有机光谱分析解读
仪器分析实验有机化合物的红外光谱分析解读
仪器分析实验有机化合物的红外光谱分析 2015年4月21日有机化合物的红外光谱分析开课实验室：环境资源楼312【实验目的】1、初步掌握两种基本样品制备技术及傅里叶变换光谱仪器的简单操作；2、通过谱图解析及网上标准谱图的检索，了解由红外光谱鉴定未知物的一般过程；3、掌握有机化合物红外光谱测定的制样方法，回顾基础有机化学光谱的相关知识。
【基本原理】• 原理概述：物质分子中的各种不同基团，在有选择地吸收不同频率的红外辐射后，发生振动能级之间的跃迁，形成各自独特的红外吸收光谱。
据此，可对物质进行定性和定量分析。
特别是对化合物结构的鉴定，应用更为广泛。
• 红外吸收法：类型：吸收光谱法；原理：电子的跃迁：电子由于受到光、热、电等的激发，从一个能级转移到另一个能级的现象。
这是因为分子中的电子总是处在某一种运动状态中，每一种状态都具有一定的能量，属于一定的能级。
当这些电子有选择地吸收了不同频率的红外辐射的能量，发生振动能级之间的跃迁，形成各自独特的红外吸收光谱。
据此，可对化合物进行定性和定量分析；条件：分子具有偶极矩。
【仪器与试剂】1、仪器：傅里叶变换红外光谱仪（德国Bruker公司，TENSOR 27型; 美国Thermo Fisher 公司， Nicolet 6700型）；压片机；玛瑙研钵；红外灯。
2、试剂：NaCl窗片、KBr晶体，待分析试样液体及固体。
【实验步骤】1、样品制备（1）固体样品：KBr压片法在玛瑙研钵将KBr晶体充分研磨后加入其量5%左右的待测固体样品，混合研磨直至均匀。
在一个具有抛光面的金属模具上放一个圆形纸环，用刮勺将研磨好的粉末移至环中，盖上另一块模具，放入油压机中进行压片。
KBr压片形成后，若已透明，可用夹具固定测试；（2）液体样品：液膜法取一对NaCl窗片，用刮勺沾取液体滴在一块窗片上，然后用另一块窗片覆盖在上面，形成一个没有气泡的毛细厚度薄膜，用夹具固定，即可放入仪器光路中进行测试，此法适用于高沸点液体样品。
有机化学中的光谱分析方法
有机化学中的光谱分析方法在有机化学领域，光谱分析是一种常用的研究方法，能够通过测量化合物与电磁辐射的相互作用来获取化合物的结构和特性信息。
光谱分析方法的广泛应用使得有机化学研究取得了重大进展。
在本文中，我将介绍几种常见的有机化学光谱分析方法。
一、红外光谱（IR）红外光谱是一种常用的分析有机化合物结构的方法。
它基于分子中的共振吸收现象，通过测量有机化合物在红外光区（4000-400 cm^-1）的吸收谱图来分析其结构和功能团。
红外光谱可以提供丰富的信息，如化学键的种类、取代基的位置以及分子内的氢键等。
这些信息对于有机化学家来说非常重要，可以帮助他们确定化合物的结构和性质，从而指导进一步的研究。
二、核磁共振光谱（NMR）核磁共振光谱是一种通过观察核磁共振现象来研究分子结构的方法。
通过对有机化合物中的核自旋进行激发和放松的过程，可以测出不同核自旋状态的能量差异，从而得到分子结构的信息。
核磁共振光谱可以提供有关分子中不同原子的化学环境和相互作用的信息，如化学位移、耦合常数和积分强度等。
这些信息对于确定有机化合物的结构和动力学性质非常重要，对于有机合成和反应机理的研究具有重要意义。
三、质谱（MS）质谱是一种通过测量分子离子的相对质量和相对丰度来研究分子结构的方法。
质谱仪可以将有机化合物分子中的分子离子分析出来，并通过质谱图来揭示它们的相对质量和丰度。
质谱谱图可以提供分子离子的分子量以及分子碎片的信息，从而帮助确定化合物的结构和摄取机理。
质谱在有机化学研究中应用广泛，尤其在天然产物的分析和合成中扮演着重要角色。
四、紫外-可见光谱（UV-Vis）紫外-可见光谱是一种通过测量有机化合物对紫外光和可见光的吸收来研究其结构和性质的方法。
有机化合物中的π-π*跃迁和n-π*跃迁会导致紫外光和可见光的吸收现象。
通过测量有机化合物在不同波长的光下的吸收强度，可以得到它们的吸收谱图。
UV-Vis光谱可以提供有关化合物的电子结构和共轭体系的信息，对于研究有机化合物的电荷转移过程和发光性质有重要意义。
有机化合物光谱解析(紫外)
第一章 绪论
1.1 波谱法
1. 定义：物质在光的照射下，引起分子内部某种运 动，从而吸收或散射某种波长的光，将入射光强度变化 或散射光的信号记录下来，得到一张信号强度与光的波 长、波数（频率）或散射角度的关系图，用于物质结构、 组成及化学变化的分析，这种方法就叫波谱法。 2. 类别：红外光谱、紫外-可见光谱、核磁共振、质 谱、拉曼光谱等。 3. 应用：确定物质的相对分子量、化学式和结构式。
1.1.2 电子跃迁的分类
(1) n—σ*跃迁 在饱和烃的含氧、氮、卤素、硫的衍生物的分子轨道 中，有一对非成键电子（简称n电子），他们除了有σ—σ* 跃迁外，还有n—σ* 跃迁；只有硫化物的勉强可以通过紫 外仪观察到，其他的仍然看不到，即是透明的（或没有吸 收）。 如： ROH n—σ* λmax 180~18 lgε 2.5 R R-N n—σ* λmax 199~200 lgε 3.4 R RSR n—σ* λmax 210~215 lgε 3.1
