波普分析.ppt

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1、绝大多数有机化合物共价键红外吸收波数范围：一般在绝大多数有机化合物共价键红外吸收波数范围：一般在4000 665cm-1，相当于波长相当于波长2.516.6微米微米.当这束波长连当这束波长连续变化照射一分子时，分子中的共价键对某些续变化照射一分子时，分子中的共价键对某些波长进行选择性吸收（即当共价键振动频率一致时，就产生吸收）波长进行选择性吸收（即当共价键振动频率一致时，就产生吸收）.通过仪器检测红外光的吸收情况，就可以得到红外光谱图通过仪器检测红外光的吸收情况，就可以得到红外光谱图.红外光谱是有机物化合物结构鉴定一种重要手段红外光谱是有机物化合物结构鉴定一种重要手段.它可以印证两它可以印证两

2、种化合物是否相同，更主要的任务是确定化合物特殊的键或功种化合物是否相同，更主要的任务是确定化合物特殊的键或功能团是否存在能团是否存在1.基本原理基本原理二二.红外光谱红外光谱 红外谱图中，红外谱图中，横坐标横坐标：吸收波长：吸收波长()或波数或波数()。吸收峰位置。吸收峰位置。纵坐标纵坐标：透过率：透过率(T%)或吸光度或吸光度(A)。吸收峰强度。吸收峰强度。注：如峰向上，峰向下注：如峰向上，峰向下 =2 C 双原子分子红外吸收的频率决定于折合质量和键力常数。双原子分子红外吸收的频率决定于折合质量和键力常数。cm-12.键的吸收峰的位置和强度键的吸收峰的位置和强度从图可知有的键的吸收峰在高波数

3、区出现，有的在低波数区从图可知有的键的吸收峰在高波数区出现，有的在低波数区出现，有的吸收峰很强，有的很弱，可以把一个复杂的分子出现，有的吸收峰很强，有的很弱，可以把一个复杂的分子近似地看成由不同质量的小球和不同倔强强度系数的弹簧组近似地看成由不同质量的小球和不同倔强强度系数的弹簧组成，近似地按虎克定律去处理成，近似地按虎克定律去处理 力常数力常数/g.s-2 1218 105 812 105 46 105 力常数表示了化学键的强度，其大小与键能、键长有关。力常数表示了化学键的强度，其大小与键能、键长有关。键能大，键长短，键能大，键长短，K值大，振动吸收频率移向高波数；值大，振动吸收频率移向高波

4、数；键能小，键长长，键能小，键长长，K值小，振动吸收频率移向低波数。值小，振动吸收频率移向低波数。3.不同官能团的特征吸收频区不同官能团的特征吸收频区官能团区分为：官能团区分为：X-H区、三键区和双键区。区、三键区和双键区。K：CNCC C=OC=C COCC指纹区特征很少，难以归属，犹如人的指纹，各类有机物指纹区特征很少，难以归属，犹如人的指纹，各类有机物微小的差异都能在此去反映出来，因此可用此区来区别同微小的差异都能在此去反映出来，因此可用此区来区别同分异构体如丁醇的三个同分异构体，分异构体如丁醇的三个同分异构体，伯醇的伯醇的CO振动在振动在10501085cm-1仲醇的仲醇的CO振动在振

5、动在11001125cm-1叔醇的叔醇的CO振动在振动在11501200cm-1吸收峰的强度与共价键本身的电荷分布有关，如果键的极吸收峰的强度与共价键本身的电荷分布有关，如果键的极性越大吸收峰就越强，反之越弱。性越大吸收峰就越强，反之越弱。如：如：C=OC=C对称分子的吸收峰很弱，有时看不出来。原因：偶极变对称分子的吸收峰很弱，有时看不出来。原因：偶极变化很小化很小如：如：RCCR红外不能反映出电荷分布均匀的物质，原因是红外光照不红外不能反映出电荷分布均匀的物质，原因是红外光照不发生偶极变化发生偶极变化如：如：N2 O2 H2三三.核磁共振核磁共振对未知来说，对未知来说，IR只能指出未知物所属

6、的类型而只能指出未知物所属的类型而NMR能帮你指能帮你指出它是什么结构（指出原子的排列顺序，即构造式）出它是什么结构（指出原子的排列顺序，即构造式）1.基本原理基本原理由于由于H质子是带电体，当自旋时可产生磁距在磁场中质子有质子是带电体，当自旋时可产生磁距在磁场中质子有两种取向，一种与外加磁场方向一致（两种取向，一种与外加磁场方向一致（），能量低，另一种），能量低，另一种相反（相反（），能量高，如下图），能量高，如下图 H0E E质子在外加磁场的取向的能量图质子在外加磁场的取向的能量图如果辐射的能量恰好等于两种取向的能量差时（如果辐射的能量恰好等于两种取向的能量差时（E）质子吸）质子吸收能量，

