有机化合物的结构表征.ppt

《有机化合物的结构表征.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第4章有机化合物的结构表征4.1有机化合物结构表征的基本程序4.2红外光谱4.3核磁共振谱4.4紫外光谱4.5质谱4.1有机化合物结构表征的基本程序4.1.1有机化合物结构表征的程序4.1.2有机化合物结构表征方法4.1.1有机化合物结构表征的程序研究一个未知有机化合物的基本程序：分离提纯→元素定性、定量分析→测定相对分子质量→推测构造式→结构表征1.常用的分离方法蒸馏、萃取、洗涤、重结晶、升华、色层、色谱等物理分离过程，有时用物理、化学相结合的分离过程。2.分离后检查纯度方法有测熔点、沸点、折射率、比旋光度等物理常数和色谱分析等。3.元素的定量定性分析分析样品的组

2、成元素及其含量，计算出化合物组成的实验式。4.测定相对分子质量测定相对分子质量(质谱法等)，结合实验式才能写出分子式。5.推测构造式根据化合物制备方法或来源，结合分子式，利用同分异构概念，推测可能的构造式，甚至构型式。6.结构表征结构表征的方法大体上有化学法和物理方法等。4.1.2有机化合物结构表征方法1.化学方法表征有机化合物的结构(1)官能团分析方法测定官能团,决定研究的化合物所属化合物类别，进行定性分析，进行定量测定。(2)化学降解及合成方法(3)官能团转化法把官能团化合物转化成衍生物，测定衍生物的性质。2.物理方法表征化合物的结构(1)测定物理常数法此法只能

3、为辅助方法。(2)现代物理仪器测量方法红外光谱、紫外光谱、核磁共振谱和质谱被广泛使用。这些方法揭示化合物微观结构,是结构表征的最有力的手段和快速的方法。（1）电磁波与有机分子的波谱电磁波有波动性：ν=c/λν——振动频率，单位赫（Hz）c——光速，近似看成是常数λ——波长，单位厘米（cm）σ=1/λ=ν/c3.物理仪器测定结构的一般原理E=hν=h·c/λE——光子能量，单位焦（J）h——普朗克（Planck）常量，6.626×10-34焦秒（J·s）ν——频率利用分子吸收光波的频率可以表征分子结构。与有机分子结构有关的光波的频率如下表：（2）有机化合物结构表征最常

4、用的光波谱红外光谱：常用来决定化合物含有什么官能团，属于哪类化合物。紫外光谱：常用来表征分子中重键的情况，特别是共轭体等。核磁共振光谱：常用来测定有机分子中的氢原子和碳原子连接的方式和化学环境。质谱：不属于光波谱，它主要是确定分子的相对质量和组成分子的基团，进一步推测分子的结构。表征不同结构的化合物要选用不同的方法，很难用一种方法（尤其对新化合物）准确决定分子结构，经常是几种方法联合使用，互相补充，互相验证。4.2红外光谱4.2.1基本原理4.2.2重要官能团吸收区域4.2.3红外吸收光谱图及其解析4.2.1基本原理1.化学键振动的类型(1)伸缩振动成键的两原子沿键

5、轴方向伸长和缩短的振动称为伸缩振动，常用ν表示。伸缩振动有两种：对称伸缩振动（νs）和不对称伸缩振动（νas）。振动频率ν与两原子的质量m1、m2、键的力常数k有关：①键的力常数k与键能有关，键能大，力常数大，振动频率也大。②m1和m2越小，（1/m1+1/m2）越大，振动频率也越大。③同一原子上有几个键，振动会发生互相影响。如H—C—H中两个C—H键振动频率相等，互相偶合。对称伸缩振动（νs）2850cm-1不对称伸缩振动（νas）2930cm-1对称伸缩振动不对称伸缩振动C—C—H两键振动频率相差较大（1000cm-1/2900cm-1），互相影响小，看成独立的

6、。C—C，C—N，C—O振动频率比较接近，相互有影响。Y—H，Y=Z和Y≡Z振动频率比分子的C—C键的振动频率高得多，也可以看成独立的。（2）弯曲振动弯曲振动是离开键轴的前、后、左、右振动。键长不改变，键角改变，力常数变化小。亚甲基有面内振动和面外振动。剪式摇式摆式扭式面内弯曲振动面外弯曲振动产生红外光谱的条件（1）红外光辐射的频率与分子中键振动的频率相当时，才能被吸收产生吸收光谱。（2）振动过程中能引起偶极矩变化的键。4.2.2重要官能团吸收区域倍频区大于3700cm-1的区，出现的是一些键的振动频率的倍频，常比倍频率低些。2.官能团吸收区（高频区）在3700～1

7、600cm-1区组成官能团键的吸收大都在此区，故称官能团区。其又分三个小区：①Y-H伸缩振动区（3700～2500cm-1）主要是O—H，N—H，C—H等单键伸缩振动频率区。Y≡Z和Y=X=Z伸缩振动区（2400～2100cm-1）主要包括C≡C，C≡N，C=C=C，C=N=O键伸缩振动。③Y=Z伸缩振动区（1800～1600cm-1）指纹区(低频区)小于1600cm-1的振动频率都在此区，主要是C—C，C—N，C—O等单键的伸缩振动和各种弯曲振动的频率。分子结构的微小变化，这些键的振动频率都能反映出来，就像人的指纹一样有特征，故称指纹区。能反映化合物的精细结构