(2) π—π*跃迁 π电子容易跃迁到反键轨道π*上，π—π*跃
迁吸收谱带比 σ—σ* 的吸收谱带要长，一些含 孤立双键体系的 π—π* 跃迁的吸收谱带比 n—σ* 跃迁吸收带要短一些，如具有一个孤立 π 键的 乙烯吸收光谱约在 165nm，分子中如果有两个 或多个π键处于共轭关系，则这种π—π*跃迁的 谱带将随共轭体系的增大而向长波方向移动。 若n电子与π电子间未形成p –π共轭时（如 CH2=CH-CH2-O-CH3 ）只能产生 π—π* 、 n— σ*、 和 σ— σ*跃迁，而不会产生n—π*跃迁。
Woodword 定则：环外双必须在共轭链上，指共轭 体系中某一双键的一端的 C 还是母体环上的某一碳。 以同环二烯为准。例：
扭曲对Woodword定则的影响 预测 a.马鞭草烯 229
有机化合物的光谱分析红外光谱
有机化合物的光谱分析红外光谱一、引言有机化合物的光谱分析是一种重要的实验手段，其中红外光谱是最常用的一种方法。
红外光谱能够提供有机化合物中基团的信息，通过分析红外光谱，我们可以确定有机化合物的结构以及它所含有的基团类型。
二、红外光谱的原理红外光谱是通过测量有机化合物在红外辐射下吸收光线的能量来得到的。
红外辐射的频率范围是10^12 Hz到10^14 Hz，相当于波长在0.74 μm到100 μm之间。
在红外光谱图上，横轴表示波数，纵轴表示吸光度。
有机化合物中的化学键会吸收特定频率的红外光，这些吸收峰对应着不同的基团类型。
例如，羰基（C=O）的振动频率通常在1700-1750 cm^-1范围内，而羟基（OH）的振动频率通常在3200-3600 cm^-1范围内。
通过观察红外光谱图中的吸收峰位置和形状，我们可以确定有机化合物中存在哪些基团。
三、红外光谱的应用1. 有机化合物的结构确定红外光谱可以帮助确定有机化合物的结构。
通过对红外光谱图进行分析，我们可以识别出有机化合物中的各种基团，进而确定其结构。
例如，如果红外光谱图中出现了1650 cm^-1附近的吸收峰，则可以判断有机化合物中含有羰基。
2. 有机化合物的质量分析红外光谱还可以用于有机化合物的质量分析。
通过比对样品的红外光谱与已知有机化合物的红外光谱数据库，可以确定样品的成分和纯度。
这对于药物分析、环境监测以及食品安全等领域非常重要。
3. 有机化合物的反应监测红外光谱还可以用于监测有机化合物的反应过程。
通过在反应过程中多次采集红外光谱，我们可以观察吸收峰的强度和位置的变化，从而了解反应的进行情况。
这对于研究有机合成反应机理以及工业生产中的过程控制非常有帮助。
四、红外光谱的实验操作进行红外光谱分析需要使用红外光谱仪。
下面是一般的实验步骤：1. 准备样品：将有机化合物制备成固体样品或液体样品，并挤压成透明薄片。
2. 放样：将样品放置在红外光谱仪的样品室中，确保样品和仪器接触良好。
有机化合物的光谱分析方法
有机化合物的光谱分析方法光谱分析是化学领域中非常重要的一种分析方法，可以通过测量物质与特定波长的电磁辐射的相互作用来获得有关物质性质的信息。
在有机化学中，光谱分析被广泛用于研究有机化合物的结构和特性。
本文将介绍几种常见的有机化合物光谱分析方法，包括紫外-可见吸收光谱、红外光谱和核磁共振光谱。
一、紫外-可见吸收光谱紫外-可见吸收光谱（UV-Vis）是一种测量物质对紫外和可见光的吸收能力的方法。
由于每种有机化合物对不同波长的光具有特定的吸收特性，通过测量物质在紫外-可见光谱范围内的吸收光谱，可以确定物质的吸收峰位置和强度。
这些信息可以帮助确定有机化合物的结构和浓度。
二、红外光谱红外光谱（IR）是一种测量物质对红外辐射的吸收能力的方法。
在有机化学中，红外光谱常用于研究有机化合物的分子结构和功能基团。
不同的功能基团在红外光谱图上会显示出特定的吸收峰，通过对红外光谱图的解析，可以确定有机化合物的结构以及含有的官能团。
三、核磁共振光谱核磁共振光谱（NMR）是一种测量物质中原子核在外磁场中的共振吸收能力的方法。
在有机化学中，核磁共振光谱可用于确定有机化合物的结构、官能团以及分子构型。
通过测量核磁共振信号的位置和强度，可以确定有机化合物的分子式、化学环境以及原子间的空间关系。
综上所述，紫外-可见吸收光谱、红外光谱和核磁共振光谱是常见且重要的有机化合物光谱分析方法。
它们各自通过测量物质与特定波长的电磁辐射的相互作用，提供有机化合物结构和特性的信息。
研究人员可以根据需要选择适当的光谱分析方法，从而更好地理解有机化合物的性质和行为，推动有机化学领域的发展。
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，↑；↓。
有机化学光谱解读
八、光谱（1）紫外光谱1生色基：能在某一段光波内产生吸收的基团称为这一段波长的生色基。
紫外光谱的生色基是：碳碳共轭结构、含有杂原子的共轭结构、能进行n→π*跃迁的基团、能进行n→σ*跃迁并在近紫外区能吸收的原子或基团。
2红移：使最大吸收峰向长波方向移动的现象称为红移现象。
