ值随着H原子与电负性基团距离的增大而减小。 3° 烷烃中H的δ值按伯、仲、叔次序依次增加。 (2) 电子环流效应(次级磁场的屏蔽作用) 烯烃、醛、芳环等中,π电子在外加磁场作用下产生环 流,使氢原子周围产生感应磁场,其方向与外加磁场 相同,即增加了外加磁场,所以在外加磁场还没有达 到Ho时,就发生能级的跃迁,因而它们的δ很大(δ= 4.5~12)。
H
感应磁场 H'
外加磁场 Ho
3.化学位移值
化学位移值的大小,可采用一个标准化合物为原点,测出峰与 原点的距离,就是该峰的化学位移值,一般采用四甲基硅烷为标 准物(代号为TMS)。 化学位移是依赖于磁场强度的。不同频率的仪器测出的化学位 移值是不同的, 为了使在不同频率的核磁共振仪上测得的化学位移值相同(不 依赖于测定时的条件),通常用δ来表示,δ的定义为:
试样 TMS 6 10 0
ν试样 试样共振频率频率; νTMS 四甲基硅烷的共振频率 ν0 操作仪器选用频率
不同类型质子的化学位移值
质子类型 RCH3 R2CH2 R3CH R2NCH3 RCH2I RCH2Br RCH2Cl RCH2F ROCH3 RCH2OH, RCH2OR RCOOCH3 RCOCH3, R2C=CRCH3 化学位移 0.9 1.2 1.5 2.2 3.2 3.5 3.7 4.4 3.4 3.6 3.7 2.1 质子类型 ArCH3 RCH=CH2 R2C=CH2 R2C=CHR RC≡CH ArH RCHO RCOOH, RSO3H ArOH ROH RNH2, R2NH RCONH2 化学位移 2.3 4.5 ~ 5.0 4.6 ~ 5.0 5.0 ~ 5.7 2.0 ~ 3.0 6.5 ~ 8.5 9.5 ~ 10.1 10 ~ 13 4~5 0.5 ~ 6.0 0.5 ~ 5.0 6.0 ~ 7.5
有机波普分析知识点总结
有机波普分析知识点总结1. 概述有机波普分析是一种利用有机物的挥发性成分进行分析的方法,它是从气相中分析有机化合物的一种有效手段。
有机波普分析是通过气相色谱-质谱联用技术进行分析的,它广泛应用于环境监测、食品安全、生物医药等领域。
有机波普分析的关键技术是气相色谱-质谱联用技术,它具有分辨能力高、灵敏度高、选择性好等特点。
2. 基本原理有机波普分析是基于有机物质挥发性成分进行分析的,它利用气相色谱-质谱联用技术将有机物质挥发性成分分离并进行检测与定性。
气相色谱利用气态载气将有机物质挥发成分进行分离,质谱则利用质谱仪对分离后的物质进行检测与定性。
有机波普分析的原理是分析样品挥发蒸馏后的气体混合物,然后利用气相色谱将其分离,最后通过质谱对分离后的物质进行检测与定性。
3. 分析步骤有机波普分析的分析步骤包括样品的制备、挥发蒸馏、气相色谱分离、质谱检测、数据分析等几个主要步骤。
样品的制备是将待分析的有机样品制备成适合进行气相色谱-质谱联用分析的形式;挥发蒸馏是将有机样品中挥发性成分进行蒸馏分离;气相色谱分离是利用气相色谱将挥发性成分进行分离;质谱检测是利用质谱对分离后的物质进行检测与定性;数据分析是对分析结果进行处理与解释。
4. 应用领域有机波普分析广泛应用于环境监测、食品安全、生物医药等领域。
在环境监测领域,有机波普分析可以用于监测水质、大气、土壤中的有机物质,检测环境中的有机物污染情况;在食品安全领域,有机波普分析可以用于检测食品中的有机污染物,保障食品安全;在生物医药领域,有机波普分析可以用于检测药物中的有机成分,分析药物的成分与含量,保证药物的质量。
5. 技术发展有机波普分析技术发展较快,主要表现在以下几个方面:一是仪器技术的提高,气相色谱-质谱联用仪器的灵敏度、分辨率及稳定性都有所提高;二是分析方法的改进,有机波普分析的分析方法不断完善,能够更好地适应各种样品的分析要求;三是应用领域的拓展,有机波普分析技术被广泛应用于环境、食品、医药等领域,对于保障公共健康具有重要意义。
