有機波譜分析知識點_第1頁
有機波譜分析知識點_第2頁
有機波譜分析知識點_第3頁
有機波譜分析知識點_第4頁
有機波譜分析知識點_第5頁
全文預覽已結束

下載本文檔

版權說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內容提供方,若內容存在侵權,請進行舉報或認領

文檔簡介

1、名詞解析發色團(chromophoric groups):分子結構中含有電子的基團稱為發色團,它們能產生*和n*躍遷從而你呢個在紫外可見光范圍內吸收。助色團(auxochrome):含有非成鍵n電子的雜原子飽和基團本身不吸收輻射,但當它們與生色團或飽和烴相連時能使該生色團的吸收峰向長波長移動并增強其強度的基團,如羥基、胺基和鹵素等。紅移(red shift):由于化合物結構發生改變,如發生共軛作用引入助色團及溶劑改變等,使吸收峰向長波方向移動。藍移(blue shift):化合物結構改變時,或受溶劑的影響使吸收峰向短波方向移動。增色效應(hyperchromic effect):使吸收強度增加

2、的作用。減色效應(hypochromic effect):使吸收強度減弱的作用。吸收帶:躍遷類型相同的吸收峰。指紋區(fingerprint region):紅外光譜上的低頻區通常稱指紋區。當分子結構稍有不同時,該區的吸收就有細微的差異,并顯示出分子特征,反映化合物結構上的細微結構差異。 這種情況就像人的指紋一樣,因此稱為指紋區。指紋區對于指認結構類似的化合物很有幫助,而且可以作為化合物存在某種基團的旁證。但該區中各種官能團的特征頻率不具有鮮明的特征性。共軛效應 (conjugated effect) :又稱離域效應,是指由于共軛鍵的形成而引起分子性質的改變的效應。 誘導效應(Inductiv

3、e Effects):一些極性共價鍵,隨著取代基電負性不同,電子云密度發生變化,引起鍵的振動譜帶位移,稱為誘導效應。核磁共振:原子核的磁共振現象,只有當把原子核置于外加磁場中并滿足一定外在條件時才能產生。化學位移:將待測氫核共振峰所在位置與某基準物氫核共振峰所在位置進行比較,其相對距離稱為化學位移。弛豫:通過無輻射的釋放能量的途徑核由高能態向低能態的過程。分子離子:有機質譜分析中,化合物分子失去一個電子形成的離子。基峰:質譜圖中表現為最高豐度離子的峰。自旋偶合:是磁性核與鄰近磁性核之間的相互作用。是成鍵電子間接傳遞的,不影響磁性核的化學位移。麥氏重排(McLafferty rearrangem

4、ent):具有不飽和官能團 C=X(X為O、S、N、C等)及其-H原子結構的化合物,-H原子可以通過六元環空間排列的過渡態,向缺電子(C=X+ )的部位轉移,發生-H的斷裂,同時伴隨 C=X的鍵斷裂,這種斷裂稱為麥氏重排。自旋偶合:是磁性核與鄰近磁性核之間的相互作用。是成鍵電子間接傳遞的,不影響磁性核的化學位移。自旋裂分:因自旋偶合而引起的譜線增多現象稱為自旋裂分。1.紫外光譜的應用(1).主要用于判斷結構中的共軛系統、結構骨架(如香豆素、黃酮等)(2).確定未知化合物是否含有與某一已知化合物相同的共軛體系。(3).可以確定未知結構中的共軛結構單元。(4).確定構型或構象(5).測定互變異構現

5、象2.分析紫外光譜的幾個經驗規律(1).在200800nm區間無吸收峰,結構無共軛雙鍵。(2).220250nm,強吸收(emax在1042´104之間),有共軛不飽和鍵(共軛二烯,a,b-不飽和醛、酮)(3).250290nm,中等強度吸收(emax 100010000) ,通常有芳香結構。(4).250350nm,中低強度吸收 (e10 100),且200 nm以上無其他吸收,則含有帶孤對電子的未共軛的發色團。(羰基或共軛羰基)(5).有多個吸收峰,有的在可見區,則結構中可能有長鏈共軛體系或稠環芳香發色團。如有顏色,則至少有45個共軛的發色團。(6).利用溶劑效應、pH影響:增加

6、溶劑極性:K帶紅移、R帶紫移,emax變化大時,有互變異構體存在。pH變化:堿化后譜帶紅移,酸化后又恢復,則有酚羥基、烯醇存在;酸化后譜帶紫移,有芳胺存在。(2).紅外光譜原理分子中鍵的振動頻率:分子的固有性質,它隨著化學鍵力常數(K)的增大而增加,同時也隨著原子折合質量()的增加而降低3.紅外光譜在結構解析中的應用 (1).確定官能團(2).確定立體化學結構的構型(3).區分構象異構體 (4).區分互變異構體與同分異構體 (5).紅外光譜的重要吸收區段波長(m)波數(cm1)鍵的振動類型2.73.337503000nOH, nNH3.03.333003000CH, =CH,CH,ArH)(極