3伍德沃德和费塞尔规则：用来估算二烯烃，多烯烃及共轭烯酮类化合物的紫外吸收λmax位置的经验规则，一般计算值与实验值之间的误差约为±5nm。
（参见表5-8）。
4助色基：非键电子与π电子的共轭即为p-π共轭，p-π共轭使电子活动范围增大，吸收向长波方向位移，并使颜色加深，这种效应称为助色效应，这种基团称为助色基，如—OH，—OR，—NH2，—NR2，—SR，卤素等均是助色基。
5减色效应：使ε值减弱的效应称为减色效应。
6紫外光谱图：紫外光谱图提供两个重要的数据：吸收峰的位置和吸收光谱的吸收强度。
紫外光谱图以波长（nm）为横坐标，指示吸收峰的位置；以吸光度为纵坐标，指示了吸收峰的吸收强度。
在图中，化合物对电磁辐射的吸收性质是通过一条吸收曲线来描述的。
7紫外吸收光谱：由于分子中价电子的跃迁而产生的吸收光谱称为紫外吸收光谱。
也可以称它为电子光谱。
8紫（蓝）移：最大吸收峰向短波方向移动的现象称为紫（蓝）移现象。
9增色效应：使ε值增加的效应称为增色效应。
（2）红外光谱1红外光谱：原子和分子所具有的能量是量子化的，称之为原子或分子的能级，有平动能级、转动能级、振动能级和电子能级。
基团从基态振动能级跃迁到上一个振动能级所吸收的辐射正好落在红外区，所以红外光谱是由于分子振动能级的跃迁而产生的。
2红外光谱图：红外光谱图的横坐标是红外光的波长（μm）或波数（cm—1），纵坐标是透过率T或吸光度A。
A与T的关系是A=lg（1/T）。
中间是一条吸收曲线。
吸收曲线的吸收峰形状是各不相同的，一般分为宽峰、尖峰、肩峰，双峰等类型。
3泛频峰：ν1+ν2，2ν1+ν2…吸收峰称为合频峰，ν1—ν2，2ν1—ν2…吸收峰称为差频峰，合频峰与差频峰统称为泛频峰。
有机化学基础知识点有机化合物的光谱分析
有机化学基础知识点有机化合物的光谱分析有机化合物的光谱分析光谱分析是有机化学中一种重要的实验方法，它通过测量物质与电磁波的相互作用来获取有关分子结构和化学环境的信息。
在有机化学中，常用的光谱技术有红外光谱、质谱和核磁共振光谱等。
本文将介绍有机化合物的光谱分析方法及其基础知识点。
一、红外光谱（Infrared Spectroscopy）红外光谱是一种常用的有机化合物结构分析方法。
它通过测量物质在红外辐射下吸收光的波长和强度来研究有机分子的化学键和官能团。
在红外光谱中，最常见的峰位分别对应于C-H、C=O和O-H等功能团。
例如，红外光谱中出现在3000-2850 cm^-1的峰位通常表示有机分子中存在C-H键。
二、质谱（Mass Spectrometry）质谱是一种用来确定有机化合物分子结构和分子量的技术。
它通过测量物质中离子的质量和相对丰度来分析化合物的化学成分。
质谱的主要步骤包括样品的蒸发、离子化、质谱分析以及数据处理等。
质谱通常可以提供有机分子的分子式、分子量和结构等信息。
三、核磁共振光谱（Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy）核磁共振光谱是一种用来研究原子核之间相互作用以及有机分子结构的技术。
它利用核磁共振现象来测量物质中核自旋的能级差和能级的相对强度。
核磁共振光谱常用于确定有机分子的结构、官能团以及它们之间的化学键。
常见的核磁共振光谱包括^1H核磁共振和^13C核磁共振。
四、其他光谱分析方法除了红外光谱、质谱和核磁共振光谱之外，还有一些其他的光谱分析方法在有机化学中得到广泛应用。
例如，紫外-可见吸收光谱可以用于测量有机分子的电子跃迁能级，从而分析其共振结构和电子吸收性质。
拉曼光谱可以提供有机分子的振动和转动信息。
电子自旋共振光谱则用于研究物质中的自由基和电子结构等。
总结：有机化合物的光谱分析方法在有机化学中发挥着重要的作用。
通过红外光谱、质谱和核磁共振光谱等技术，我们可以获得有机分子的结构、官能团和化学键等信息，从而更好地理解和研究有机化学反应和反应机理。
有机化合物光谱解析
(4) σ-过程 ) 过程
当σ键形成阳离子自由基时发生的碎裂过程称为σ-过程. 键形成阳离子自由基时发生的碎裂过程称为σ 过程 阳离子自由基时发生的碎裂过程称为 过程.
+
+ H
-e
+
+
+ CH3 m/z + + CH3CH2 m/z m/z + CH3CH2CH2
+
15 29 43
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二, 质谱图
质谱图由横坐标,纵坐标和棒线组成. 谱图由横坐标,纵坐标和棒线组成. 谱图由横坐标 横坐标标明离子质荷比( 横坐标标明离子质荷比(m/z)的数值. )的数值. 纵坐标标明各峰的相对强度. 纵坐标标明各峰的相对强度. 棒线代表一定质荷比的离子. 棒线代表一定质荷比的离子. 也可用质谱表来表示(如甲烷) 也可用质谱表来表示(如甲烷) m/Z 相对强度% 相对强度% 2 1.36 12 3.65 13 14 15 16 17
γH过程可以通过六 过程可以通过六 元环状过渡态进行, 元环状过渡态进行, 也可以通过四员环 状过渡态进行. 状过渡态进行.