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。
有机化合物的波谱分析
(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。
B.红外谱图解析实例
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) 烷烃---正辛烷 2-甲基庚烷 2,2-二甲基己烷 烯烃---(E)-2-己烯 1-己烯 (Z)-3-己烯 2-甲基-1-丙烯 炔烃--- 1-己炔 2-己炔 卤代烷---1-氯丁烷 2-甲基-2-溴丙烷 醇---1-己醇 2-丁醇 2-甲基-2-丙醇 醚--- 丙醚 甲基叔丁基醚 醛---丁醛 酮---丁酮 丙酸 丁酰氯 丁酸酐 羧酸及衍生物--- 乙酰胺 N-甲基丙酰胺
2.分子振动与红外光谱
振动方程式:
1 v振 2
m1 m2 k m1m2
k:力常数,与化学键的强度有关(键长越短,键能 越高,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:
试样 TMS 106 0
ν试样 试样共振频率频率 νTMS 四甲基硅烷的共振频率 ν0 操作仪器选用频率
影响化学位移的因素:
A.电负性影响:取代基的电负性越大,相应碳上 质子的化学位移越大。 B.磁各向异性效应:
自旋偶合和自旋裂分
1.定义:
自旋偶合:指自旋核受邻近自旋核所产生的感应磁场影响 的现象。 自旋裂分:指自旋偶合引起的谱线增多的现象。
1.常见有机波谱
常 见 有 机 波 谱
2、有机四大谱及其特点
有机波谱分析知识要点3
R-CH=CH2 R2C=CH2
=C-H/cm-1 (强度)
3080(m), 2975(m)
=C-C/cm-1 (强度) 1645(m) 1655(m) 1660(m) 1675(w) 1670 1670
面外=C-C/cm-1 (强度) 990(s) 910(s) 890(s)
•当分子有四个以上-CH2-所组成的长链时,在 720cm-1附近出现稳定的 (CH2)面内摇摆振动弱吸收峰
2016/1/6
4.重要的低质量离子系列
离子
官能团 烷基 醛、酮 胺 酰胺 醚、醇 酸、酯
CnH2n+1┑+ CnH2n
元素组成
CnH2n+2 N┑+
CnH2n-1O┑+ CnH2n+1O┑+ NO┑+
29、43、57、71、85…
15、29、43、57、71、85… 质荷比 30、44、58、72、86… 31、45、59、73、87… 44、58、72、86…
同上
CH2
RCH=CHR, (顺式) RCH=CHR, (反式)
3020(m)
同上
760~730(m) 1000~950(m) 840~790(m)
无
15
C H
(CH2)n
CH2
n4,n越大, 峰吸收强度越 大。
R2C=CHR’ R2C=CR2’
同上 无
4. 芳烃
3. 炔烃 芳烃的特征吸收:(与烯烃类似)
各类化合物的红外光谱
1. 烷烃类化合物的特征基团频率
基团 振动形式
asCH3 sCH3 as CH3 s CH3 asCH2 sCH2 CH2 sCH CH
有机波谱分析知识点
有机波谱分析知识点名词解析发色团(chromophoric groups):分子结构中含有π电子的基团称为发色团,它们能产生π→π*和n→π*跃迁从而你呢个在紫外可见光范围内吸收。
助色团(auxochrome):含有非成键n电子的杂原子饱和基团本身不吸收辐射,但当它们与生色团或饱和烃相连时能使该生色团的吸收峰向长波长移动并增强其强度的基团,如羟基、胺基和卤素等。
红移(red shift):由于化合物结构发生改变,如发生共轭作用引入助色团及溶剂改变等,使吸收峰向长波方向移动。
蓝移(blue shift):化合物结构改变时,或受溶剂的影响使吸收峰向短波方向移动。
增色效应(hyperchromic effect):使吸收强度增加的作用。