7、少數可到2900cm1 )3.33.730002700nCH (CH3, CH2 ,-CHO)4.24.924002100nCC ,nCN ,nCCCC 5.36.119001650nC O (酸、醛、酮、酰胺、酯、酸酐)6.06.716801500nC C (脂肪族及芳香族), nC N6.87.714751300CH (面內) , nXY 10.015.41000650C CH , ArH (面外)4.1H-NMR(氫核磁共振)(1).化學位移的定義(2).常見結構類型的質子化學位移Ar-H C=CH CH RH CH CH2 CH3 7.28 5.28 2.88 1 1.55 1.20

8、0.87-COOH -CHO ArOH ROH (RNH2)1012 910 4 8 0.5 55.核磁共振(NMR spectroscopy)碳譜(13C-NMR)(1).為結構解析提供的信息化學位移(1250);分辨率高,譜線簡單,可觀察到不含質子基團;馳豫時間對碳譜是重要參數,可識別季碳,可給出化合物骨架信息。缺點:測定需要樣品量多,測定時間長,而吸收強度一般不代表碳原子個數,與種類有關。(2).常見一些基團的化學位移d值.脂肪C: d<50.連雜原子C: C-O, C-N, C-S d:50-100.C-OCH3: d 55;.糖端基C : d 95-105.芳香碳,烯碳: d

9、98-160.連氧芳碳: d 140-165.C=O: d 168-220(3).影響化學位移因素.碳的雜化方式:dsp3 < d sp < d sp2.碳核的電子云密度:電子云密度­,¯d 高場位移.取代基的誘導效應和數目:取代基數目­, 影響­,­d,誘導效應隨相隔鍵的數目增加而減弱; 隨取代基電負性­,d ­ .g效應(-旁式,-gauch)效應:較大基團對-位碳上的氫通過空間有一種擠壓作用,使電子云偏向碳原子,使碳化學位移向高場移動,這種效應稱為-效應。其中-順效應更強。.共軛效應:與雙鍵共軛,原雙鍵端基

10、 C2 ¯d,內側C1 ­d,與羰基共軛, C=O的¯d.分子內部作用:分子內氫鍵使C=O的­d6.質譜在有機化合物結構測定中的應用(1).測定正確的分子量(2).推斷分子式(3).已知化合物的結構鑒定(4).未知化合物的結構鑒定第五章 綜合解析(第1-3節) 1.綜合解析中常用的譜學方法.13C-NMRa.判定碳原子個數及其雜化方式b.根據DEPT譜判定碳原子的類型c.根據化學位移值判定羰基的存在與否及其種類d.根據化學位移值判定芳香族或烯烴取代基的數目并推測取代基的種類.1H-NMRa.根據積分曲線的數值推算結構中質子個數b.根據化學位移值判定結構中

11、是否存在羧酸、醛、芳香族、烯烴和炔烴質子c.根據化學位移值判定結構中與雜原子、不飽和鍵相連的甲基、亞甲基和次甲基的存在與否d.根據自旋-自旋偶合裂分判定集團的連接情況e.根據峰形判定結構中活潑質子的存在與否.IRa.判定結構中含氧官能團的存在與否b.判定結構中含氮官能團的存在與否c.判定結構中芳香環的存在與否d.判定結構中烯烴、炔烴的存在與否和雙鍵的類型.MSa.根據準分子離子峰判定分子量b.判定結構中氯、溴原子的存在與否c.判定結構中氮原子的存在與否d.簡單的碎片離子可與其他圖譜所獲得的結構片段進行比較2.結構解析的過程(1).分子式的推斷.碳原子個數的推斷.質子個數的推斷.氧原子個數的推斷

12、.氮原子個數的推斷.鹵素存在與否的判定.硫、磷存在與否的判定.不飽和度的計算3試述核磁共振產生的條件是什么?答(1)自旋量子數I0的原子核,都具有自旋現象,或質量數A或核電荷數二者其一為奇數的原子核,具有自旋現象。(2)自旋量子數I=1/2的原子核是電荷在核表面均勻分布的旋轉球體,核磁共振譜線較窄,最適宜于核磁共振檢測,是NMR研究的主要對象。4 什么是K帶吸收?什么是R帶?答(1)共軛非封閉體系烯烴的*躍遷均為強吸收帶,104,稱為K帶吸收。(2)n*躍遷max270-300nm,100,為禁阻躍遷,吸收帶弱,稱R帶。1 什么是氮規則?能否根據氮規則判斷分子離子峰?答:(1)在有機化合物中,