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麦克拉夫悌重排裂解( 麦克拉夫悌重排裂解(Mclafferty)
具有γ 氢原子的侧链苯 烯烃,环氧化合物, 氢原子的侧链苯, 具有γH氢原子的侧链苯,烯烃,环氧化合物,醛,酮等经过六元 环状过渡态使γ 转移到带有正电荷的原子上 同时在α 转移到带有正电荷的原子上, 环状过渡态使γH转移到带有正电荷的原子上,同时在α,β原子间发生 裂解,这种重排称为麦克拉夫悌重排裂解. 裂解,这种重排称为麦克拉夫悌重排裂解. 麦克拉夫悌重排裂解
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有机化合物光谱解析(紫外)
4）. 振动能：分子中原子离开其平衡位置作振动所具有 的能量，以Eυ 表示。 5）.电子能：核外电子的能级，以Ee表示。
2. 规则
1）除平动能外，其它能级都是量子化的。只 有当吸收的电磁辐射的能量在数值上等于两个 能级之差时，才会发生辐射的吸收产生吸收光 谱。 2）平动不会产生光谱。 3）能级大小为：ΔEe>ΔEυ >ΔEJ >核自旋能级 跃迁
1.1.３ 谱带分类
(1) R带（基团型的）：为n—π*跃迁引起的吸收 带，产生该吸收带的发色团是分子中的P-π共轭体系， 如 NO2 ， C=O ， -CHO 等 。 特 征 是 强 度 弱 ε<100 ， 吸 收峰一般在270nm以上。
如：
CH3CHO
λmaxheptan 291nm ; ε 11
出版社：科学出版社 2000年
1.1 波谱法
第一章 绪论
1. 定义：物质在光的照射下，引起分子内部某种运 动，从而吸收或散射某种波长的光，将入射光强度变化 或散射光的信号记录下来，得到一张信号强度与光的波 长、波数（频率）或散射角度的关系图，用于物质结构、 组成及化学变化的分析，这种方法就叫波谱法。
如：
R带
ε值约为100（或<100）
B带
ε值约为250~3000
E带
ε值约为200~10000
K带
ε值约为10000（或>10000）
1.2 电子激发能量（The energy of electronic excitation）
跃迁条件：只有光量子的能量与电子跃迁所需
的能量相同时，才会发生电子在不同分子轨道的能
轨道相互作用形成的。
有机发光材料的光谱性能分析
有机发光材料的光谱性能分析有机发光材料的光谱性能分析是一项重要的研究领域，它可以帮助科学家们深入了解这些材料的荧光特性和应用潜力。
在这篇文章中，我们将探讨有机发光材料的光谱性质以及分析方法，并展示一些相关的研究进展。
光谱性质是指物质在不同波长的光照射下产生的荧光行为。
它反映了物质分子的能级结构和电子转移过程。
在有机发光材料中，光谱性质的研究对于了解荧光的发光机制以及优化发光效果具有重要意义。
一种常用的光谱性质分析方法是紫外可见吸收光谱（UV-Vis）分析。
UV-Vis 分析可以通过测量有机发光材料在紫外和可见光区域的吸收光谱，揭示材料的波长吸收范围、吸收强度和颜色等特性。
此外，UV-Vis还可以用于测定材料的摩尔吸光系数，从而计算出材料的摩尔吸光度和浓度。
荧光光谱是另一种常用的性能分析方法。
荧光光谱是指在激发光照射下，物质发射出的荧光光谱。
通过测量荧光光谱，可以确定物质的发光峰值波长、发光强度以及发光的波长范围等重要参数。
荧光光谱的分析可以帮助研究者判断有机发光材料的发光效果是否符合需求，并为材料的应用提供基础数据。
除了UV-Vis和荧光光谱，有机发光材料的磷光光谱也备受关注。
磷光光谱是指物质在激发光的作用下发射出的磷光光谱。
与荧光不同，磷光具有较长的寿命和较低的发光强度。
磷光光谱可以帮助研究者了解有机发光材料内部的能级结构和电子态密度，从而为材料设计和合成提供理论依据。
近年来，有机发光材料的光谱性能分析不仅局限于传统的UV-Vis、荧光和磷光光谱，还涌现出一些新的分析方法。
例如，二维蒙特卡洛光谱法（2D Monte Carlo）结合了蒙特卡洛模拟和光谱计算，可以模拟和预测有机发光材料的光谱性质。
此外，近几年来，多种光谱成像技术也被应用于有机发光材料的研究，如荧光共振能量转移成像和时间分辨荧光成像等。
有机发光材料的光谱性能分析在许多应用中都具有重要作用。
例如，在有机光电子器件中，了解有机发光材料的光谱性质可以帮助优化器件的发光亮度和颜色纯度。
有机化合物光谱解析
（一） 电子跃迁类型对max的影响
*跃迁峰位：150nm左右 n*跃迁峰位: 200nm左右 *跃迁峰位: 200nm(孤立双键), 强度最强（跃迁 时产生的分子极化强度高） n*跃迁峰位: 200~400nm
（二）发色团与助色团对max的影响
紫外吸收光谱主要由 *及n*跃迁贡献的。
在单色光和稀溶液的实验条件下，溶液对光线 的吸收遵循Lambert-Beer定律。即吸光度（A） 与溶液的浓度（C）和吸收池的厚度（l）成正 比。 A=alC 若溶液的浓度用摩尔浓度，吸收池的厚度以厘 米为单位，则Beer定律的吸光系数（a）可表达 为 ，即摩尔吸光系数。 A= lC=-lgI/I0; 即=A/lC I0: 入射光强度；I: 透射光强度
两个化合物相同，则紫外光谱应完全相同；而紫外光谱相同， 结构不一定相同。
二
确定未知不饱和化合物的结构骨架
（一） 将max的计算值与实测值进行比较
（二） 与同类型的已知化合物UV光谱进行比较
同类化合物在紫外光谱上即有共性，又有个性。其共性可用于化合 物类型的鉴定，个性可用于具体化合物具体结构的判断。 黄酮类化合物：300~400nm(谱带I);220~280nm(谱带II)