7、从低能级（与外加磁场取向一致）跃迁到高能级（与收能量，从低能级（与外加磁场取向一致）跃迁到高能级（与外加磁场取向相反），这种现象叫核磁共振。外加磁场取向相反），这种现象叫核磁共振。操作上将操作上将Ho从低场到高场逐渐改变强度，当到一定从低场到高场逐渐改变强度，当到一定Ho与样品中与样品中的第一类质子的第一类质子E 匹配匹配 时就产生吸收，时就产生吸收，H能级产生跃迁，接收能级产生跃迁，接收器就会收到信号，由记录仪记录下来，若以吸收峰的吸收强度器就会收到信号，由记录仪记录下来，若以吸收峰的吸收强度作为纵坐标，外加磁场的强度作为横坐标，得核磁共振谱图如作为纵坐标，外加磁场的强度作为横坐标，得核磁共

8、振谱图如下图所示下图所示2.化学位移化学位移定义：同类质子在谱图上相对出现位置差异称为化学位移。定义：同类质子在谱图上相对出现位置差异称为化学位移。H 质子的能级差是一定的，因此有机化合物中所有的质子的能级差是一定的，因此有机化合物中所有的H质子都质子都应在同一个吸收能量，这样的核磁共振谱图只有一个峰，这样应在同一个吸收能量，这样的核磁共振谱图只有一个峰，这样的结果毫无意义，但有机分子中质子所处的位置不同，不同化的结果毫无意义，但有机分子中质子所处的位置不同，不同化学环境的质子受到不同程度的屏蔽作用，因此它对外加磁场的学环境的质子受到不同程度的屏蔽作用，因此它对外加磁场的感受也不一样，屏蔽作用

9、越大，该质子也就在越高场下才能产感受也不一样，屏蔽作用越大，该质子也就在越高场下才能产生吸收峰，反之，吸收峰在低场出现。化学位移的大小与邻近生吸收峰，反之，吸收峰在低场出现。化学位移的大小与邻近原子的电负性有关，如果邻近相连的原子电负性越大则质子在原子的电负性有关，如果邻近相连的原子电负性越大则质子在低场出现，反之则在高场出现。现规定化学位移用低场出现，反之则在高场出现。现规定化学位移用/10/10-6-6 表表示。示。化学位移的差别约为百万分之十，精确测量十分困难，现化学位移的差别约为百万分之十，精确测量十分困难，现采用相对数值。以四甲基硅（采用相对数值。以四甲基硅（TMS）为标准物质，规定

10、：它的）为标准物质，规定：它的化学位移为零，然后，根据其它吸收峰与零点的相对距离来确化学位移为零，然后，根据其它吸收峰与零点的相对距离来确定它们的化学位移值。定它们的化学位移值。特征质子的化学位移值特征质子的化学位移值102345678910111213C3CH C2CH2 C-CH3环烷烃环烷烃0.21.5CH2Ar CH2NR2 CH2S C CH CH2C=O CH2=CH-CH31.73CH2F CH2Cl CH2Br CH2I CH2O CH2NO224.70.5(1)5.568.510.512CHCl3(7.27)4.65.9910OH NH2 NHCR2=CH-RRCOOHRCH

11、O常用溶剂的质子常用溶剂的质子的化学位移值的化学位移值D低场低场高场高场3.偶合裂分规律偶合裂分规律在核磁共振谱图中，有很多质子吸收峰不是单峰，而是一组在核磁共振谱图中，有很多质子吸收峰不是单峰，而是一组多重峰这种同类质子吸收峰的增加现象叫裂分。这种裂分是多重峰这种同类质子吸收峰的增加现象叫裂分。这种裂分是由邻碳上的氢自转相互干扰而引起的，一般来说，质子邻碳由邻碳上的氢自转相互干扰而引起的，一般来说，质子邻碳上有几个氢，裂分蜂的数目为上有几个氢，裂分蜂的数目为n+1，即为，即为n+1规律。规律。n为邻碳为邻碳上氢的质子数。如下谱图。上氢的质子数。如下谱图。4.谱图解释谱图解释a.吸收峰组数：可

12、知分子有多少种类氢吸收峰组数：可知分子有多少种类氢b.各组氢数：一般积分已给出各组氢数：一般积分已给出c.峰裂分重数：反映出邻碳上所连氢的个数峰裂分重数：反映出邻碳上所连氢的个数d./10/10-6-6：反映出质子所处化学环境的情况。：反映出质子所处化学环境的情况。+I,+C+I,+C在高场，在高场，-I-I在低场在低场 实实 例例例例一一C3H6O2 IR 3000cm-1 1700cm-1 =1 NMR 11.3(单峰单峰 1H)2.3(四重峰四重峰 2H)1.2(三重峰三重峰 3H)CH3CH2COOH例例二二C7H8O IR 3300，3010，1500，1600，730，690cm-1 =4 NMR 7.2(多重峰多重峰 5H)4.5(单峰单峰 2H)3.7(宽峰宽峰 1H)C6H5-CH2-OH