13、不含氮或含偶數氮的化合物,分子量一定為偶數(單電荷分子離子的質核比為偶數);含奇數氮的化合物分子量一定為奇數。反過來,質核比為偶數的單電荷分子離子峰,不含氮或含偶數個氮。(2)可以根據氮規則判斷分子離子峰。化合物若不含氮,假定的分子離子峰質核比為奇數,或化合物只含有奇數個氮,假定的分子離子峰的質核比為偶數,則均不是分子離子峰。5紅外光譜分為哪幾個區及各區提供哪些結構信息?答:紅外光譜分四個區:(1)第一峰區(3700-2500cm-1):此峰區為X-H伸縮振動吸收范圍。X代表O,N,C對應于醇、酚、羧酸、胺、亞胺、炔烴、烯烴、芳烴及飽和烴類的O-H,N-H,C-H伸縮振動。(2)第二峰區(25

14、00-1900cm-1):三鍵,累積雙鍵及B-H,P-H,I-H,Si-H等鍵的伸縮振動吸收譜帶位于此峰區。譜帶為中等強度吸收或弱吸收。(3)第三峰區(1900-1500cm-1):雙鍵(包括C=O,C=C,C=N,N=O等)的伸縮振動譜帶位于此峰區,對于判斷雙鍵的存在及雙鍵的類型極為有用。另外,N-H彎曲振動也位于此峰區。(4)第四峰區(1500-400cm-1):此峰區又稱指紋區,X-C鍵的伸縮振動及各類彎曲振動位于此峰區。不同結構的同類化合物的紅外光譜的差異,在此峰區會顯示出來。6何謂化學位移?它有什么重要性?在1HNMR中影響化學位移的因素有哪些?答:由于氫核在不同化合物中所處的環境不

15、同,所受到的屏蔽作用也不同,由于屏蔽作用所引起的共振時磁場強度的移動現象稱為化學位移由于化學位移的大小與氫核所處的化學環境密切相關,因此有可能根據化學位移的大小來考慮氫核所處的化學環境,亦即有機物的分子結構特征由于化學位移是由核外電子云密度決定的,因此影響電子云密度的各種因素都會影響化學位移,如與質子相鄰近的元素或基團的電負性,各項異性效應,溶劑效應,氫鍵等。7試說明有機化合物的紫外吸收光譜的電子躍遷有哪幾種類型及吸收帶類型。答:躍遷的類型有: s® s*, n ® s*, p ® p *,n® p *。(1)*躍遷:*躍遷需要的能量高,對應波長小于15

16、0nm,近紫外光譜觀測不到。(2)n*躍遷:含雜原子O,N,S,X飽和烴的衍生物,其雜原子未成鍵電子向*躍遷,其對應波長位于170-180nm,近紫外光譜觀測不到。(3)* 躍遷:電子較易激發。非共軛躍遷,對應波長為160-190nm;共軛躍遷,*能量降低,對應波長增大,紅移到近紫外區或可見光區,強度大,稱為K帶。(4)n*躍遷:發生在碳原子或其他原子與帶有未成鍵的雜原子形成的化合物中,如C=O,C=S,N=O等,躍遷波長位于270-290nm,但該躍遷為禁阻躍遷,出現弱吸收帶,稱為R帶。 吸收帶類型: 紅外光譜,紫外光譜,核磁共振,質譜;1H-NMR,13C-NMR,2D-NMR;EI-MS,FAB-MS,ESI-MS。紅外光譜:以波長或波數為橫坐標,以強度或其他隨波長的性質為縱坐標所得到的反映紅外射線與物質相互作用的譜圖。 紫外光譜:紫外光譜是分子中某些價電子吸收了一定波長的電磁波,由低能級躍近到高能級而產生的一種光譜,也稱之為電子光譜。 核磁共振:全旬是核磁共振成像又稱自旋成像也稱磁共振成像,是磁矩不為零的原子

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯系上傳者。文件的所有權益歸上傳用戶所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網頁內容里面會有圖紙預覽,若沒有圖紙預覽就沒有圖紙。
  • 4. 未經權益所有人同意不得將文件中的內容挪作商業或盈利用途。
  • 5. 人人文庫網僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內容的表現方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內容負責。
  • 6. 下載文件中如有侵權或不適當內容,請與我們聯系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準確性、安全性和完整性, 同時也不承擔用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

評論

0/150

提交評論