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1、 13C-NMR譜圖解析13C-NMR譜圖解析流程1. 分于式的確定2. 由寬帶去偶語(yǔ)的譜線數(shù)L與分子式中破原子數(shù)m比較,判斷分子的對(duì)稱性.若L=m,每一個(gè)碳原子的化學(xué)位移都不相同,表示分子沒(méi)有對(duì)稱性;若L<m,表示分子有一定的對(duì)稱性,L值越小,分子的對(duì)稱性越高。3. 標(biāo)出各諳線的化學(xué)位移Qc,確定諳線的歸屬 在結(jié)構(gòu)鑒定中,常用的13C-NMR技術(shù)是寬帶去偶和偏共振去偶。根據(jù)寬帶去偶譜測(cè)定的化學(xué)位移,偏共振去偶譜中各類碳的偶合譜線數(shù),以及峰高相對(duì)和對(duì)稱狀況,對(duì)各譜線作大體歸屬,從而辨別碳核的類型和可能的官能團(tuán)。結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的化合物,根據(jù)上述方法對(duì)13C-NMR譜線歸屬碰到困難時(shí),可借助測(cè)

2、定T1值作進(jìn)一步的辨別,特別在歸屬不同季碳的譜線時(shí),T1值的測(cè)定更有其實(shí)用價(jià)值。另外,在1H-NMR譜線歸屬明確的情況下,還可采用質(zhì)子選擇去偶技術(shù)來(lái)歸屬難以辨認(rèn)的13C-NMR譜線。在偏共振去偶時(shí)出現(xiàn)的虛假遠(yuǎn)程偶合現(xiàn)象也可以為歸屬某些特殊結(jié)構(gòu)單元提供有用的信息,1H譜與13C譜相結(jié)合,有利于彼此信號(hào)歸屬。各類碳核的化學(xué)位移范圍如下圖所示: 表1基團(tuán)類型Qc/ppm烷0-60炔60-90烯,芳香環(huán)90-160羰基1604. 組合可能的結(jié)構(gòu)式 在譜線歸屬明確的基礎(chǔ)上,列出所有的結(jié)構(gòu)單元,并合理地組合成一個(gè)或幾個(gè)可能的工作結(jié)構(gòu)。5.確定結(jié)構(gòu)式 用全部光譜材料和化學(xué)位移經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式驗(yàn)證并確定惟一的或可

3、能性最大的結(jié)構(gòu)式,或與標(biāo)準(zhǔn)譜圖和數(shù)據(jù)表進(jìn)行核對(duì)。經(jīng)常使用的標(biāo)準(zhǔn)譜圖和數(shù)據(jù)表有:經(jīng)驗(yàn)計(jì)算參數(shù)1.烷烴及其衍生物的化學(xué)位移一般烷烴灸值可用Lindeman-Adams經(jīng)驗(yàn)公式近似地計(jì)算:式中:一2.5為甲烷碳的化學(xué)位移九值;A為附加位移參數(shù),列于下表,為具有某同一附加參數(shù)的碳原子數(shù)。 表213C原子位移/ppm13C原子位移/ppm+9.12(3)-2.5+9.42(4)-7.2r-2.53(2)-3.7+0.33(3)-9.5+0.14(1)-1.51(3)-1.14(2)-8.41(4)-3.4注:1(3).1(4)為分別與三級(jí)碳、四級(jí)碳相連的一級(jí)碳;2(3)為與三級(jí)碳相連的二級(jí)碳,依此類推。

4、 取代烷烴的Qc為烷烴的取代基效應(yīng)位移參數(shù)的加和。表4一6給出各種取代基的位移參數(shù) 表3 烷烴取代基Y的位移參數(shù)Yr末端內(nèi)部末端內(nèi)部CH396108-2CH=CH2206-0.5CCH4.55.5-3.5COOH211632-2COO252053-2COOR201732-2COCl33282CONH2222.5-0.5COR302411-2CHO310-2ph231797-2OH4841108-5OR585185-4OCOR514565-3NH2292486-5N+H3262486-5NHR373186-4NR2426-3N+R3315-7NO2635744CN4134-3SH11111211

5、-4SR207-3F686396-4Cl31321110-4Br20251110-3I-641112-1直鏈烷烴的Qc值 表4烷烴QcC1C2C3C4C5甲烷-2.3乙烷5.7丙烷15.816.315.8丁烷13.425.225.2午烷13.922.834.722.813.9己烷14.123.132.232.223.1庚烷14.123.232.629.732.6辛烷14.223.332.629.929.9計(jì)算實(shí)例:3一戊醇的Qc r B a B r CH3-CH2-CH-CH2-CH3 OH 由表查出直烷烴Qc的基數(shù),再加上表Y取代基參數(shù)。Ca: 34.7+41=75.7(實(shí)測(cè)73.8)CB:

6、 22.8+8=30.3(實(shí)測(cè)30.0)Cr: 13.9-5=8.9(實(shí)測(cè)10.0) 對(duì)于比較復(fù)雜的烴取代物的Qc值,將表與表結(jié)合起來(lái)計(jì)算。即按表計(jì)算烴的Qc值,加上表的取代基參數(shù)。飽和環(huán)狀化物的Qc(ppm) 表42.不飽和烴的化學(xué)位移 烯烴不含雜原子的烯烴的sp2碳Qc范圍大約為90-160ppm sp2碳的化學(xué)位移與取代基的性質(zhì)和立體因素有關(guān),可按Roberts公式計(jì)式: k式中:123.3為乙烯碳的化學(xué)位移Qc值,當(dāng)計(jì)算Ck(sp2)的Qc時(shí),雙鍵一邊是a,B,r.另邊則是a,B,r. AL為計(jì)算同側(cè)碳的增值,At是計(jì)算異側(cè)碳的增值。有關(guān)各種取代基和立體因素(St)的增值列于表5(2)

7、 炔烴SP3雜化碳的化學(xué)位移范圍大約為60- 90ppm。與相應(yīng)的烷烴比較,叁鍵a-位的擴(kuò)碳的化學(xué)位移向高場(chǎng)移5 -15ppm,末端叁鍵碳比分子內(nèi)部叁鍵碳處于較高場(chǎng)。叁鍵與極性基團(tuán)相連時(shí),2個(gè)sp碳的化學(xué)位移差距可拉寬到20 -95ppm.3. 芳香化合物的化學(xué)位移 苯的化學(xué)位移Qc為128.5ppm,取代基可使直接相連的芳環(huán)碳位35ppm之多,對(duì)其他位置的影響相對(duì)小得多。 對(duì)于多取代苯的占c值,可利用取代基影響的加和原則,按Savitsky法則近似求得 單取代苯環(huán)13C的化學(xué)位移增位取代基ZtZoZmZpH0000CH28.90.7-0.1-0.29CH3CH215.6-0.50-2.6CH

