1、第七章 有机化合物的波谱分析【 本章重点 】 红外光谱、核磁共振谱 。 【 必须掌握的内容 】1. 红外光谱、核磁共振谱的基本原理。2. 红外光谱、核磁共振谱谱图的解析方法。 前 言: 有机化合物的 结构表征 (即测定) 从分子水平认识物质的基本手段,是有机化学的重要组成部分。过去,主要依靠 化学方法 进行有机化合物的结构测定,其缺点 是:费时、费力、费钱,试剂的消耗量大。例如:鸦片中 吗啡碱结构的测定 ,从 1805年开始研究,直至 1952年才完全阐明, 历时 147年 。 结构表征 (测定 )方法物理常数测定法化学方法现代物理方法现代物理方法 是应用现代物理实验技术建立的一系列 现代仪器
2、分析法 ,其 优点 是: 省时、省力、省钱、快速、准确,试剂耗量是微克级的,甚至更少。它不仅可以研究分子的结构,而且还能探索到分子间各种集聚态的结构 构型 和 构象 的状况,对人类所面临的生命科学、材料科学的发展,是极其重要的。 结构表征 (测定 )方法物理常数测定法化学方法现代物理方法对有机化合物的研究,应用最为广泛的是:紫外光谱 ( ultravioler spectroscopy 缩写为 UV)红外光谱 ( infrared spectroscopy 缩写为 IR)核磁共振谱 ( nuclear magnetic resonance 缩写为 NMR)质谱 ( mass spectrosc
3、opy 缩写为 MS) .质谱是化合物分子经高能粒子轰击形成正电荷离子 ,在电场和磁场的作用下按质荷比大小排列而成的图谱 ,不是吸收光谱 .前三者为吸收光谱按量子力学,其关系为:cm,单位为 cm-17.1 分子吸收光谱和分子结构光是一种电磁波,具有 波粒 二相性。 波动性: 可用波长 ()、 频率( ) 和波数( ) 来描述。 粒子性: 可用光量子的能量来描述: 由此可见, 与 E、 成 反比 ,即 , ( 每秒的振动次数 ), E 。 分子吸收电磁波,从 低能级 跃迁到 高能级 ,吸收能量后,以光谱的形式释放能量,从而产生吸收光谱。分子的结构不同 ,由低能级跃迁到高能级所吸收的能量不同 ,
4、因而可形成各自的特征吸收光谱 ,并以此来 鉴别已知 化合物或 测定未知 化合物的结构 .在分子光谱中,根据电磁波的波长 ( ) 划分为几个不同的区域,如下图所示: 表 7.1 测定有机化合物结构的主要波谱方法 波谱方法 代号 提供的信息核磁共振波谱(nuclear magnetic resonance spectroscopy)NMR 1.碳骨架2. 与碳原子相连的氢原子的化学环境红外光谱 IR 主要的官能团(infraredspectroscopy)紫外可见光谱(ultraviolet-visible spectroscopy)UV 分子中 电子体系质谱(mass spectrometry)MS 1.相对分子质量2. 分子式3. 分子中结构单元吸收光谱