芦丁加入诊断试剂后的峰位变化
三 确定异构体或构型
上述化合物的紫外光谱给出max: 206nm(=5350); 250nm(=10500) A计算值： max=249nm
例2 二苯乙烯
max: 280nm (max=10500)
max: 295.5nm(max=29000)
(A): 245nm; (B): 308nm; (C): 323nm
有机化合物光谱解析
是利用光谱学知识解析化合物结
有机化合物波普解析 紫外光谱
• 概论
色谱分析：GC，HPLC，TLC 与裂解---色谱成分分析
波谱分析：UV，IR，NMR，MS（有机）----结构分析
• 色谱分析:具有高效分离能力可以把复杂有机混合物分离 成单一的纯组分
• 波谱分析：纯样品进行结构分析，特点是：微量化、测 量快、结果准确、重复性好。除MS之外，可回收样品
4. 电磁波与光谱区的关系
核与内层 电子跃迁
紫外及可见光谱 价电子跃迁
红外光谱 分子振动与转动
核磁共振谱 核自旋能级跃迁
UV-VIS电磁波谱：位于X射线与IR光区之间 有机化合物的UV吸收：200-400nm之间（近紫外）
VIS吸收：400-800nm之间（可见） 真空（远）U V ：4 – 200 n m σ→ σ*跃迁吸收
∨ MS
∨
IR
∨
UV
• 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。
第一节 基础知识
一、 电磁波的基本性质及分类
1．电磁辐射（电磁波，光） ：以巨大速度通过空 间、不需要任何物质作为传播媒介的一种能量。
2．电磁辐射的性质：具有波、粒二向性。
• 波动性：
c
，
104
（m
(cm
)
1（) 式（31-11）
• 粒子性： E h h c ( （式1-33）- 2）
光的波长越短（频率越高），其能量越大。
的吸收光谱在紫外-可见光区，紫外-可见光谱或分子的电子 光谱。
有机化学基本技能光谱数据解析与结构鉴定
有机化学基本技能光谱数据解析与结构鉴定在有机化学中，光谱数据解析与结构鉴定是非常重要的基本技能。
通过分析和解读各种光谱数据，我们可以确定有机化合物的分子结构和功能基团，从而对其性质和反应进行深入了解。
本文将介绍常见的光谱技术及其数据解析方法，帮助读者提升在有机化学领域的研究能力。
1. 红外光谱（IR）红外光谱是一种常用的分析技术，能够提供有机化合物的官能团信息。
根据不同官能团的振动特征，我们可以通过解析IR谱图来推断化合物的结构。
例如，羟基、胺基和羰基官能团在IR谱图中有独特的吸收峰。
此外，还可以通过峰的位置和强度来确定取代基的类型和位置。
2. 核磁共振谱（NMR）核磁共振谱是一种非常有用的光谱技术，能够提供有机分子的结构和碳氢框架的信息。
其中最常见的是质子核磁共振谱（1H NMR）和碳-13核磁共振谱（13C NMR）。
通过解析NMR谱图，我们可以确定化合物中质子和碳原子的化学位移、耦合常数以及它们的相对数量。
这些信息对于分析化合物的结构非常关键。
3. 质谱（MS）质谱是一种分析化合物分子量和分子结构的重要技术。
通过将化合物分子转化为离子，并将其离子化后进行质谱分析，我们可以获得质谱图。
通过解析质谱图，我们可以确定化合物的分子量、分子离子峰以及分子离子内部断裂的碎片。
这些信息对于有机化合物的分子结构鉴定非常关键。
4. 紫外-可见光谱（UV-Vis）紫外-可见光谱是研究化合物的电子跃迁和电子吸收的重要手段。
通过测量化合物在紫外和可见光区的吸收能谱，我们可以得到UV-Vis谱图。
通过解析谱图，我们可以获得有关化合物电子结构、π电子共轭以及能带跃迁等信息。
这对于判断化合物的共轭结构和电子转移过程非常关键。
总结：有机化学基本技能光谱数据解析与结构鉴定是有机化学研究中不可或缺的一环。
通过仔细分析红外光谱、核磁共振谱、质谱以及紫外-可见光谱等光谱数据，我们可以揭示有机化合物的分子结构和功能团信息。
这些解析技术对于有机化学领域的研究和应用具有重要的意义，希望本文的介绍能够帮助读者提高光谱数据解析与结构鉴定的能力。
有机化合物的光谱分析方法研究
有机化合物的光谱分析方法研究引言：有机化合物的光谱分析方法是研究有机化学的重要手段之一。
通过光谱分析，我们可以了解有机分子的结构、特性及其与其他物质间的相互作用。
本文将探讨几种常见的有机化合物的光谱分析方法，包括红外光谱、核磁共振光谱和质谱分析。
一、红外光谱分析方法红外光谱是一种非常常用的有机分析方法，它利用物质吸收红外光的谱线来确定分子的结构和官能团。
红外光谱仪通过测量吸收光波长的变化，可以得到物质所吸收的红外辐射的谱图。
这些吸收带可以给出物质分子中化学键的信息，进而帮助确定化合物的结构。
1. 红外光谱的基本原理红外光谱是通过物质分子的振动和转动引起的。
当物质受到红外光的辐射时，分子内的键开始振动或转动。
不同类型的化学键会产生不同频率和强度的振动或转动。
这些振动和转动产生的能量差会与红外光的特定频率相匹配，从而发生吸收。
2. 红外光谱的应用红外光谱广泛应用于有机化学领域，可以用来鉴定和确认有机化合物的结构、官能团的存在，并进行定量分析。
通过与已知化合物的对比，可以对未知化合物的结构进行推断。
二、核磁共振光谱分析方法核磁共振光谱（NMR）是分析有机物结构的强有力工具之一。
核磁共振光谱通过记录样品中的核自旋状态转变的能量差，从而提供关于有机物结构的信息。
1. 核磁共振光谱的基本原理核磁共振光谱是通过物质中的核自旋引起的。
核自旋是原子核固有的性质，多数有机化合物的核自旋数为1/2。