8、(CH3)220.1-2.00-2.5C(CH3)322.2-3.4-0.4-3.1CH=CH29.5-2.02.0-0.5-CCH-6.13.80.4-0.2C6H613.1-1.10.4-0.2CH2OH12.3-1.4-1.4-1.4CH2OOOCH37.7000OH26.9-12.71.4-7.3OCH331.4-14.41.0-7.7OC6H529.2-9.41.6-5.10COCH323-6.41.3-2.3CHO8.61.30.65.5COCH39.10.104.2COC6H59.41.7-0.33.6COCF3-5.61.80.76.7COOH2.11.506.2COOCH31

9、.3-0.5-0.53.5CN-15.43.60.63.9NH218-13.30.9-9.8N(CH3)222.4-15.70.8-15.7NHNH222.8-16.50.5-9.6N=N-C6H524-5.80.32.2NHCOCH311-9.90.2-5.6NO220-4.80.95.8NN-12.76.05.716.0N=C=O5.7-3.61.2-2.8F34.812.91.4-4.5cl6.20.41.3-1.9Br-5.53.41.7-1.6I-329.92.6-7.4CF3-0.9-2.20.33.2SH2.31.11.1-3.1SCH310.2-1.80.4-3.6SO3H15

10、-2.21.33.8芳雜環(huán)中碳的化學(xué)位移取代基對(duì)毗陡環(huán)上碳的化學(xué)位移影響可由下式做近似計(jì)算式中:128.5為苯的化學(xué)位移Qc值;Z1為雜原子對(duì)雜環(huán)碳i化學(xué)位移相對(duì)苯環(huán)的增值;Zei為在碳e上的取代基對(duì)碳i的增值(表4一11).4. 羰基的化學(xué)位移 醛、酮撥基碳的吸收在低場(chǎng)200ppm左右,丙酮碳基碳的化學(xué)位移為205.8,乙醛為199.30,烷基a-取代可使撥基碳的化學(xué)位移向低場(chǎng)移2 - 3PPm。芳基與撥基共扼時(shí),撥基碳的Qc向高場(chǎng)位移,同樣a,B不飽和鍵也有這種作用。 1H譜圖解析譜圖解析的一般程序 (1)對(duì)全未知的有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)鑒定,應(yīng)首先測(cè)定相對(duì)分子質(zhì)量,元素組成,得到分子式,計(jì)算其不

11、飽和數(shù)。 (2)根據(jù)化合物性質(zhì),提出繪圖要求溶劑、掃描寬度、積分、放大部分等,得到譜圖應(yīng)該檢查質(zhì)量,如標(biāo)準(zhǔn)物信號(hào)位置、信噪比、基線和樣品純度情況。若遇峰很鈍、裂分不顯、基線不平衡情況應(yīng)采取措施(處理樣品,調(diào)試儀器等)加以改善。 (3)根據(jù)積分曲線表示的各組峰面積積分比,并以孤立的甲基或亞甲基峰為標(biāo)準(zhǔn),計(jì)算各組峰所代表的相對(duì)氫核數(shù)目。 (4)由化學(xué)位移識(shí)別各組峰所代表氫核的性質(zhì),如芳?xì)?、烯氫、飽和碳一氫等,?duì)活潑氫可用重水交換給以證實(shí),結(jié)合積分比,估計(jì)可能存在的官能團(tuán),對(duì)有些簡(jiǎn)單化合物的結(jié)構(gòu)甚至可作初步判斷。 (5)根據(jù)化學(xué)位移,自旋分裂和偶合常數(shù),詳細(xì)分析分子中各結(jié)構(gòu)單元的關(guān)系,用一級(jí)近似,解

12、析一級(jí)類型圖譜。解析時(shí)要注意有無(wú)以下情況,以免出錯(cuò):虛假遠(yuǎn)程偶合、假象簡(jiǎn)單圖譜、分子的對(duì)稱性、動(dòng)力學(xué)現(xiàn)象;個(gè)別峰重疊嚴(yán)重,應(yīng)作加寬、放大圖;懷疑可能有假象簡(jiǎn)單圖譜或化學(xué)位移巧合者,可以改變?nèi)軇┗蚋淖儩舛戎匦庐?huà)圖。 研究自旋分裂和偶合常數(shù),有助于了解分子內(nèi)的鍵合情況和空間關(guān)系,為氫譜解析的主要內(nèi)容。 ( 6)一張譜圖經(jīng)常有一級(jí)類型部分和高級(jí)圖譜部分,可以由易到難,逐步解析。對(duì)高級(jí)圖譜。應(yīng)根據(jù)圖譜特點(diǎn)識(shí)別自旋系統(tǒng),測(cè)量和計(jì)算化學(xué)位移和偶合常數(shù),畫(huà)出圖解。 多重峰解析有困難時(shí),可借助于溶劑效應(yīng)、雙照射或添加位移試劑等,以簡(jiǎn)化譜圖。(7)由上述程序得到的結(jié)構(gòu)信息,畫(huà)出合理的結(jié)構(gòu)式(有時(shí)不止一個(gè))工作結(jié)

13、構(gòu)(8)用經(jīng)驗(yàn)公式或類比方法考查工作結(jié)構(gòu)的全部H的Q J值,證明判斷正確,或由幾種可能的結(jié)構(gòu)式中挑選最合理的一個(gè)。實(shí)際解析步驟:(1) 分子式確定可以由MS單獨(dú)測(cè)定,也可以MS結(jié)合PC(元素分析儀)測(cè)定(2) 不飽和度計(jì)算式中:n為分子中四價(jià)原子的數(shù)目;y為分子中一價(jià)原子的數(shù)目;z為分子中三價(jià)原子的數(shù)目。對(duì)有機(jī)堿的鹽和季按鹽類的不飽和數(shù)的計(jì)算,應(yīng)將其相應(yīng)的酸或鹵代烷減去再行計(jì)算。(3)1H化學(xué)位移和結(jié)構(gòu)的關(guān)系 核磁共振信號(hào)移向高場(chǎng)的稱為屏蔽作用(shielding effect),引起信號(hào)移向低場(chǎng)的稱為去屏蔽作用(deshielding effect)。A.影響化學(xué)位移的結(jié)構(gòu)因索 a.電子效應(yīng)

