波譜分析輔導(dǎo)課件

研究結(jié)構(gòu)的方法3、研究結(jié)構(gòu)的方法：物理方法化學(xué)方法核磁共振鑒別官能團(tuán)氫譜和碳13C譜質(zhì)譜元素分析——元素組成質(zhì)譜（MS）——分子量及部分結(jié)構(gòu)信息紅外光譜（IR）

——官能團(tuán)種類紫外—可見光譜（UV/Vis）——共軛結(jié)構(gòu)核磁共振波譜（NMR）——C-H骨架及所處.

化學(xué)環(huán)境X-射線單晶衍射——立體結(jié)構(gòu)有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)研究方法有機(jī)結(jié)構(gòu)分析的四大工具質(zhì)譜(MS)紅外光譜(IR)紫外光譜(UV)核磁共振(NMR紫外可見光吸收曲線的討論：①同一種物質(zhì)對不同波長光的吸光度不同。吸光度最大處對應(yīng)的波長稱為最大吸收波長λmax②對于不同物質(zhì)，它們的吸收曲線形狀和λmax則不同。250300350400nm1234eλ紅外吸收光譜官能團(tuán)區(qū)：4000~1300cm-1指紋區(qū)：1300~650cm-1

影響基團(tuán)頻率的因素1.化學(xué)鍵的強(qiáng)度化學(xué)鍵越強(qiáng)—力常數(shù)K越大—紅外吸收頻率

越大（波數(shù)越高）

伸縮振動(dòng)頻率（cm-1）2150

1715

1200

1-辛炔－C≡C－伸縮振動(dòng)≡C-H伸縮振動(dòng)≡C-H面外彎曲振動(dòng)（1）原子核帶有正電，自旋時(shí)產(chǎn)生磁場，具有磁矩（2）在很強(qiáng)的外磁場中，具有核磁矩的原子核產(chǎn)生磁能級分裂，分裂成兩個(gè)或更多的量子化能級（3）用一個(gè)能量恰好等于分裂后相鄰能級差的電磁波照射，該核就可以吸收此頻率的波，發(fā)生能級躍遷，從而產(chǎn)生特征的NMR吸收。這就是核磁共振的基本原理。核磁共振基本原理

原子核存在自旋，核磁矩不為零，能與外加磁場相互作用，發(fā)生能級分裂，用于核磁共振分析具有磁矩的核：Po討論:(1)I=1或I>1的原子核

I=1：2H，14N

I=3/2：11B，35Cl，79Br，81Br

I=5/2：17O，127I(2)Ｉ＝1/2的原子核（重點(diǎn)研究對象）

1H，13C，19F，31P

共振吸收復(fù)雜，研究應(yīng)用較少；C，H也是有機(jī)化合物的主要組成元素。NMR示意圖：芳烴的磁各向異性效應(yīng)H:7.3環(huán)外氫受到強(qiáng)的去屏蔽作用:8.9；環(huán)內(nèi)H在受到高度的屏蔽作用，故:-1.8碳原子的雜化狀態(tài)

各類化合物中氫的化學(xué)位移有以下次序：

δ：芳環(huán)氫>烯氫>炔氫>烷氫雜化方式中s成份越多，碳?xì)滏I的成鍵電子云越靠近碳原子，氫核外的電子云越少，化學(xué)位移值越大；芳烴、雙鍵和三鍵的磁各向異性效應(yīng)。苯（7.27）>乙烯(5.25)>乙炔(1.80)>乙烷(0.80)雜化效應(yīng)和各向異性效應(yīng)協(xié)同作用的結(jié)果

131211109876543210RCH2-O=C-CH2-C=C-CH2-CCCH2-CH2--CH2-X-CH2-O--CH2-NO2C=C-HAr-HRCHORCOOHC8H10四重峰三重峰單峰積分高度比8：3.2：4.8＝5：2：3單取代苯環(huán)δ7.1ppm→芳H乙醇的質(zhì)譜圖相對豐度(RA)——以圖中最強(qiáng)的離子峰(基峰)高為100％，其它峰的峰高則用相對于基峰的百分?jǐn)?shù)表示。1-溴丙烷(一）分子質(zhì)量的確定

由C，H，O組成的有機(jī)化合物，M一定是偶數(shù)。由C，H，O，N組成的有機(jī)化合物，N奇數(shù)，M奇數(shù)。由C，H，O，N組成的有機(jī)化合物，N偶數(shù)，M偶數(shù)。分子離子峰與相鄰峰的質(zhì)量差必須合理。①Ｎ律②質(zhì)量差是否合理1、分子離子峰的識別碎片離子丟失的碎片及可能來源M-1，M-2H·，H2醛、醇等M-15M-16M-17，M-18M-19，M-20·CH3側(cè)鏈甲基、乙酰基、乙基苯等·NH2，O伯酰胺、硝基苯等·OH，H2O醇、酚、羧酸等·F，HF含氟化合物M-25M-26M-27M-28M-29M-30M-31M-32M-33M-34·C≡CH炔化物CHCH，·CN芳烴、腈化物·CHCH2，HCN烴類、腈化物CH2CH2，CO烯烴、丁?；?、乙酯類、醌類·C2H5，·CHO烴類、丙酰類、醛類NO，CH2O硝基苯類、苯甲醚類·OCH3，·CH2OH甲酯類、含CH2OH側(cè)鏈CH3OH甲酯類、伯醇、苯甲醚H2O+·CH3，HS·醇類、硫醇類H2S硫醇類、硫醚類M-35，M-36M-41M-42M-43M-44M-45M-47，M-48·Cl，HCl含氯化合物·C3H5丁烯酰、脂環(huán)化合物C3H6，·CH2CO丙酯類、戊?；?、丙基芳醚·C3H7，CH3CO·丁?；?、長鏈烷基、甲基酮CO2酸酐·OC2H5，·COOH乙酯類、羧酸類CH3S·，CH3SH硫醚類、硫醇類M-56M-57M-59M-60M-61M-61，M-62M-79，M-80M-127，M-128C4H8戊酮類、己酰基等·C4H9，C2H5CO·丙酰類、丁基醚、長鏈烴C3H7O·丙酯類CH3COOH羧酸類、乙酸酯類CH3C(OH)2·乙酸酯的雙氫重排·SC2H5，C2H5SH硫醇類、硫醚類·Br，HBr含溴化合物·I，HI含碘化合物表3常見由分子離子丟失的碎片及可能來源電子轟擊源（ElextronBombIonization,EI）——熱陰極發(fā)射出能量為70eV的高能電子束，在高速向陽極運(yùn)動(dòng)時(shí)，撞擊來自進(jìn)樣系統(tǒng)的樣品分子，使樣品分子發(fā)生電離。

化學(xué)電離源

（ChemicalIonization,CI）樣品在承受電子轟擊之前，被一種“反應(yīng)氣”（常用CH4也可用異丁烷、NH3）以約104倍于樣品分子所稀釋。首先生成的離子來自反應(yīng)氣分子，它與樣品分子發(fā)生離子—分子反應(yīng)而產(chǎn)生樣品分子離子。場電離源（FieldIonization）——利用強(qiáng)電場誘發(fā)樣品分子的電離。正負(fù)極間施加高達(dá)10KV的電壓差，兩極的電壓梯度可達(dá)107～108V·cm-1。若具有較大偶極矩或高極化率的樣品分子通過兩極間時(shí)，受到極大的電壓梯度的作用而發(fā)生電離。

快原子