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1、光谱法是确定有机化合物分子结构的重要方法，具有快速、 准确、样品用量少、方法简单等优点。缺点是仪器昂贵， 操作复杂，维护费用高等。,第七章 光谱法在有机化学中的应用,主要介绍红外光谱（IR）、紫外光谱（UV）、核磁共振 谱（NMR）、质谱（MS）。,100,200 400 800 nm,X-射线 远紫外 紫外 可见光 红外 远红外,自然光,一切物质都会吸收某些波长的光，不同结构的分子表现出对光产生不同的特征吸收，从而产生不同的分子光谱。,电子跃迁产生紫外光谱，了解分子中是否有共轭体系。分子内原子的振动产生红外光谱，了解分子中官能团的情况。核磁共振谱是由于磁核吸收能量跃迁产生的，从NMR可以了解
2、分子中磁核的环境。分子中各种氢的数目、种类及相互连接的次序等。，主要是HNMR。质谱MS实际上不属于光谱，它是处于气体状态的分子受到高能电子流的轰击，产生各种正离子的碎片按不同的质核比进行分离并记录的。从质谱可以了解分子的质量和分子的部分结构,第一节 紫外吸收光谱（UV）,*n* n* * * n ,电子跃迁所需能量不同，其能量大小顺序为：,共轭体系越长，双键数目越多， *跃迁所需能量 越低，其吸收波段可移至可见光区，显示颜色。判断分 子中是否有共轭体系。,包括紫外吸收光谱和可见吸收光谱,第二节 红外吸收光谱（IR）,三个区域：波长 波数v 近红外：7802500nm 中红外： 2500250
3、000nm 4004000 cm 远红外： 250005*10 nm,不同的基团在不同的波长范围内有特征的吸收峰，同一基 团在不同的化合物中，其吸收峰的位置大致相同，所以通 过红外光谱的测定可以判断一个分子中所含官能团和化学键 的类型。与UV相比具有应用范围广、可靠性高的优点。,红外吸收光谱是分子中成键原子振动能级跃迁而产生的吸收光谱，只有引起分子偶极距变化的振动才能产生红外吸收。,常见基团的吸收频率,40002500 25002000 20001500 1500以下cm氢键区 三键区 双键区 单键区OH、 CC、 C=C、C=O CC、CO CH C=C=C C=N、N=O CN NH CN
4、,按吸收的特征，将IR分为官能团区和指纹区 。,1.官能团区 12503700 cm 高频区,吸收峰比较稀疏，易于辨认。有机物的各种官能团的吸收峰都在次区，它主要为某些官能团的伸缩振动所产生的吸收峰，所以称官能团吸收区。,宽峰 双峰 肩峰 尖峰,2.指纹区：1300650 cm-1,指纹区的峰一般较密集，也较复杂，它包括了整个分子的 转动及振动的能级吸收峰，不能逐个辨认，每一个化合物在此 区的吸收峰的位置、强度和形状各不相同，正如每个人的指纹 都不相同一样，所以叫指纹区。指纹区的精细结构对核实有机 物结构的正确性较高，既便是化学结构十分相似的化合物，指 纹区的吸收峰也不相同。,判断图谱的顺序：
5、先特征，后指纹；先最强，后次强；先 否定，在肯定。,醇、醚,OH伸缩振动：固态、液膜3300-3400cm-1, 宽带。非极性溶剂稀溶液：3600cm-1，有时伴随缔合峰。醚类COC伸缩：1100-1250cm-1, 不易辨识。,胺、铵盐：,胺的NH伸缩振动：3300-3500cm-1，一般呈双峰（as和s），芳胺吸收强度较大。其它振动（C-N伸缩，N-H弯折）不易判别。,第三节 核磁共振谱（NMR）,具有奇数原子序数或奇数原子质量（或两者都有）的元素， 如1H、13C、15N、17P等，在磁场作用下，会发生核磁共振 现象，简称NMR 。应用最广泛是HNMR。,氢核在一定的磁场强度下吸收了频率
6、相当的能量而反转其磁 矩的取向，这种现象叫核磁共振，在仪器中便可记录其吸收 的谱图，叫核磁共振谱。常用的是固定照射频率，改变磁场 强度来测定质子发生共振时的吸收。在图纸上将磁场强度折 合成频率作为横坐标，记录吸收峰相对于频率的位置。,从HNMR可以了解分子中氢的数目、种类、相对位置及相互 连接的次序等。是有机化合物结构分析中最有效的一种手段。,1化学位移,质子由于化学环境不同，引起核磁共振信号位置的变化，称为化学位移。用表示,影响的因素很多，最主要的是核外电子密度，氢核外电子密度大，受到的屏蔽作用强，吸收峰出现在高场，就小，反之受到屏蔽作用弱，吸收峰出现在低场，就大。苯环或双键有去屏蔽作用，吸
7、收峰出现在低场，氢在7左右。,一些与不同基团相连的比较 饱和碳上的氢叔仲伯 芳环上的氢为烯丙形氢饱和碳上的H 与氢相连的碳上，有电负性大的原子或吸电基团，氢受到去屏蔽作用，则该氢的共振吸收移向低场，大，电负性越强值越大，如CHO的氢，在89之间。,2.峰的裂分,相邻近氢核自旋之间的相互干扰叫自旋自旋偶合，简称 自旋偶合。由自旋偶合所引起的峰的分裂（谱线增多）现 象叫自旋裂分。 偶合是裂分的原因，裂分是偶合的结果。,峰的裂分数目与相邻氢有关，相邻碳上有n个氢时，此氢 峰裂分为（n+1）个小峰，若两边都有氢不同，则裂分为 （n+1）（m+1）重峰,通过HNMR图谱，可以判断氢的种类、数目、相互连接 次序、相邻碳上的氢的情况等问题 。,C10H14的核磁共振谱如下，其结构简式应为,第四节 质谱（MS）,质谱MS实际上不属于光谱，它是处于气体状态的分子受到高能电子流的轰击，产生各种正离子的碎片按不同的质核比进行分离并记录的。从质谱可以了解分子的质量和分子的部分结构。 找出分子离子峰，其质量即为分子的相对分子质量,