减色效应(hypochromic effect):使吸收强度减弱的作用。
吸收带:跃迁类型相同的吸收峰。
指纹区(fingerprint region):红外光谱上的低频区通常称指纹区。
当分子结构稍有不同时,该区的吸收就有细微的差异,并显示出分子特征,反映化合物结构上的细微结构差异。
这种情况就像人的指纹一样,因此称为指纹区。
指纹区对于指认结构类似的化合物很有帮助,而且可以作为化合物存在某种基团的旁证。
但该区中各种官能团的特征频率不具有鲜明的特征性。
共轭效应 (conjugated effect):又称离域效应,是指由于共轭π键的形成而引起分子性质的改变的效应。
诱导效应(Inductive Effects):一些极性共价键,随着取代基电负性不同,电子云密度发生变化,引起键的振动谱带位移,称为诱导效应。
核磁共振:原子核的磁共振现象,只有当把原子核置于外加磁场中并满足一定外在条件时才能产生。
化学位移:将待测氢核共振峰所在位置与某基准物氢核共振峰所在位置进行比较,其相对距离称为化学位移。
弛豫:通过无辐射的释放能量的途径核由高能态向低能态的过程。
分子离子:有机质谱分析中,化合物分子失去一个电子形成的离子。
波谱考试知识点
1.不同物质的λmax有时可能相同,但εmax不一定相同;2.有机化合物的紫外—可见吸收光谱,是其分子中外层价电子跃迁的结果(三种):σ电子、π电子、n电子外层电子吸收紫外或可见辐射后,就从基态向激发态(反键轨道)跃迁。
主要有四种跃迁所需能量ΔΕ大小顺序为:n→π*< π→π*< n→σ*< σ→σ*3.σ→σ*跃迁所需能量最大,σ电子只有吸收远紫外光的能量才能发生跃迁。
饱和烷烃的分子吸收光谱出现在远紫外区(吸收波长λ<200nm,只能被真空紫外分光光度计检测到)。
如甲烷的λ为125nm,乙烷λmax为135nm。
n→σ*跃迁所需能量较大。
吸收波长为150~250nm,大部分在远紫外区,近紫外区仍不易观察到。
含非键电子的饱和烃衍生物(含N、O、S和卤素等杂原子)均呈现n →σ*跃迁。
如一氯甲烷、甲醇、三甲基胺n →σ*跃迁的λ分别为173nm、183nm 和227nm。
π→π*跃迁所需能量较小,吸收波长处于远紫外区的近紫外端或近紫外区,摩尔吸光系数εmax一般在104L·mol-1·cm-1以上,属于强吸收。
不饱和烃、共轭烯烃和芳香烃类均可发生该类跃迁。
如:乙烯π→π*跃迁的λ为162 nm,εmax为: 1×104 L·mol-1·cm-1。
n →π*跃迁需能量最低,吸收波长λ>200nm。
这类跃迁在跃迁选律上属于禁阻跃迁,摩尔吸光系数一般为10~100L·mol-1 ·cm-1,吸收谱带强度较弱。
分子中孤对电子和π键同时存在时发生n →π*跃迁。
丙酮n →π*跃迁的λ为275nm εmax为22 L·mol-1·cm -1(溶剂环己烷)。
4.生色团:最有用的紫外—可见光谱是由π→π*和n→π*跃迁产生的。
这两种跃迁均要求有机物分子中含有不饱和基团。
这类含有π键的不饱和基团称为生色团。
有机化合物波谱解析复习总结
(一)常用解谱数据总结关于数据,是一定要记的···大家想怎么记爱怎么记就怎么记吧,建议自己总结,这样记的好一些。
下面是鄙人的,嘻嘻。
(老师PPT上有很多总结的)一、氢谱化学位移值δ(ppm)影响化学位移值的因素:只有空间效应和共轭效应是屏蔽效应增大,向高场位移,即σ↑,δ↓.(一)0.4~4.0为饱和C上的H① 0.4~1.8 连饱和C的饱和C上的H② 1.8~2.5 连不饱和C的饱和C上的HI. 1.8~2.1 连C=C、C≡C的饱和C上的HII. 