第八章
现代物理实验方法在有机化学中的应用
目 录
8.1 电磁波谱(electomagnetic wave Spectrum) 8.2 红外光谱(Infrared Spectroscopy, IR) 8.3 核磁共振谱(Nuclear Magnetic Resorance Spectroscopy, NMR) 8.4 质谱(Mass Spectroscopy, MS) 8.5 紫外和可见吸收光谱(Ultraviolet Spectroscopy, UV)
光谱分析 仪 器 分 析
红外,可见-紫外,核磁共振,原子发 射,原子吸收,拉曼,X-射线衍射,X射线荧光,电镜,能谱 气相,液相,离子,凝胶,超临界流 体,电泳 电位法,电导法,库仑法 热分析,质谱法
色谱分析
电化学分析 其他分析
四大谱的测定原理及应用:
红外光谱( IR ):分子对红外辐射的吸收;用于有机物的定性和 结构分析. 可见-紫外分光光度法( UV ):分子对可见及紫外辐射的吸收; 用于部分能吸收紫外和可见光的有机物的定性和定量分析. 核磁共振波谱法( NMR ):原子核对射频辐射的吸收;有机物定 性和定量分析及结构解析. 质谱法( MS ):物质的离子质量;用于(部分)有机物的分子量测 定及结构解析.
四大谱在结构分析中的作用:
IR谱确定分子所含的官能团; NMR谱确定质子(或C,P原子)的种类,数目及排列顺序; MS谱确定分子的局部结构及全部结构; UV谱确定分子是否含有不饱和键,特别是共轭基团的分子. 四大谱提供的信息量比较: NMR > MS ≥ IR > UV
8.1电磁波谱(electomagnetic wave Spectrum)
有机波谱法特点: (1) 样品用量少,一般2~3 mg(可 仲碳 > 伯碳
-CH3
0.9
-CH2-
1.3
-CH-
1.5
2,δ 值:芳氢 > 烯氢 > 烷氢,如:苯的δ=7.3,乙烯的 δ=5.3,乙烷的δ=0.9 3,吸电子基团(N, O, X, NO2, CO等) 使 δ 值变大.电负性越 大,吸电子能力越强,δ值越大.且屏蔽效应具有加和性, 如:CHCl3(7.3),CH2Cl2(5.3),CH3Cl(3.1)
3.化学等价(chemical equivalent)
化学环境相同的质子就是等价质子.核磁共振中,等价质 子就是具有相同化学位移的质子,所以在NMR谱中,信 号的数目表示出一个分子中包含几种等价质子;相反,从 一个化合物的结构式中可以判断出有几类等价质子,预测 将会出现多少个共振吸收信号.
化学等价质子与化学不等价质子的判断
可通过对称操作或快速机制(如构象转换)互换的质子 是化学等价的.
例1:CH3-O-CH3
6个等价质子
H3C
O
CH3 C2
C H
H H
C3
一个NMR 信号
化学等价质子与化学不等价质子的判断
不可通过对称操作或快速机制(构象转换)互换 的质子是化学不等价的. 例2:(CH3)2CHCH(CH3)2 二组NMR 信号 例3: CH3-CH2-Br 二组NMR信号 例4:CH3-CH2COO-CH3 三组NMR 信号
化学等价质子与化学不等价质子的判断
与手性碳原子相连的 CH2 上的两个质子是化学 不等价的.
Cl Ha H3C
H3C Cl Hb Br CH3
C H

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