核磁共振光谱仪利用一个强恒定磁场和一个交变磁场来激发核自旋的共振吸收，其中交变磁场与核自旋的共振频率匹配。
2. 核磁共振光谱的应用核磁共振光谱可以提供有机化合物中氢、碳等原子的化学位移、偶合常数等信息。
通过核磁共振光谱可以确定有机分子的结构，并研究分子间的相互作用。
三、质谱分析方法质谱分析是一种有机化合物分析的高分辨率方法，通过测量样品中分子和分子碎片的质量-荷质量比（m/z），可以确定有机化合物的分子式和结构。
1. 质谱分析的基本原理质谱分析利用物质分子在电离后，由带电粒子分析仪器进行测量。
高三化学有机化合物的光谱分析与结构鉴定
高三化学有机化合物的光谱分析与结构鉴定在有机化学领域中，光谱分析是一种常用的方法，用于确定有机化合物的结构和性质。
光谱分析技术包括红外光谱、核磁共振和质谱等，它们能够提供有机化合物分子中原子的相对位置、化学键的类型和化学环境等信息。
本文将分别介绍这些光谱分析技术以及它们在有机化合物结构鉴定中的应用。
一、红外光谱分析红外光谱是利用分子吸收特定频率的红外辐射来分析有机化合物结构的一种方法。
有机化合物中的化学键具有特定的振动和伸缩频率，不同的化学键在红外光谱上表现出特定的吸收峰。
通过观察红外光谱图，可以确定化合物中存在的官能团类型，如羟基、酮基、羰基等，从而推测化合物的结构。
二、核磁共振分析核磁共振是通过核磁共振现象来分析有机化合物结构的方法。
在核磁共振光谱中，使用一定强度的磁场和一定的调频方式激发样品中核自旋的共振吸收。
化合物中的不同原子具有不同的核自旋和化学环境，其吸收峰的位移和分裂方式可以提供关于有机分子中原子的相对位置和键的类型的信息。
通过核磁共振分析，可以确定各个原子间的关系，从而推断出化合物的结构。
三、质谱分析质谱是一种通过分子的转化为离子，然后根据离子在磁场中受到电场力的影响，进行分析的方法。
有机化合物在质谱仪中通过电子轰击、化学离解等方式被转化为离子，然后根据离子的质量和电荷比进行检测和分析。
质谱分析可以提供分子的分子量、分子离子峰和碎片离子峰等信息，通过对这些信息的分析，可以鉴定有机化合物的结构。
四、应用举例光谱分析在有机化合物结构鉴定中有着广泛的应用。
比如，对于一种未知化合物，可以通过红外光谱确定其中的官能团，并结合核磁共振光谱的信息，进一步推测分子的结构。
此外，质谱分析还可以用来鉴定有机化合物的分子量和确定其分子结构的一些特征，对有机化合物的研究具有重要意义。
在实际应用中，光谱分析技术往往会同时使用，以提供更准确和全面的信息，进而确定化合物的结构和性质。
通过对红外光谱、核磁共振和质谱等光谱分析技术的综合应用，可以准确地鉴定有机化合物的结构，为化学研究和应用提供基础支持。
有机化合物光谱解析
3.0~5.5
3.0~5.0 4.0~6.0 6.0~8.0
基团 δ
-CHO 9.8
-CH3
C=C-CH3, OCH3 －COCH3, －ArCH3
COOCH3, ArOCH3
1.0~1.5 1.9~2.5 3.5~4.0 3.7~4.0
b.化学位移影响因素 化学位移值与电子云密度有关。电子云 密度降低，去屏蔽作用增强，向低场位 移，δ增大。
O CH3
OH
H
OH
H3C HO
HO
O
H
H
OH
α-L-rhamn
2. 糖的13CNMR性质 (1). 化学位移及偶合常数 糖端基碳：δ 95~105; δ >100(β-D或β-L型）, δ <100
(α-D或α-L型)。阿拉伯糖
C2~5: δ68~85; C6-CH3: δ~18; CH2OH: δ~62 偶合常数1JC1-H1: 吡喃糖:(优势构象C1式) α-D或α-L型苷键，170~175Hz; β-D或β-L型苷键，160~165Hz. 鼠李糖优势构象1C式，α-L型，170~175Hz，β-L型 160~165Hz。
(2). 苷化位移(Glycosylation shift, GS) 糖与苷元成苷后,苷元的α-C，β-C和糖的端 基碳的化学位移值发生了变化，这种变化称 苷化位移。 应用:推测糖与苷元，糖与糖的连接位置，苷 元的α-C的绝对构型及碳氢信号归属。
a.伯醇苷: 苷元: α-C ： Δδ：~ +8 ( 向低场位移 )
一. 结构研究的四种谱学方法
4. 核磁共振氢谱（1H-NMR） ➢ (1).提供的信息:
a.化学位移: δ (用于判断H的类型); b.偶合常数: J (Hz) c.积分强度(积分面积): 确定H的数目。
有机化合物光谱分析法教案解读
有机化合物光谱分析法教案前言光谱法的发展及其应用1.2.3.第一次课授课内容（2学时）4.第一早1.2.3.4.5. 四大光谱的介绍（紫外-可见光谱、红外光谱、核磁共振和质谱）；四大光谱的发展历史。
有机化合物光谱分析法课程介绍。
有机化合物光谱分析法课程是研究四大光谱应用于有机化合物结构确定及有关知识的科学。
它既是基础理论课，又是应用基础课。
通过学习本课程，使学生能正确掌握四大光谱进行结构确定的原理及利用其综合解析有机化合物结构的方法，了解光谱学发展的最新动态和技术。
主要讲述内容包括本课程的学习目的、学习内容、研究对象、学习要点、学习方法、课程安排、考核、教材、参考书和教师等介绍。
翻译英文原版教材的前言。
紫外可见光谱（UV-Vis）- （I ）紫外可见光谱的引论：紫外可见光谱的产生-电子能级跃迁。
电子跃迁的条件，公式表示。
光的吸收定律（Lambert-Beer ）和选择定则（Selection rules ）: 计算公式和应用条件。
发色团的定义，类型，紫外可见光谱研究的发色团-含共轭双健，发色团的查找（波长范围，吸收带的强度）。
溶剂的选择和溶剂的极性对波长的影响，红移，兰移的概念。
