有機(jī)化學(xué)波譜分析知識(shí)要點(diǎn)

1、波譜分析第一章 紫外光譜1、為什么紫外光譜可以用于有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)解析？紫外光譜可以提供：譜峰的位置（波長(zhǎng)）、譜峰的強(qiáng)度、譜峰的形狀。反映了有機(jī)分子中發(fā)色團(tuán)的特征，可以提供物質(zhì)的結(jié)構(gòu)信息。2、紫外可見(jiàn)區(qū)內(nèi)（波長(zhǎng)范圍為100-800 nm）的吸收光譜。3、Lamber-Beer定律 適用于單色光 吸光度： A= lg(I0/I) = elc 透光度：-lgT = ebcA：吸光度；l：光在溶液中經(jīng)過(guò)的距離；e：摩爾吸光系數(shù)，為濃度在1mol/L的溶液中在1 cm的吸收池中，在一定波長(zhǎng)下測(cè)得的吸光度；c：濃度。4、有機(jī)物分子中含有鍵的不飽和基團(tuán)稱為生色團(tuán)；有一些含有n電子的基團(tuán)（如OH、OR、NH

2、、NHR、X等），它們本身沒(méi)有生色功能（不能吸收200 nm的光），但當(dāng)它們與生色團(tuán)相連時(shí)，就會(huì)發(fā)生n共軛作用，增強(qiáng)生色團(tuán)的生色能力（吸收波長(zhǎng)向長(zhǎng)波方向移動(dòng)，且吸收強(qiáng)度增加），這樣的基團(tuán)稱為助色團(tuán)。5、max向長(zhǎng)波方向移動(dòng)稱為紅移，向短波方向移動(dòng)稱為藍(lán)移（或紫移）。吸收強(qiáng)度即摩爾吸光系數(shù)e增大或減小的現(xiàn)象分別稱為增色效應(yīng)或減色效應(yīng)。6、電子躍遷的類(lèi)型：1. *躍遷：飽和烴（甲烷，乙烷）；E很高，3600 cm-1)b. CO伸縮振動(dòng)(1100 cm-1)伯-OH OH 3640 cm-1 CO 1050 cm-1仲-OH OH 3630 cm-1 CO 1100 cm-1叔-OH OH 362

3、0 cm-1 CO 1150 cm-1酚-OH OH 3610 cm-1 CO 1200 cm-1醚（COC）脂族和環(huán)的C-O-C：as 1150-1070 cm-1（強(qiáng)而寬）；s 900-1000 cm-1 芳族和乙烯基的=C-O-C：as 1275-1200 cm-1（1250 cm-1）；s 1075-1020 cm-1脂族 R-OCH3： s (CH3) 28302815 cm-1 芳族 Ar-OCH3： s (CH3) 2850 cm-1 胺和銨鹽：（NH，CN）a. 胺 i) NH伸縮振動(dòng)胺類(lèi)： 游離35003300 cm-1 締合吸收位置降低約100 cm-1伯胺 (R-NH2，

4、Ar-NH2)：雙峰， 3500 (as) cm-1，3400 (s) cm-1，吸收強(qiáng)度比羥基弱）仲胺：3400 cm-1（吸收峰比羥基要尖銳）叔胺：無(wú)吸收 ii) NH 變形振動(dòng)NH2：面內(nèi) 16501500 cm-1；面外 900650 cm-1iii) CN 伸縮振動(dòng)與C-C伸縮振動(dòng)沒(méi)太大區(qū)別，但強(qiáng)度大。RNH2: 1030-1203 cm-1；Ar-NH2: 1250-1360 cm-1b. 銨鹽在3000-2200 cm-1范圍出現(xiàn)強(qiáng)而寬的“銨譜帶”（2）烯烴與炔烴C=C 伸縮振動(dòng)(1680-1630 cm-1 )1. 順?lè)聪N分界線1660 cm-1；順強(qiáng)，反弱2. 四取代（不與

5、O，N等相連）無(wú)(C=C)峰3. 端烯的強(qiáng)度強(qiáng)4. 共軛使(C=C)下降20-30 cm-1；共軛二烯在1650和1600 cm-1出現(xiàn)兩個(gè)(C=C)C-H 變形振動(dòng)(1000-700 cm-1 )順?lè)聪N二者的明顯差異： a. CC雙鍵的伸縮振動(dòng)吸收峰：順式1650 cm-1； 反式與CH3、CH2的彎曲振動(dòng)接近。 b. CH的平面彎曲振動(dòng)吸收峰位置：順式 700 cm-1； 反式 965 cm-1。 （3）芳烴：C=C伸縮振動(dòng)和C-H變形振動(dòng)C=C伸縮振動(dòng)產(chǎn)生1600 cm-1和1500 cm-1兩條譜帶，當(dāng)苯環(huán)與C=O，C=C，NO2，Cl，S，P等共軛時(shí)，1600 cm-1譜帶裂分為1