14、:甲基的化學(xué)位移值隨著鹵素電負(fù)性的增加而增大 b.臨近基團(tuán)的磁各向異性 芳環(huán)芳環(huán)氫的數(shù)值都比較大,苯環(huán)氫,這是因?yàn)楸江h(huán)的抗磁環(huán)流所引起的各向異性的結(jié)果。 (2)羧基的屏蔽作用一與芳環(huán)相仿,其平面的上下各有一個(gè)錐形的屏蔽區(qū),其他方向?yàn)槿テ帘螀^(qū)。由以下例子可見(jiàn)撥基所在平面下錐形區(qū)內(nèi)的氫核因屏蔽作用移向高場(chǎng),處于這種錐形區(qū)以外的氫核則移向低場(chǎng).距碳基近的這種位移更為明顯。 (3)碳一碳雙鍵雙鍵的各向異性也與芳環(huán)相似。 (4)叁鍵炔氫有一定的酸性,其化學(xué)位移與烯質(zhì)子相比似應(yīng)處于較低場(chǎng)但事實(shí)上與估計(jì)的相反,這是由于叁鍵的2個(gè)X-軌道組成以-鍵為軸的圓筒形狀使炔氫處于叁鍵的屏蔽區(qū)。c. vander Wa

15、als效應(yīng) 當(dāng)兩個(gè)氫原子在空間相距很近時(shí),由于原子外電子的相互排斥,使這些氫核周?chē)碾娮釉泼芏认鄬?duì)降低,其化學(xué)位移向低場(chǎng)移動(dòng),稱為van der Waals效應(yīng). B.氫鍵和溶劑效應(yīng) 形成氫鍵的羥基質(zhì)子,由于氧的順磁性屏蔽比沒(méi)有形成氫健時(shí)易在較低場(chǎng)發(fā)生共振,分子內(nèi)形成氫鍵,濃度對(duì)值影響較小,分子間形成氫鍵則值與濃度有關(guān)。羰基形成氫鍵的能力很強(qiáng),所以羰酸羥基的化學(xué)位移都出現(xiàn)在低場(chǎng)。 同一種樣品,所用溶劑不同,其化學(xué)位移亦有一定的差異,這是由于溶劑與溶質(zhì)之間有不同作用的結(jié)果,稱為溶劑效應(yīng)。C.各類氫核的化學(xué)位移及其經(jīng)驗(yàn)計(jì)算參數(shù)各類1H的H值范圍如下表:a. 飽和碳-氫的化學(xué)位移烷基單取代烷烴)中甲

16、基、亞甲基和次甲基的化學(xué)位移列于下表:YCH3YCH3CH2YCH3CH2CH2Y(CH3)CHY(CH3)3CYCH3CH2CH3CH2CH2CH3CHCH3CH3H0.230.860.860.911.330.911.330.910.89-CH=CH21.712.001.001.731.02-CCH1.802.161.152.101.50.972.591.151.22-C6H52.352.631.212.591.650.952.891.251.32-F4.274.361.24-Cl3.063.471.333.471.811.064.141.551.60-Br2.693.371.663.351

17、.891.064.211.731.76-I2.163.161.883.161.881.034.241.891.96-OH3.393.591.183.491.530.933.941.161.22-O-3.243.371.153.271.550.933.551.081.24-OC6H53.733.981.383.861.701.054.511.31-OCOCH33.674.051.213.981.560.974.941.221.45-OCOC6H53.884.371.384.251.761.075.221.371.58-OSO2-C6H4CH33.703.871.133.941.600.954.7

18、01.25-CHO2.182.461.132.351.650.982.391.131.07-COCH32.092.471.052.321.560.932.541.081.12-COC6H52.552.931.182.861.721.023.581.22-COOH2.082.361.162.311.681.002.561.211.23-CO2CH32.022.281.122.221.650.982.481.151.16-CONH2.022.231.132.191.680.992.441.181.22-NH22.472.741.102.611.430.933.071.031.15-NHCOCH32

19、.713.211.123.181.550.964.011.13-SH2.002.441.312.461.571.023.151.341.43-S2.092.491.252.431.590.892.931.25-S-S-2.302.671.352.631.711.031.32-CN1.982.351.312.291.711.112.671.351.37NC2.853.304,381.451.44-NO24.294.371.584.282.061.034.441.53 非單取代烴的亞甲基和次甲基的化學(xué)位移可用經(jīng)驗(yàn)公式Shoolery公式進(jìn)行計(jì)算。以甲烷的值為基數(shù),有 =0.23+i2.不飽和碳一氫

20、的化學(xué)位移QC=C=5.25+Z同+Z順+Z反式中,Z是同碳取代基及順式與反式取代基對(duì)于烯氫化學(xué)位移(以5.25為基數(shù))的影響因子。其值列于下表: 甲酰衍生物,如醛、甲酰及其酯、甲酰胺等,甲酰基的氫均處于羰基去屏蔽區(qū),其化學(xué)都在較低場(chǎng),醛氫9.3-10.3,甲酸酯和甲酰胺7.5-8.5 醛氫的化學(xué)位移變化不大,很難根據(jù)占值區(qū)別脂肪醛和芳香醛。醛的取代烴基的狀況只能從偶合關(guān)系加以區(qū)別。一般共扼醛與鄰位氫的偶合常數(shù)為7Hz,而飽和醛僅為3Hz3. 芳?xì)涞幕瘜W(xué)位移取代苯芳?xì)浠瘜W(xué)位移的經(jīng)驗(yàn)公式為 =7.3-S多環(huán)芳烴因抗磁環(huán)流的去屏蔽效應(yīng)增強(qiáng),芳?xì)浠瘜W(xué)學(xué)位移的占值比苯環(huán)大一些。4. 各類活潑氫的化學(xué)位

21、移 常見(jiàn)的活潑氫如-OH,-NH,-SH,由于它們?cè)谌軇┲匈|(zhì)子交換速度較快,并受形成氫鍵等因素影響(與溫度、溶劑、濃度都有很大關(guān)系),它們的值很不固定。 其他芳雜環(huán)的化學(xué)位移,影響因素比較復(fù)雜,受溶劑的影響亦較大。一些典型芳雜環(huán)的位移列下表:一些環(huán)狀化合物的化學(xué)位移 MS譜圖解析質(zhì)譜解析的一般程序1. 分子離子峰確定分子質(zhì)量考察合理性:cl的天然豐度cl35:cl37=3:1,有單個(gè)cl時(shí),M:M+2=3:1有雙個(gè)cl時(shí),M:M+2:m+4=9:6:1 Br的天然豐度Br72:Br73=1:1,有單個(gè)Br時(shí),M:M+1=1:1有雙個(gè)Br時(shí)M:M+1:m+2=1:2:1S的天然豐度S32:S34