2.1~2.5 连C=O、N、S、苯环的饱和C上的H③ 3.0~4.6 连-O-的饱和C上的H其中,4.1左右可能有酯基④例外的:2.3~3.0是叁键上的H(二)4.6~8.0为不饱和C上的H① 4.6~6.0 C=C上的H② 6.0~8.0 苯环上的H(三)4.0~5.5为脂肪醇-OH的H若有0.5~1.0,为稀溶液(四)3.5~7.7为酚的-OH的H若有10~16,为分子内氢键(五)9.0~10.0为H-C=0的H(六)10.5~13为-COOH的H(七)胺类①~1.0 脂肪胺②4~5(气泡峰)芳香胺③6~7(气泡峰)酰胺,仲胺类其它:J值:①任何情况下J顺<J反②总体情况:J苯环H<J邻(烯H)<J邻(烷H)<J偕H③苯环H:J对<J间<J邻(J对0 ~1Hz;J间1~3Hz;J邻6~12Hz)④烯烃H:J邻(顺)<J邻(反)(J邻(顺)6~14Hz;J邻(反)11~18Hz)⑤烷烃H:J邻6~8Hz⑥同碳上的H:J偕10~16Hz要求掌握给图能测量算得J值,再推化合物种类。
二、碳谱碳谱的DEPT值:季碳消失!θ=45°,季C消失;θ=90°,季C消失,只有CH向上;θ=135°,季C消失,只有CH2向下。
COM谱:峰全部为单峰。
OFR谱:裂分峰只有同一C上的,临近C不影响裂分。
有机化合物波谱分析
记忆方法 取代基 供电基团 o m p 之和
-OH(或-OCH3)
-R 吸电基团 -COR
-0.5
-0.2 +0.6
-0.1
-0.1 +0.1
-0.4
-0.2 +0.3
-1.0
-0.5 +1.0
35
一、1H-NMR(氢核磁共振) 2、峰面积与氢核数目
36
一、1H-NMR(氢核磁共振) 3、峰的裂分与偶合常数
38
化学等价核
通过对成操作(绕对称轴旋转、通过对称面、对称中 心反映,绕更迭对称轴旋转)或快速机制,位置可以互换, 这些核称为化学位移等价核。 1、等位质子; 2、对映异位质子; 3、非对映异位质子;
磁等价(磁等同)核
在化学等价基础上,若它们对偶合系统内其它任何一个 原子以相同大小偶合(空间结构),则为磁等价核。
uC=O 1675cm-1
uOH 3365cm-1
15
影响IR吸收的因素 二、空间效应(steric effect)
(4)环张力
16
影响IR吸收的因素 二、空间效应(steric effect)
(4)环张力
17
影响IR吸收的因素
三、氢键效应(hydrogen bond effect)
形成分子内氢键,谱带变宽,波数降低,但强度基本不增。 ∵形成氢键,使-O—H+键拉长,偶极矩增增加
123.9
117.7 115.7
123.0
65
化合物 3
66
67
68
6.80(1H,d,J=8.4Hz) 7.02(1H,d,J=8.4Hz)
10.13(1H,s)
9.37(1H,s)
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。
有机波普解析-知识点总结
1.紫外-可见吸收光谱(<400nm)1.1.电子跃迁与分子吸收光谱分子内部三种运动形式(三种能级都是量子化的)1)电子相对于原子核分运动:电子能级2)原子在其平衡位置附近的相对振动:振动能级3)分子本身绕其重心的转动:转动能级三种能级都是量子化的1.2.跃迁类型及吸收带成键电子:σ电子——σ成键轨道,σ*反键轨道外层价电子π电子——π成键轨道,π*反键轨道未成键价电子n电子(p电子)四种跃迁所需能量大小:n→π* <π→π*< n→σ*<σ→σ*1.2.1.π→π*K带:共轭非封闭体系的π→π*跃迁特征:εmax≥104L.mol-1。
cm-1;λmax≥217nm乙烯:εmax=104L.mol-1。
cm-1;λmax 162nm1.2.2.n→π*①饱和醛酮:n→σ* 180-190 nm;π→π* 159-160nmR带(杂原子存在才出)n→π* εmax<100L.mol-1。
cm-1;λmax 275-295nm②不饱和醛酮:K带红移165→250nm(向长波方向)R带红移290→310nm1.2.3.芳香烃与B带1.2.4.苯环上有三个π→π*跃迁特征吸收带E1带:εmax=4.7×103L.mol-1。
cm-1;λmax180-184nmE2带:εmax=7×103L.mol-1。