6、600 cm-1和1580 cm-1兩條譜帶（尤其1580吸收峰增加明顯），1500 cm-1譜帶會(huì)裂分為1500 cm-1和1450 cm-1兩條譜帶，但共軛使1500 cm-1變?nèi)跎踔料?。C-H變形振動(dòng)650-900 cm-1取代類(lèi)型相鄰氫數(shù)=C-H環(huán)650-900區(qū)域譜峰個(gè)數(shù)單取代5H770-730690-71021,2-取代苯4H770-73511,3-取代苯3H810-750690-71031H900-8601,4-取代苯2H860-8001（4）羰基化合物酰胺(1680 cm-1) 酮(1715 cm-1) 醛(1725 cm-1) 酯(1735 cm-1) 酸(1760 cm-

7、1) 20（6 Dn/J 20 體系近似為一級(jí)譜）自旋體系中同一種質(zhì)子磁等價(jià)（2）規(guī)律：反映化學(xué)環(huán)境，裂分為多重峰時(shí)，中點(diǎn)為其化學(xué)位移值，裂分峰的峰間距為偶合常數(shù)J；不同類(lèi)型的氫核積分面積或積分高度之比等于氫核數(shù)目之比；磁不等價(jià)的質(zhì)子之間偶合裂分?jǐn)?shù)峰數(shù)符合n+1 規(guī)律；多重峰強(qiáng)度符合二項(xiàng)式的展開(kāi)式系數(shù)；峰形內(nèi)高外低呈“人”形。9、鄰位耦合J鄰, 3J, H-C-C-H的二面角二面角為180時(shí)，兩個(gè)氫原子處于反迫位,軌道重疊最有效，J最大；二面角為0時(shí)， J稍小些；二面角為90時(shí)，軌道互相垂直，J最小。10、順?lè)聪N的鄰位耦合J鄰11、二旋系統(tǒng)（AB系統(tǒng)）的化學(xué)位移和偶合常數(shù)12、NOE效應(yīng)兩個(gè)

8、（組）不同類(lèi)型的質(zhì)子位于相近的空間距離時(shí)，照射其中一個(gè)（組）質(zhì)子會(huì)使另一個(gè)（組）質(zhì)子的信號(hào)強(qiáng)度增強(qiáng)，這種現(xiàn)象稱為NOE效應(yīng)。13、各類(lèi)結(jié)構(gòu)片段的13C NMR第四章 質(zhì)譜1、質(zhì)譜儀的工作原理質(zhì)譜儀是指用高能電子流等轟擊樣品分子，使該分子失去電子變?yōu)閹д姾傻姆肿与x子和碎片離子。這些不同離子具有不同的質(zhì)量，質(zhì)量不同的離子在磁場(chǎng)的作用下到達(dá)檢測(cè)器的時(shí)間不同，檢測(cè)器通過(guò)采集放大離子信號(hào)，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理，將碎片離子按照質(zhì)荷比（m/z）大小排列而成的圖譜即質(zhì)譜圖。2、分子離子峰指樣品分子受高速電子轟擊后丟失電子在尚未碎裂時(shí)形成的離子M峰。判斷原則：最大質(zhì)量數(shù)的峰可能是分子離子峰（同位素峰除外）；合理的碎片

9、丟失；氮規(guī)則：化合物分子不含氮或含偶數(shù)個(gè)氮原子時(shí)，該化合物分子量必是偶數(shù)；化合物分子含奇數(shù)個(gè)氮原子時(shí)，其分子量必是奇數(shù)。 峰和M+1 峰或M-1 的判別。醚、酯、胺、酰胺、氰化物、氨基酸酯、胺醇等可能有較強(qiáng)的M+1 峰，芳醛、某些醇及某些含氮化合物可能有較強(qiáng)的M-1 峰。3、麥?zhǔn)现嘏啪哂胁伙柡凸倌軋F(tuán) C=X（X為O、S、N、C等）及其-H原子結(jié)構(gòu)的化合物，-H原子可以通過(guò)六元環(huán)空間排列的過(guò)渡態(tài)，向缺電子（C=X+）的部位轉(zhuǎn)移，發(fā)生-H的斷裂，同時(shí)伴隨C=X的鍵斷裂（屬于均裂），這種斷裂稱為麥?zhǔn)现嘏拧?、同位素離子峰簇的相對(duì)豐度計(jì)算分子式從M+1峰與M峰強(qiáng)度的比值可估算出分子中含碳的數(shù)目從M+2

10、峰與M峰強(qiáng)度的比值可估算出分子中含S、Cl、Br的數(shù)目S 4.4，Cl 32.5，Br 985、常見(jiàn)化合物的質(zhì)譜(1)烷烴分子離子峰，碎片峰成群，峰簇質(zhì)量差14（CH2）(2)烯烴分子離子峰特征碎片： 裂解（4114 n）41、55、69、83M重排（4214 n）42、56、70、84(3)芳烴分子離子峰特征碎片： 裂解 91 6539M重排 92(4)醇分子離子峰不明顯特征碎片： 裂解（3114 n）伯醇：3114 n ，仲醇：4514 n ，叔醇：5914 n(5)酚分子離子峰M1峰特征碎片：M28（CO） M29（CHO） (6)醚分子離子峰弱特征碎片： 裂解 CnH2n+1O（31、45、59）i 裂解 CnH2n+1（29、43、57、71）(7)醛分子離子峰特征碎片：M1峰、M29（CHO）峰、m/z 29峰，43、57、71-H重排 m/z 44（4414n）峰(8)酮分子離子峰弱特征碎片： 裂解 2914 n 重排 m/z