22、=4.42%,有單個(gè)S時(shí),M:M+2=96:4,約為5%。C,N,O,H同位素天然豐度很低,只有M+1峰度很低。2. 利用低分辨質(zhì)譜的同位素豐度估算分子式 (1)Cl,Br,S的確定, 有單個(gè)cl時(shí),M:M+2=3:1有雙個(gè)cl時(shí),M:M+2:m+4=9:6:1,有單個(gè)Br時(shí),M:M+1=1:1有雙個(gè)Br時(shí)M:M+1:m+2=1:2:1有單個(gè)S時(shí),M:M+2=96:4,約為5%。(2) 碳、氮、氧、氮元素的含量的估算 如分子中只含有C,H,D,N,F,P,I時(shí),c.H,o,N元素的同位素對(duì)M+ 1的貢獻(xiàn)理論上可按下式精確地計(jì)算 式中:x,y,z,w分別為C,H,D,N的數(shù)目;c,h,o1,o2

23、,n分別為的相13C,2H,O17,O18,15N對(duì)天然豐度。 但由于測(cè)量上的誤差,降低了精確算的價(jià)值。實(shí)際應(yīng)用時(shí)可采取簡(jiǎn)單的計(jì)算方法:13C對(duì)M+1的貢獻(xiàn)1.1X15N對(duì)M+1的貢獻(xiàn)0.38w所以13C對(duì)M+2的貢獻(xiàn)1.21X2/20018O對(duì)M+2的貢獻(xiàn)0.2z所以 在判斷分子式是否合理而決定取舍時(shí),可以根據(jù)“原子價(jià)總數(shù)規(guī)律”選擇:有機(jī)化合物中,若氫原子以外的原子的原子價(jià)總和是偶數(shù),氫原子數(shù)就是偶數(shù);氫原子以外原子的原子價(jià)總和是奇數(shù),氫原子的總數(shù)也為奇數(shù)。因此,分子中增加1個(gè)一價(jià)原子如鹵素),則烴基中應(yīng)少1個(gè)氫原子,增加1個(gè)三價(jià)原子,則烴基就增加1個(gè)氫原子。3. 計(jì)算不飽和數(shù)式中:n為分子

24、中四價(jià)原子的數(shù)目;y為分子中一價(jià)原子的數(shù)目;z為分子中三價(jià)原子的數(shù)目。對(duì)有機(jī)堿的鹽和季按鹽類的不飽和數(shù)的計(jì)算,應(yīng)將其相應(yīng)的酸或鹵代烷減去再行計(jì)算。4.譜圖全貌的特點(diǎn) 統(tǒng)觀質(zhì)譜棒圖的全貌,注意分子離子峰的相對(duì)豐度和譜圖全貌特點(diǎn),可提供分子的穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)類型的信息。5.考察低質(zhì)量端的離子 高質(zhì)量端離子分析結(jié)合分析低質(zhì)量端離子碎片有助于推斷分子的骨架結(jié)構(gòu)。6. 考察高質(zhì)量端的離子 高質(zhì)量端的離子碎片主要反映分子骨架結(jié)構(gòu)上的取代基、官能團(tuán)的性質(zhì),該區(qū)域內(nèi)的碎片離子即使豐度很小,對(duì)結(jié)構(gòu)的推定也可能是很有用的。 需要指出的是,有些功能團(tuán)受分子整體結(jié)構(gòu)影響,并不呈現(xiàn)其特征斷裂離子,此時(shí)應(yīng)注意參考紅外光譜,例

25、如長(zhǎng)鏈梭酸觀察不到M-17(OH)和M-45COOH3離子。7. 對(duì)亞穩(wěn)離于和特征峰的分析 一般結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物,通過(guò)對(duì)質(zhì)譜低質(zhì)量端和高質(zhì)量端離子碎片的考察,已大體能夠推測(cè)其裂解途徑,提供推斷結(jié)構(gòu)的必要條件。對(duì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的化合物有時(shí)還要研究中部質(zhì)量區(qū)的碎片離子及其與高質(zhì)量端和低質(zhì)量端的關(guān)系,特別要注意處于中部質(zhì)量區(qū)的特征峰和亞穩(wěn)峰。8.推斷結(jié)構(gòu) 對(duì)一般有機(jī)化合物的質(zhì)譜,通過(guò)如上對(duì)質(zhì)譜的考察,靈活運(yùn)用裂解規(guī)律,一步一步地將碎片的局部結(jié)構(gòu)合理地組合起來(lái),可以推出工作結(jié)構(gòu),然后寫(xiě)出主要裂解過(guò)程的斷裂機(jī)制,或查閱載有一定裂解機(jī)制的文獻(xiàn),了解同一類型化合物的裂解過(guò)程。一個(gè)正確的裂解方式不僅能在質(zhì)譜上找

26、到相應(yīng)質(zhì)量的碎片離子,而且其相應(yīng)豐度也是合理的。在分析過(guò)程中出現(xiàn)矛盾時(shí),有必要返回到原來(lái)的步驟,提出另一種工作結(jié)構(gòu),甚至懷疑所推算的分子式有無(wú)問(wèn)題。 紫外光譜(UV)解析紫外一可見(jiàn)吸收光譜是分子吸收紫外一可見(jiàn)光區(qū)10-800nm的電磁彼而產(chǎn)生的吸收光譜,簡(jiǎn)稱紫外光譜(UV)。一般解析方法為: (1)測(cè)定相對(duì)分子質(zhì)量和分子式、計(jì)算不飽和數(shù),有助于了解分子中可能存在的生色團(tuán)。對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)鑒定,應(yīng)了解反應(yīng)類型和反應(yīng)條件,估計(jì)幾種可能產(chǎn)物的結(jié)構(gòu),有助于光譜解析。 (2)根據(jù)譜帶的位置(max)、強(qiáng)度(max)和形狀,歸屬可能的電子躍遷類型。(3)充分利用溶劑效應(yīng)和介質(zhì)的pH影響與光譜變化的相關(guān)性,

27、用以確定較低強(qiáng)度的K-帶和較高強(qiáng)度的R -,B-帶的歸屬,對(duì)酚經(jīng)基、芳香胺、不飽和梭酸、互變異構(gòu)體的識(shí)別更為靈敏。運(yùn)用紫外光譜對(duì)未知有機(jī)分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可做大范圍的明確判斷。在200-800nm范圍內(nèi)紫外透明,可認(rèn)為分子中不含共扼體系、雜原子重鍵和飽和烴的溴、碘及多氯取代衍生物;在210-250二有高強(qiáng)度的吸收(>10000)則為K-帶,應(yīng)含有兩個(gè)二鍵共扼體系,若250-300nm二有中等強(qiáng)度吸收,且在非極性溶劑中呈現(xiàn)精細(xì)結(jié)構(gòu),可能是芳香環(huán)的B-帶;在270 - 30Onrn出現(xiàn)弱吸收,應(yīng)是醛酮類默基的R-帶,260nm以上出現(xiàn)強(qiáng)吸收譜帶,表明存在大的共扼體系,或中等長(zhǎng)度共扼體系中有助色團(tuán)存