第二次课授课内容（2学时）第一早1.2.3.4.紫外可见光谱（UV-Vis）- （II ）几种重要的发色团共轭二烯类，Woodward定则预测最大吸收波长和应用实例。
a , B不饱和酮类和醛类的n f n跃迁，Woodward-Fieser-Scott 定则预测最大吸收波长、应用实例及相关溶剂校正。
取代苯的吸收。
最大吸收波长预测和应用实例。
紫外光谱的应用：根据紫外光谱吸收峰的位置（入max）和吸收强度（£ ）推断发色团的种类和共轭体系的长短。
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中学化学竞赛试题资源库——有机光谱分析A组1．核磁共振谱是测定有机分子结构最有用的工具之一。
在有机物分子中，不同种类的氢原子在质子核磁共振中给出的峰值（信号）也不同，根据峰值（信号）可以确定有机物分子中氢原子的种类和数目。
下列有机物分子中，在质子核磁共振谱中可能给出六个信号峰的是A CH3CH＝CH2B CH3CH2COOHC CH3CH＝CHClD CH3COOCH32．2002年诺贝尔化学奖表彰了两项成果，其中一项是瑞士科学家库尔特·维特里希发明了“利用核磁共振技术测定溶液中生物大分子三维结构的方法”。
在化学上经常使用的是氢核磁共振谱，它是根据不同化学环境的氢原子在氢核磁共振谱中给出的信号不同来确定有机物分子中的不同的氢原子。
下列有机物分子在氢核磁共振谱中只给出一种信号的是A HCHOB CH3OHC HCOOHD CH3COOCH33．2002年诺贝尔化学奖获得者的贡献之一是发明了对有机物分子进行结构分析的质谱法。
其方法是让极少量的（10－9g）化合物通过质谱仪的离子化室使样品分子大量离子化，少量分子碎裂成更小的离子。
如CH6离子化后可得到C2H6＋、C2H5＋、C2H4＋……，然后测定其质荷比。
设H＋的质荷比为β，某有机物样品的质荷比如右图所示（假设离子均带一个单位正电荷，信号强度与该离子的多少有关），则该有机物可能是A 甲醇B 甲烷C 丙烷D 乙烯4．2002年诺贝尔化学奖的一半奖金授予瑞士科学家库尔特•维特里希，以表彰他“发明了利用核磁共振技术测定溶液中生物大分子三维结构的方法。
”质子核磁共振谱（简称为PMR）谱线是研究有机化合物分子结构的重要手段和依据。
有机化合物分子结构中的等性氢原子在PMR谱线上都有相应的峰（即谱线中的位置）。
峰的强度与结构中的该氢原子的个数成正比。
因此PMR谱可同时定性和定量地分析结构中的等性氢原子。
如乙醛的结构式为CH3CHO，其PMR谱线有两个峰，强度之比为3︰1。
（1）分子式为C3H6O2的二元混合物，如果在PMR谱上观察到氢原子给出的峰有两种情况。
第一种情况峰给出的强度为1︰1；第二种情况峰给出的强度为3︰2︰1。
由此推断混合物的组成可能是（写结构简式）。
（2）在测得化合物的PMR谱上可观察到3种峰，而测定化合物CH3CH＝CHCl时，观察到6种峰，从原子在空间的排列方式不同，写出化合物CH3CH＝CHCl分子的空间异构体。
5．质子核磁共振谱（PMR）是研究有机化合物结构的最有力手段之一。
在所研究化合物的分子中，每一种结构类型的等价（或称为等性）H原子，在PMR谱中都给出相应的峰（信号）。
谱中峰的强度是与分子中给定类型的H原子数成比例的。
例如，乙醇的PMR 谱中有三个信号，其强度比为3︰2︰1。
（1）在80℃测得的N ，N 一二甲基甲酰胺的PMR 谱上，观察到两种质子给出的信号；而在－70℃测定时却能看到三种质子给出的信号，试解释这种差异。
（2）在－70℃和80℃所测得的N ，N 一二甲基甲酰胺的PMR 谱上，峰的强度比各为多少？（3）怎样解释N 一甲基甲酰胺的PMR 谱上，存在着来自6种H 原子的信号？B 组6．在高真空下，用高能电子束轰击一种气态分子时，分子中的一个电子可以被打出去而生成阳离子。
如苯甲酸：C 6H 5COOH →C 6H 5COOH ＋＋e －它的质量与电荷比可以测出为122（即122/1）。
与此同时，这样的离子还会被打碎成碎片离子，各有它们的质量与电荷比。
苯甲酸产生的碎片离子按所测出的质量与电荷比（都只带一个正电荷）为：溶于稀氢氧化钠溶液或盐酸，冷却后不再析出原有液体。
如上用高能电子轰击气态A 时，在70eV 下得质量与电荷比为88、73、61、45、43、29及27等的离子，它们都带一个电荷。
请确定该化合物是什么，并画出产生这些碎片的过程。
7．2000年出现了一个特殊的网站： ，是一家制药公司首次在全球悬赏化合物的合成路线。
截止到2002 年4 月1 日，悬赏金额最高的信息摘要如下：阅读上述摘要，回答下列问题（1）张贴时间是___________，最后期限是__________，悬赏金额是___________；（2）悬赏的原因、要求是____________________ ；（3）与右图立体模型相比，摘要的结构式中Et 表示_______ ____； 锲形键表示的含义是________ ____； 该分子的化学式为___________ ；其中手性碳原子有_____个；有机物分类中，母体先后顺序是：酯－酸－醛（或酮）－醇等， 则该分子所属类别是__________。
（4）解决有机分子结构问题的最强有力手段是核磁共振。
下图是计算机软件模拟出的该分子氢原子的核磁共振波谱图，单位是ppm；氢原子在分子中的化学环境（原子之间相互作用）不同，在核磁谱图中就处于不同的位置，化学环境相同的氢原子越多，积分面积（或高度）越大（或高）。