cm-1;λmax200-204nmB 带:εmax=200-103L.mol-1。
cm-1;λmax 230-300nmB带π→π*跃迁与苯环骨架振动引起(常有精细结构)1.3.影响紫外吸收光谱的因素1.3.1.共轭效应:共轭越多,红移,吸收强度增大,能级差减小,物质色度增加1.3.2.助色效应:助色基团取代,π→π*跃迁(K带)红移含取代基时,B带简化,最大吸收波长红移1.3.3.溶剂的影响:极性溶剂使B带精细结构消失;K带红移;R带红移区别n→π*、π→π*可以用摩尔吸收系数;碱性条件下红移(酸性化合物),是酚类2.红外光谱(>600nm)应用面广;不破坏样品,任何相态适用;特征性高,分子结构不同,红外光谱不同;速度快、样品用量少,适合联用2.1.产生1)辐射能量等于分子振动跃迁所需的能量2)分子振动时有瞬间偶极矩的变化2.2.分子振动形式2.2.1.多原子集团的基本振动形式1)基本振动不对称伸缩面内弯曲振动伸缩振动变形振动对称伸缩面外弯曲振动2)振动自由度和选律振动自由度:分子振动时,分子各原子之间的相对位置平动自由度:3个转动自由度:非线性分子:3个;线性分子:2个振动自由度:非线性分子:3n-6个;线性分子:3n-5个选律:只有偶极矩发生变化的振动才能有红外吸收,一些对称伸缩不出峰吸收频率完全相同,峰重合;强、宽峰覆盖;中红外区之外;吸收峰太弱可能都不能出峰。
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) = εlc • 透光度:-lg T = εbcA :吸光度;l :光在溶液中经过的距离;ε: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ε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,λ↑,吸收峰红移,ε↑ 3. 极性的影响:π→π*跃迁:极性↑,红移,λ↑;ε↓。
第八章有机波谱知识共76页
些峰是多个基团振动吸收的叠加。
C 参键和累积双键区(2400-2100cm-1) 本区的谱带较少。主要吸收带有:
• 炔烃除利用ν≡C-H外,还可利用νC≡C来确
认。但注意,结构对称的炔烃不发生吸收,因其 是红外非活动的振动。
•
空气中的CO2对谱图也可能产生干扰,产生
2349cm-1峰,因此解析时如有此峰出现应注意是
否存在操作和仪器调整的问题。
3.红外吸收光谱解析
• 为了便于进行红外光谱解析,通常将光谱分成八个不同区 段。根据相应吸收峰的情况可初步推测化合物的可能结构。
• A. O-H、N-H伸缩振动区(3750 - 3000 cm-1) • • 醇、酚、酸在非极性溶剂中,浓度较小(稀溶液)时,峰
形尖锐,强吸收;当浓度较大时,发生缔合作用,峰形较 宽。 • • 含有氨基的化合物其峰强较缔合的OH基峰弱,且谱峰更尖 锐。吸收峰的数目取决于N原子上取代基的多少。伯胺和 伯酰胺为双峰,且两峰强度近似相等
• 4.从紫外光谱推断结构
•
一般根据化合物的紫外光谱,可大致推断其结构:
•
(1)200-400nm 无吸收峰。饱和化合物,单烯。峰(ε=10-100)醛酮
n→π* 跃迁产生的R 带。
•
(3)250-300 nm有中等强度的吸收峰(ε=200-
2000),芳环的特征 吸收(具有精细解构的B带)。
常用的范围是400 - 4000cm-1。
1.红外吸收光谱的基本原理
•
红外吸收光谱产生应满足两个条件:
•
(1)辐射应具有能满足物质产生振动跃迁所
需的能量;
•
(2)辐射与物质间有相互偶合作用。分子在
振动过程中必须有瞬间偶极矩的改变。
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有机波谱知识点总结
波谱是化学分析中常用的一种手段,通过测定分子在电磁波中的吸收、散射或发射,可以了解分子的结构和性质。