28、在,隨著共扼體系的延長(zhǎng).吸收波長(zhǎng)逐漸紅移,顏色一般加深。 (4)根據(jù)譜帶的max和max值估計(jì)分子中的生色團(tuán)和共扼體系的部分骨架結(jié)構(gòu)。由K一帶的位置判別共扼體系的大小和某些基團(tuán)間的相對(duì)關(guān)系。在此,與紅外光譜檢測(cè)的官能團(tuán)結(jié)構(gòu)信息相配合特別有應(yīng)用價(jià)值。預(yù)測(cè)K一帶吸收位置的幾個(gè)經(jīng)驗(yàn)規(guī)則計(jì)算結(jié)果與最后推定的結(jié)構(gòu)進(jìn)行核對(duì),對(duì)判斷所推測(cè)的共扼體系結(jié)構(gòu)正確與否的可靠性較高。 (5)對(duì)復(fù)雜的有機(jī)化合物,特別是某些天然產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)分析,難以精確計(jì)算譜帶的,可用已知同類化合物的光譜對(duì)照,根據(jù)該類型光譜與結(jié)構(gòu)變化規(guī)律作適當(dāng)判斷。一些天然產(chǎn)物如黃酮類、香豆精類、蔥酮類、苯甲酞衍生物等,都有其光譜特征,可方便地利用母體光

29、譜研究他們衍生物的結(jié)構(gòu)。 紅外光譜(IR)解析 當(dāng)頻率為4000-625cm-1一束光照射物質(zhì)時(shí),被照射物質(zhì)的分子將吸收一部分相應(yīng)的光能,轉(zhuǎn)變?yōu)榉肿拥恼駝?dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能量,使分子固有的振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)躍遷到較高的能級(jí),光譜上即出現(xiàn)吸收譜帶。通常以波長(zhǎng)(um)或波數(shù)(cm-1)為橫坐標(biāo),吸收度A或百分透過(guò)率為縱坐標(biāo)。將這種吸收情況以吸收曲線的形式記錄下來(lái),得到該物質(zhì)的紅外吸收光譜(infrared absarptivn spectra),簡(jiǎn)稱紅外光譜(infrared spectra,IR)值是表示被檢測(cè)物質(zhì)分子在某波段對(duì)輻射光的吸收性能,為譜帶絕對(duì)強(qiáng)度的標(biāo)度. >100, 吸收譜帶很強(qiáng)(vs)

30、=100-200 強(qiáng)吸收譜帶(S) =10-20 中強(qiáng)吸收譜帶(m) =10-1 弱吸收譜帶(w) <1 吸收譜帶很弱(vw)1.7.1譜圖解析的一般程序 紅外光譜解析主要依靠對(duì)光譜與化學(xué)結(jié)構(gòu)關(guān)系的理解,靈活運(yùn)用基團(tuán)頻率及影響其變遷的規(guī)律,與指認(rèn)譜帶歸屬的經(jīng)驗(yàn)資料聯(lián)系起來(lái),逐步推出化合物的結(jié)構(gòu),與其他光譜方法比較,紅外光譜的解析更帶有經(jīng)驗(yàn)性,解析時(shí)可參照如下程序。 (1)了解樣品的來(lái)源。了解樣品的來(lái)源、背景,測(cè)定其熔點(diǎn)或沸點(diǎn),經(jīng)元素分析,相對(duì)分子質(zhì)量測(cè)定,推出分子式,計(jì)算不飽和數(shù),這些數(shù)據(jù)都能提供一定的結(jié)構(gòu)信息。 (2檢查譜圖質(zhì)量。注意制樣方法對(duì)譜圖的影響,排除制樣過(guò)程中由于引人水分、C

31、a、硅膠等可能出現(xiàn)的“假譜帶”,注意識(shí)別倍頻、和頻提供的信息及其對(duì)基頻的干擾。 (3)考察1350cm-1以上基團(tuán)振動(dòng)頻率區(qū)的特征譜帶。這些特征譜帶大多源于鍵的伸縮振動(dòng)吸收,容易指認(rèn)其歸屬,再與其他頻率區(qū)的相關(guān)譜帶進(jìn)行對(duì)照,可以推斷分子結(jié)構(gòu)類型和存在的相應(yīng)官能團(tuán)。例如,在1800-1700cm-1出現(xiàn)應(yīng)為Vc=o特征譜帶,若為醛基,一般在2695-2800cm- 1會(huì)同時(shí)出現(xiàn)相關(guān)的Fermi共振雙譜帶;如認(rèn)定是醛基則要檢查在1300-1050cm-1有無(wú)強(qiáng)的Vc-o-c吸收。 (4)重點(diǎn)考察指紋區(qū)的相關(guān)譜帶,特別注意1000-1250cm -1的,c-o譜帶和1000-650cm-1可能出現(xiàn)的

32、不飽和CH面外變形振動(dòng)吸收譜帶,與其泛頻吸收2000-1660cm-1)結(jié)合起來(lái)分析,確定烯鍵和芳香環(huán)的取代類型。 (5)確定以官能團(tuán)為主的結(jié)構(gòu)單元,比較簡(jiǎn)單的分子也可能寫(xiě)出結(jié)構(gòu)式。 (6)研究各種影響因素對(duì)譜帶引起的位移。對(duì)化合物的結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步的分析,如確定為酮類化合物,當(dāng)Vc=o譜帶低于1700cm-1時(shí)應(yīng)為,-不飽和酮、芳香酮或裁基參與形成氫鍵。而當(dāng),吸收高于I720cm-1時(shí),則或者裁基的a-位有強(qiáng)吸電子取代基,或者為結(jié)構(gòu)具有張力的五元環(huán)及五元環(huán)以下的環(huán)酮。一般甲基的對(duì)稱變形振動(dòng)在1375cm-1附近出現(xiàn)較弱的吸收譜帶,如這個(gè)譜帶出現(xiàn)在1370cm-1以下,而且強(qiáng)度增強(qiáng)為中等吸收,可能