参考结构式和立体模型，分析谱图：①分子中共有______种化学环境不同的氢原子；谱线最高者表示有_____个环境相同氢原子，谱线最低者表示有_____个环境相同氢原子。
②一般来说，氢原子与非金属性强的原子相连，该氢原子谱线对应的ppm 值较大，但当与半径较小，有未成键电子对的原子直接相连时，可能反而较小。
该分子中羟基对应的ppm 值可能为________ （A 4.15 B 3.75 C 2.25 D 2.00 ）8．质子核磁共振谱（PMR）是研究有机物结构的重要方法之一。
在研究的化合物分子中：所处环境完全相同的氢原子在PMR谱中出现同一种信号峰：如(CH3)2CHCH2CH3在PMR谱中有四种信号峰。
又如CH3－CHBr＝CHX存在着如下的两种不同空间结构：因此CH3－CHBr＝CHX的PMR谱上会出现氢原子的四种不同信号峰。
请填写下列空白：（1）化学式为C3H6O2的物质在PMR谱上观察到下列两种情况下氢原子给出的信号峰：第一种情况出现两个信号峰，第二种情况出现三个信号峰，由此可推断对应于这两种情况该有机物质结构式可能为：；（2）测定CH3CH＝CHCl时：能得到氢原子给出的信号峰6种：由此可推断该有机物一定存在种不同的结构：其结构式为：。
9．质子核磁共振谱（NMR）是研究有机化合物结构的最有力手段之一。
在所研究化合物的分子中，每一种结构类型的等价（或称为等性）H原子，在NMR谱中都给出相应的峰（信号）。
谱中峰的强度是与分子中给定类型的H原子数成比例的。
例如，乙醇的NMR 谱中有三个信号，其强度比为3︰2︰1。
（1）在常温下测得的某烃C8H10的PMR谱上，观察到两种质子给出的信号，其强度之比为2︰3，试确定该烃的结构简式。
该烃在光照下生成的一氯代物在PMR谱中可产生几种信号，确定强度比。
（2）1，3－丁二烯在PMR谱上可观察到6个信号，请解释为何能观察到这么多信号。
10．有一种测定多肽、蛋白质、DNA、RNA等生物大分子的相对分子质量的新实验技术称为ESI/FTICR－MS，精度很高。
用该实验技术测得蛋白质肌红朊的图谱如下，图谱中的峰是质子化肌红朊的信号，纵坐标是质子化肌红朊的相对丰度，横坐标是质荷比m/Z，m是质子化肌红朊的相对分子质量，Z是质子化肌红朊的电荷（源自质子化，取正整数），图谱中的相邻峰的电荷数相差1，右起第4峰和第3峰的m/Z分别为1542和1696。
求肌红朊的相对分子质量(M)。
C组11．在分析一个石油化工厂附近的海螺以便确定污染物时，用气相色谱－质谱联用方法检测，发现有一种可以为生物体聚集的新污染物X。
X的部分质谱图如右图。
假定X是在电解法制氯气时用作电解槽绝缘物的合成橡胶分解后生成的，确定X的结构式，并给出X的名称（有关元素的同位素丰度请读者查阅有关资料）。
注意m/e为196、233、268和270的各离子的峰强度很低（右图中看不出这些峰），为简单起见，把含13C的离子的峰略去了。
12．某含氧杂环A C6H8O与强酸水溶液加热得（B）C6H10O2，（B）与苯肼呈正反应，与土伦、裴林试剂不反应，（B）的IR谱在1715cm－1处有强吸收，核磁谱显示σH2.6及2.8处分别为单峰，其面积比为2︰3，请写出（A）、（B）的可能结构简式。
13．2－甲基－1，3－环戊二酮在碱的催化下与氯化苄反应，生成化合物A。
A用过量的硼氢化钠处理并经水解后得到B。
B是一个混合物，这个混合物中各个组分的相对分子质量都是206.3。
A的氢核磁共振谱（1HNMR）数据如下：δ（ppm*）：1.18（单峰，3H），1.90～2.76（多重峰，4H），2.98（单峰，2H），7.04～7.36多重峰，5H）。
（1）请写出生成A的化学方程式。
（2）请写出生成B的化学方程式。
（3）请指出化合物B有没有立体异构体。
如果有，写出所有立体异构体（不包括构象异构）的立体表示式。
14．有5个化合物A、B、C、D和E，分子式相同，质谱的离子峰[M＋]为102；元素分析结果为：C 58.8%，H 9.8%，O 31.4%。
其中A的红外光谱在1740cm－1处有伸缩振动吸收峰，表明有酯羰基存在；B用过碘酸氧化得到一个二元醛，其HNMR谱未显示有－CH3峰，仅有－CH2－（δ为1.3）及醛基氢（δ为9.4）的吸收峰；C用酸水解得到一个酸和一个连二醇；D的红外光谱也在1740cm－1处有吸收峰，表明也有酯羰基，1HNMR谱表明有两种不同的氢原子存在；E与银氨溶液作用发生银镜反应，与卢卡斯试剂（ZnCl2＋浓盐酸）作用立即浑浊。
请写出A、B、C、D和E的结构式。
15．卤代烃X在高分辨仪器上画出的质子核磁共振谱（PMR）上有3个信号（非芳香区域），在三氯化铝存在下，X与苯反应得到一种化合物，此化合物在其PMR谱上除了δ在7ppm～8ppm区域有多重谱线（芳环质子）之外，仅有一个信号。
（1）试推出起始卤代烃X的结构式和它与苯反应的产物。
（2）解释所得结果。
（3）卤代烃X的PMR谱上各信号彼此是如何排列的？它的PMR谱上3个信号的每一个由几条谱线构成？并有怎样的强度比？16．某研究人员在实验室发现从一个破裂的小瓶中渗漏出一种未知化合物A，并发现A有强烈催泪性。
质谱分析结果表明：A的相对分子质量为161。
当A与AgNO3乙醇溶液反应时很快产生出AgBr沉淀。
A经臭氧氧化、还原水解后生成化合物B。
B能发生碘仿反应和银镜反应。
B容易发生消去反应，生成产物C。
C的IR谱图中有如下特征吸收峰：（a）1690cm－1；（b）2820cm－1，2720cm－1。
其1HNMR谱在δ值为9.8～10处有双峰。
A与C2H5ONa－C2H5OH作用得到混合物D。
催化氢化时，1mol D消耗2mol H2，生成一种稳定的环状化合物。