有机波谱是指在有机化合物中应用的波谱分析方法,主要包括红外光谱、紫外-可见光谱、质谱和核磁共振谱等。
本文将针对有机波谱的各种知识点进行总结,包括波谱的基本原理、各种波谱的特点和应用、波谱分析中需要注意的问题等内容。
一、红外光谱
1.基本原理
红外光谱是利用物质对红外辐射的吸收和散射的规律来研究物质结构和性质的一种分析方法。
红外光谱的基本原理是在物质中分子或原子的振动和转动会产生特定的频率的红外光吸收,这样可以用红外光谱来检验物质的结构和成分。
2.特点和应用
红外光谱对于分析有机化合物的结构和功能团具有非常重要的作用。
红外光谱具有分辨率高、灵敏度强、操作简便等特点,广泛应用于聚合物材料、药物分析、食品检测等领域。
3.需要注意的问题
在进行红外光谱分析时,需要注意样品的处理、仪器的校准和数据的解释等问题。
此外,还需要对不同功能团的吸收峰进行了解,进行光谱图谱的解读。
二、紫外-可见光谱
1.基本原理
紫外-可见光谱是利用物质对紫外光和可见光的吸收的规律来研究物质结构和特性的一种分析方法。
紫外-可见光谱的基本原理是分子在吸收紫外-可见光时,电子跃迁至较高的能级,产生吸收峰,可以由此推测分子的结构和键合的性质。
2.特点和应用
紫外-可见光谱对于分析有机化合物的共轭结构和电子转移能力有很大的作用。
紫外-可见光谱具有快速、敏感、定量等特点,广泛应用于有机合成、药物分析、环境监测等领域。
3.需要注意的问题
在进行紫外-可见光谱分析时,需要注意样品的准备、仪器的校准和光谱图谱的解释。
此外,还需要了解分子在吸收紫外-可见光时的机理和特性,进行光谱图谱的解读。
三、质谱
1.基本原理
质谱是利用物质在电子轰击下的离子化和质子转移等规律来研究物质结构和成分的一种分
析方法。
质谱的基本原理是将物质离子化后,通过质子转移和碎裂等反应产生一系列离子,再根据其质荷比来推测物质的结构和成分。
2.特点和应用
质谱对于分析有机化合物的结构和成分有很大的作用。
质谱具有高灵敏度、高分辨率、高
速度等特点,广泛应用于有机合成、药物分析、环境监测等领域。
3.需要注意的问题
在进行质谱分析时,需要注意样品的离子化方式、仪器的校准和质谱图谱的解释。
此外,
还需要了解碎裂规律和质谱的解释方法,进行质谱图谱的解读。
四、核磁共振谱
1.基本原理
核磁共振谱是利用物质在外加磁场下核自旋共振现象的规律来研究物质结构和性质的一种
分析方法。
核磁共振谱的基本原理是不同核素在外加磁场下会呈现不同的共振现象,可以
根据共振峰的位置和积分面积来推测物质的结构和性质。
2.特点和应用
核磁共振谱对于分析有机化合物的结构和构象有很大的作用。
核磁共振谱具有高分辨率、
非破坏性、定量等特点,广泛应用于有机合成、药物分析、生物医学等领域。
3.需要注意的问题
在进行核磁共振谱分析时,需要注意样品的处理、仪器的校准和谱图的解释。
此外,还需
要了解化学位移、耦合常数和谱图解释方法,进行谱图的解读。
五、其他波谱分析方法
除了上述的几种波谱分析方法外,还有许多其他的波谱分析方法,如电子自旋共振谱、荧
光光谱、拉曼光谱等。
这些方法都对于有机化合物的结构和性质研究有着重要的作用,可
以根据实际需要进行选择和应用。
六、波谱分析的新技术和发展趋势
随着科学技术的不断发展,波谱分析技术也在不断更新和完善。
近年来,有机波谱分析领
域涌现出许多新技术,如表面增强拉曼光谱、高分辨率质谱、固态核磁共振等。
这些新技
术为有机波谱分析提供了更广阔的发展空间,使得波谱分析在结构和性质研究中有了更深入的应用。
综上所述,有机波谱是化学分析中的重要手段,对于有机化合物的结构和性质研究有着重要的作用。
通过对红外光谱、紫外-可见光谱、质谱和核磁共振谱的了解和应用,可以更全面、深入地了解有机化合物的结构和性质,为有机化学和生物医学领域的研究提供重要的实验数据。
随着波谱分析技术的不断发展和更新,相信有机波谱在未来会有更广阔的应用前景。