33、推測(cè)為與基相聯(lián)的甲基,而出現(xiàn)在1400cm-1以上的甲基對(duì)稱變形振動(dòng)譜帶則應(yīng)估計(jì)甲基與氮或氧相連。 對(duì)歸屬不明確的譜帶應(yīng)試探改變測(cè)試方法,或與化學(xué)反應(yīng)相配合,反復(fù)考察求得確證。如含經(jīng)基,可改用石臘糊法或配成CC玩稀溶液測(cè)試,亦可用氖代法觀察,田變?yōu)榈奈灰?。為證實(shí)裝基,可形成鹽,觀察離子吸收譜帶。 (7與標(biāo)準(zhǔn)譜圖核對(duì)。紅外光譜是很復(fù)雜的,一般化合物結(jié)構(gòu)很難僅憑紅外光譜來(lái)確寧。多常要與已知標(biāo)樣的譜圖或標(biāo)準(zhǔn)譜圖核對(duì),特別要注意與指紋區(qū)的譜帶核對(duì)。實(shí)際解析步驟:(3) 分子式確定可以由MS單獨(dú)測(cè)定,也可以MS結(jié)合PC(元素分析儀)測(cè)定(4) 不飽和度計(jì)算式中:n為分子中四價(jià)原子的數(shù)目;y為分子中一價(jià)原

34、子的數(shù)目;z為分子中三價(jià)原子的數(shù)目。對(duì)有機(jī)堿的鹽和季按鹽類的不飽和數(shù)的計(jì)算,應(yīng)將其相應(yīng)的酸或鹵代烷減去再行計(jì)算。(5) 官能團(tuán)和骨架識(shí)別一氫原子成鍵的伸縮振動(dòng)頻率區(qū)(3700 -2400cm- 1 1.羥基和氮-氫伸縮振動(dòng)吸收譜帶(3700-3200cm-1)游離的羚基伸縮振動(dòng)(VOH)頻率出現(xiàn)在3650 -3580cm-1處,呈現(xiàn)尖的譜帶。在生形成分子內(nèi)氫鍵的情況下,酚徑基伸縮振動(dòng)譜帶向低頻移動(dòng)更為明顯。二聚體羧酸的經(jīng)基伸縮振動(dòng)譜帶也很強(qiáng),與醇的締合經(jīng)基比較,梭酸的相應(yīng)譜帶更寬。硬脂酸和鄰甲基苯甲酸的譜圖中,這譜帶跨越3500-2500cm-1范圍,將3000cm-1附近的C-H伸縮振動(dòng)帶覆

35、蓋。幾乎所有二聚羧酸的經(jīng)基譜帶在2600crn-1附近都出現(xiàn)幾個(gè)較弱的譜帶,為二聚羧酸的經(jīng)基伸縮振動(dòng)基頻與其C-O伸縮振動(dòng)和c-H變形振動(dòng)合頻間的Fexrni共振譜帶。 胺類或酞胺類中的氨基,在3500-3200cm-1范圍內(nèi)出現(xiàn)弱到中強(qiáng)的吸收譜帶,VN-H比VOH吸收強(qiáng)度弱。在非極性溶劑中,伯胺和伯酰胺的光譜在此區(qū)域呈現(xiàn)2個(gè)譜帶,為2個(gè)N-H伸縮振動(dòng)偶合的結(jié)果,反對(duì)稱的在3360cm-1附近,對(duì)稱的在32OOcm-1附近。仲胺和仲酰胺的光譜只有1個(gè)N-H吸收帶出現(xiàn)在3300cm-1附近。化合物名稱VOH(cm-1)乙醇3650苯酚3610乙酸3600化合物名稱VN-H(cm-1)苯基甲氨34

36、50,33502一甲基丙酰胺(酰胺)3300二乙氨(仲氨)3300當(dāng)胺成鹽時(shí),氨基轉(zhuǎn)化為錢(qián)離子。與N-H鍵伸縮振動(dòng)頻率. N-H鍵的伸縮振動(dòng)頻率大幅度地向低頻位移,在3200 -2200cm-1范圍內(nèi)形成寬的譜帶。各級(jí)胺鹽的N-H吸收譜帶的范圍和形狀略有差別:伯胺鹽離子-N+H33200-2250cm-1寬譜帶 26OOcm-1附近有幾個(gè)中等強(qiáng)度譜帶210Ocm- 1附近出現(xiàn)弱譜帶(有時(shí)不出現(xiàn))伯胺鹽離子N+H23000一2200cm-1強(qiáng)吸收,寬譜帶2500cm-1附近有明顯的多重吸收帶叔胺鹽離子N+H2750一2200cm-1寬譜帶 氨基酸一般以內(nèi)鹽形式存在,其紅外光譜具有伯胺鹽離子的譜帶

37、。2. 碳一氫伸縮振動(dòng)吸收譜帶( 3300-2 700cm-1) 3300cm-1附近出現(xiàn)的中強(qiáng)度吸收譜帶為含炔氫的伸縮振動(dòng)吸收譜帶(VC-H)。這個(gè)譜帶與VOH和VN-H譜帶處于相同區(qū)域內(nèi),它們之間很容易由譜帶的強(qiáng)度和形狀予以區(qū)別。VC-H的特點(diǎn)一般為比締合的VOH吸收弱,比VN-H吸收強(qiáng)的尖銳譜帶。3100-3000cm-1范圍為烯或芳環(huán)的C-H伸縮振動(dòng)頻率區(qū)(=C-H)。在3100-3000cm-1觀察到的多條譜帶為芳環(huán)V=C-H和芳環(huán)骨架振動(dòng)合頻的共同貢獻(xiàn)。除V=C-O譜帶外,在此區(qū)域出現(xiàn)吸收譜帶的還有張力較大的三元環(huán)體系的飽和C-H伸縮振動(dòng),如環(huán)丙烷及代表的環(huán)氧乙烷衍生物。 其他飽和

38、鹵代烴中與鹵素直接相連的VC-H潛帶也落在這個(gè)范圍內(nèi),如CH3I:3060 cm-1,CH3Br:3050 cm-1,CH3cl:3042 cm-1化合物名稱VC-H(cm-1)1-己炔3300癸烯3409茴香醚3060,3030,3000硝基苯3100,3080 3000-2700cm-1為飽和的C-H伸縮振動(dòng)頻率區(qū)(VC-H)甲基,亞甲基在3000-2850cm-1醛基的C-H伸縮振動(dòng)譜帶V-CHO在這個(gè)區(qū)域的低頻部位2800-2600cm-1,歸因于醛基C-H伸縮振動(dòng)及其變形振動(dòng)(1390cm-1)倍頻間的Fermi共振,表現(xiàn)為雙譜帶,這是醛基的特征譜帶。苯甲醛的光譜中Fermi共振譜帶

39、居于2810cm-1和2720cm-1若同時(shí)具有高強(qiáng)度烴基的VC-H帶時(shí),F(xiàn)ermi共振雙譜帶高頻部分往往被掩蓋而表現(xiàn)不明顯,只要仔細(xì)讀出,C -H振動(dòng)的低頻譜帶頻率和烴基V-CHO譜帶側(cè)面的肩或分支位置,也不難辨認(rèn)。 2700-2400cm-1為S-H和P-H鍵的伸縮振動(dòng)吸收頻率區(qū)。VS-H出現(xiàn)2600-2500cm-1,VP-H在2400cm-1附近,都是尖銳的譜帶,很容易辨認(rèn)?;衔锩QV-C-H(cm-1)甲基2962, 2872 1400亞甲基2926,2853苯甲醛2810,2720,1390參鍵和聚集雙鍵伸縮振動(dòng)頻率區(qū)(2400-1900cm-1) 參鍵伸縮振動(dòng)2200cm-1附

40、近 ,氰化物的氮基伸縮振動(dòng)(VCN)譜帶常出現(xiàn)在2240cm-1附近。vCN強(qiáng)度一般都比較高,只有在一碳上聯(lián)有含Cl,O,N等電負(fù)性基團(tuán)時(shí)強(qiáng)度才相應(yīng)下降。當(dāng)與不飽和鍵共扼時(shí),這個(gè)吸收譜帶大約向低頻位移30cm-1,如鄰氰基甲苯的,VCN譜帶出現(xiàn)在2210cm-1。重氮鹽R-N+NX-的重氮基伸縮振動(dòng)VN+N在2290-2240cm-1間出現(xiàn)較強(qiáng)的譜帶.異睛基結(jié)構(gòu)R-N=C也可寫(xiě)成R-N+C-,同時(shí)出現(xiàn)VN+C-(2150cm-1)強(qiáng)譜帶和VN=C(1594cm-1)弱譜帶。雙健伸縮振動(dòng)頻率區(qū)(1900-1600cm-1)一般脂肪醛的,VC=O頻率在1730cm-1附近。改變羧基兩邊的取代基,由

41、于電子效應(yīng)譜帶位置會(huì)作相應(yīng)的移動(dòng),乙酸乙醋的VC=O瀕率移至1745cm-1處。一般酞胺的VC=O譜帶位于1690-1630cm-1 變化比較復(fù)雜。伯酰胺的VC=O出現(xiàn)在1690cm-1附近,稱為酰胺帶,在不同情況下,由于氫鍵締合會(huì)向低頻移動(dòng)。氨基(-NH3)的剪式振動(dòng)酞胺II帶,約在1610cm-1附近,由于締合向高頻移漸與VC=O譜帶靠近,甚至重疊在一起成為較寬的譜帶。在測(cè)定濃溶液時(shí),由于游離狀態(tài)與締合狀態(tài)間的平衡,有時(shí)可同時(shí)看到-1690,-1650,-1640和-1600cm-14個(gè)譜帶。仲酞胺的VC=O譜帶出現(xiàn)在1680-1650cm-1(酰胺I帶),其N-H變形振動(dòng)的酸胺II帶在低

42、頻區(qū)1550cm-1附近,很容易區(qū)別。叔酞胺的酰胺I帶位于1670-1630cm-1,受其他基團(tuán)的影響較小。醌類實(shí)際上為共軛的不飽和酮結(jié)構(gòu),對(duì)苯醌的VC=O譜帶位于1670cm-1附近,鄰苯醌相應(yīng)譜帶頻率稍高一點(diǎn),VC=O頻率往往降到1600cm-1以下。碳-碳雙健伸縮振動(dòng)吸收譜帶VC=C譜帶位于雙鍵振動(dòng)頻率區(qū)的低頻部分,一般出現(xiàn)在1580-1600cm-1,與基相比強(qiáng)度弱得多。與譜帶差不多出現(xiàn)在同一頻率范圍內(nèi),C=NH在1600cm-1附近出現(xiàn),需要考察各自的相關(guān)譜帶。骨架振動(dòng)和指紋區(qū)(1600cm-1下)1.芳環(huán)骨架振動(dòng)VC=C頻率區(qū)(1600-1450cm-1) 苯環(huán)、吡啶及一些其他芳香

43、環(huán)衍生物的紅外光譜在1600、1580,1500,1450cm-1附近經(jīng)常出現(xiàn)2-4個(gè)吸收譜帶,這組譜帶與其芳環(huán)Ar-H鍵伸縮振動(dòng)吸收譜帶(3100- 3000cm-1)一起為判斷化合物有無(wú)芳環(huán)的主要依據(jù)。 1600cm-1處譜帶為除苯和高對(duì)稱性的多取代苯外大多數(shù)芳香族化合物都會(huì)出現(xiàn)的譜帶.一般強(qiáng)度較弱,隨著取代基極性的增加吸收強(qiáng)度變大。 1580cm-1譜帶變化較大,一般烴基笨光譜中很弱或觀察不到,當(dāng)芳環(huán)與不飽和取代基或帶孤電子對(duì)基團(tuán)共扼時(shí)這個(gè)譜帶變得顯著,有些情況下比1600cm-1譜帶還強(qiáng)。1500cm-1譜帶一般強(qiáng)度較大且隨取代基極性增加其強(qiáng)度同1600cm-1譜帶一起增大,但當(dāng)取代基

44、為與芳環(huán)共扼的強(qiáng)吸電子取代基時(shí),則強(qiáng)度大大削弱,有時(shí)觀察不到。雜芳環(huán)化合物在1600-1500cm-1出現(xiàn)1-2個(gè)較強(qiáng)譜帶。1450cm-1譜帶經(jīng)常與飽和烴基的C-H鍵變形振動(dòng)吸收頻率重疊,應(yīng)用價(jià)值不大。飽和碳-氮變形振動(dòng)頻率區(qū)(1500-1350cm-1) 叔丁基-C(CH3)3和偕二甲基,-CH(CH3)2,-C(CH3)2-,將發(fā)生振動(dòng)偶合,在1375cm-1附近共振偶合分裂成為具有特種形狀的兩個(gè)譜帶,叔丁基則分裂為兩個(gè)強(qiáng)度不同的譜帶,較高頻的(1400-1385cm-1)強(qiáng)度很小,較低頻的(1375-1365cm-1)強(qiáng)度較大,兩個(gè)譜帶相距較遠(yuǎn),偕二甲基分裂為兩個(gè)強(qiáng)度差不多相等、距離較

45、近(1390-1380cm-1,1372-1365cm-1)的兩個(gè)譜帶。1350-1000cm-1范圍內(nèi)的譜帶 這一頻率范圍包括C-O鍵伸縮振動(dòng)、C-C鍵伸縮振動(dòng)、C-N鍵伸縮振動(dòng)、飽和C-H鍵其他類型彎曲振動(dòng)、不飽和C-H鍵面內(nèi)彎曲振動(dòng)以及芳環(huán)Ar-H面內(nèi)變形振動(dòng)(苯指)。C-O鍵伸縮振動(dòng)在此范圍內(nèi)表現(xiàn)為強(qiáng)而寬的譜帶,對(duì)醇、醚和醋類化合物的鑒定很有價(jià)值。醇的C-O鍵伸縮振動(dòng)VC-O出現(xiàn)在1000-1200cm-1,酚的相應(yīng)譜帶在較高頻率1200-1280cm-1。由這類吸收譜帶結(jié)合它們的VOH譜帶,可以確認(rèn)醇或酚存在而且根據(jù)表1-3所示,VC-O的位置還可以估計(jì)醇烴基的大體結(jié)構(gòu)。 醚具有兩個(gè)

46、相連的C-O鍵,應(yīng)有兩個(gè)C-O-C伸縮振動(dòng),大都出現(xiàn)在1250-1050cm-1之間。甲基醚很重要,它大量地存在于天然產(chǎn)物中。甲基的光譜特征性很強(qiáng)VS(CH3)吸收向低頻位移,Qs(CH)吸收向高頻位移。在茴香醚的光譜中分別為2838cm-1和1450cm-1。環(huán)醚在1260-780cm-1出現(xiàn)兩個(gè)以上的譜帶,一般高頻的譜帶為VS(C-O-C),低頻的VS(C-O-C)隨著環(huán)的縮小,Va(C-O-C)逐漸向低頻位移,VS(C-O-C)卻移向高頻,至三元環(huán)醚環(huán)氧乙烷,兩種C-O-C鍵振動(dòng)頻率的位置正好反過(guò)來(lái)。譜帶出現(xiàn)于1270cm-1附近(8um帶),而Va(C-O-C)譜帶則降低到850cm-

47、1附近(12um帶);另外還有歸屬于環(huán)氧乙烷骨架振動(dòng)的11um帶( 930cm-1附近)。在天然產(chǎn)物包含環(huán)氧乙烷結(jié)構(gòu)的很多,識(shí)別上述三個(gè)特征譜帶對(duì)這類化合物的結(jié)構(gòu)鑒定是很重要的. 與環(huán)氧乙烷相似,環(huán)丙烷在這個(gè)頻率區(qū)出現(xiàn)兩個(gè)歸屬于骨架振動(dòng)吸收譜帶:一個(gè)在1025cm-1附近,為中等強(qiáng)度,一個(gè)在860cm -1附近,吸收強(qiáng)度較高。 縮醛和縮酮分子中,由于兩個(gè)C-O-C鍵連在一起而發(fā)生振動(dòng)偶合,光譜比較復(fù)雜,相應(yīng)的吸收譜帶常分裂為三個(gè),分別歸屬于以下振動(dòng)模式 有時(shí)在更低頻率1050-1035cm-1還可以觀察到第四個(gè)譜帶,可以認(rèn)為是由對(duì)稱振動(dòng)引起的。酯在1280-1050cm-1范圍內(nèi)出現(xiàn)兩個(gè)c-o

48、-c伸縮振動(dòng)吸收譜帶。處于高頻的為反對(duì)稱伸縮振動(dòng),強(qiáng)度很高,出現(xiàn)在低頻的為對(duì)稱的伸縮振動(dòng),強(qiáng)度較小。一般的酯,這兩個(gè)譜帶相距130cm-1左右),乙烯醇酯的VS(c-o-c)譜帶向高頻位移,兩個(gè)譜帶相互接近,苯醋的這兩個(gè)譜帶幾乎重合在一起。酸酐的C-O-C伸縮振動(dòng)吸收譜帶強(qiáng)度很高,在1050cm-1處形成寬譜帶。環(huán)狀酸醉由于張力增加,VC-O-C譜帶向高頻位移可達(dá)1300cm-1 碳一氮鍵的伸縮振動(dòng)VC-N頻率比相應(yīng)的,VC-O高一些,與飽和碳相連的VC-N譜帶在1100-1250cm-1,與不飽和碳或芳環(huán)相連的,VC-N譜帶出現(xiàn)在1250-1350cm-1.但強(qiáng)吸電子的硝基衍生物的譜帶頻率很

49、低,硝基苯的VC-N為870cm-1吸收強(qiáng)度比VC-O低,又由于處在復(fù)雜的指紋區(qū),其特征性和結(jié)構(gòu)鑒定的應(yīng)用價(jià)值都比VC-O譜帶差得多。二級(jí)酞胺中的,VC-N振動(dòng)與其QN-H振動(dòng)發(fā)生偶合,相應(yīng)譜帶在1320cm-1附近,稱為酞胺III帶,對(duì)二級(jí)酞胺的鑒定有實(shí)用價(jià)值。 C-C鍵振動(dòng)吸收一般很弱,應(yīng)用價(jià)值較小。只有酮的已-CH2-CO-CH2-結(jié)構(gòu)在1300-1100cm-1范圍內(nèi)出現(xiàn)一個(gè)或兒個(gè)吸收譜帶,歸因于這類結(jié)構(gòu)C-C鍵的伸縮和彎曲振動(dòng),或稱為酮的骨架振動(dòng)。其中一個(gè)強(qiáng)度較大,可以作為未知結(jié)構(gòu)中有無(wú)酮存在的輔證。脂肪酮的這類振動(dòng)譜帶在1230-1100cm-1,芳香酮或不飽和酮骨架振動(dòng)吸收頻率高

50、一些,均在1260cm-1附近出現(xiàn)較強(qiáng)吸收。1000-635cm-1低頻區(qū) 此波段最為重要的有烯烴和芳香環(huán)的不飽和C-H面外變形振動(dòng)吸收譜帶Y-C-H,若在3100-3000cm-1范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)吸收,則在該區(qū)域內(nèi)可能出現(xiàn)相應(yīng)的面外變形振動(dòng)的強(qiáng)吸收。這類譜帶的數(shù)目和出現(xiàn)的位置是判斷烯鍵和芳環(huán)取代類型的重要依據(jù)。 烯烴的y-c- H吸收譜帶出現(xiàn)于1000-700cm -1,與取代類型的關(guān)系見(jiàn)附錄表I一7,有的烯烴還可能在1800cm-1附近觀察到y(tǒng)-C-H的倍頻譜帶。 芳香環(huán)的y=c-H振動(dòng)吸收在900-6SOcrn-1出現(xiàn)1-2個(gè)強(qiáng)度相當(dāng)大的譜帶,它們的位置取決于苯環(huán)的取代類型。在芳環(huán)上具有孤立氫的五取代衍生物的頻率較高,出現(xiàn)在900-860cm-1范圍,二氫相鄰的對(duì)二取代或1,2,3,4一四取代衍生物的y-C-H頻率相對(duì)低一

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