文档详情

有机化学:第六章 红外光谱法(IR)

努力****83
实名认证
店铺
PPT
7.40MB
约61页
文档ID:169874478
有机化学:第六章 红外光谱法(IR)_第1页
1/61

一个官能团由于有多种振动方式一个官能团由于有多种振动方式,在红外光谱中,在红外光谱中将有将有一组一组相应的吸收峰相应的吸收峰l 横坐标横坐标-波数(波数(cm-1,下方)下方)l 纵坐标纵坐标-吸光强度(吸光强度(A)或透过率()或透过率(T,%)l 谱区谱区-4000 600 cm-1l 分两个区分两个区 -官能团区官能团区(4000 1400 cm-1)-伸缩振动伸缩振动 -指纹区指纹区(1400 600 cm-1)-弯曲振动弯曲振动 极性键出峰较强 CO,OH,CH 等峰较强 CC,CC,CC 等峰较弱 极性变化大的振动方式,出峰较强 伸缩振动峰较强,弯曲振动峰较弱 峰强的表示方法 vs-很强 s-强 m-中 w-弱 v-可变 简简 谐谐 振振 动动+x-xHooke 定律定律(只适用于伸缩振动只适用于伸缩振动)1212m mmm振动频率约合质量波数,单位:cm-112mk /cK值越大,或值越小,值越大 1)振动频率与成键原子约合质)振动频率与成键原子约合质量倒数的平方根成正比,即原子量倒数的平方根成正比,即原子质量愈轻,振动频率愈高;质量愈轻,振动频率愈高;2)振动频率与键的力常数)振动频率与键的力常数(k)的的平方根成正比,即键能愈大,键平方根成正比,即键能愈大,键长愈短,键的力常数愈大,振动长愈短,键的力常数愈大,振动频率愈高。

频率愈高与与H结合的官能团结合的官能团伸缩振动:伸缩振动:O-H,N-H,C-H,S-H力常数大的键的伸缩振动:力常数大的键的伸缩振动:-C C-,-C N,-C=C=C-,-C=C=O,-N=C=O力常数较大的键:力常数较大的键:C=C,C=O,C=N,N=O1350常见基团的红外吸收带常见基团的红外吸收带3500300025002000150015001000500C-H,N-H,O-HC=NCNC-XC-FN-NN-OC-C,C-N,C-XN-HS-HP-HO-H 氢键氢键O-H=C-HC-HC=OCCC=C特征区特征区指纹区指纹区 CC CC CC 2260-2100 1680-1600 于指纹区 CspH Csp2H Csp3H 3320-3310 3090-3010 3000-2800 R-COCl C=O 1800cm-1 R-COF C=O 1920cm-1ORXORX+-ORNHRORNHR+-O1715 cm-1OOO1685 cm-11685 cm-11660 cm-1分子间氢键对分子间氢键对OH伸缩吸收伸缩吸收峰影响:峰影响:游离伯醇:游离伯醇:3640 cm-1 双分子缔合:双分子缔合:3550-3450 cm-1 多分子缔合:多分子缔合:3400-3200 cm-1实例实例1:实例实例2:实例实例3:实例实例4:实例实例5:实例实例6:实例实例7:实例实例8实例实例9:实例实例10:练习练习1:下列:下列IR图代表哪个化合物?图代表哪个化合物?A.C6H5COCH3 B.C6H5COOH C.C6H5CH2OHC练习练习2:下列下列IR图代表哪个化合物?图代表哪个化合物?A.CH3(CH2)4COOH B.CH3(CH2)5CHO C.CH3(CH2)8CH2OHC练习练习3:下列下列IR图代表哪个化合物?图代表哪个化合物?A.CH3(CH2)4COOH B.CH3(CH2)5CHO C.CH3(CH2)8CH2OHB练习练习4:下列下列IR图代表哪个化合物?图代表哪个化合物?A.CH3(CH2)4COOH B.CH3(CH2)5CHO C.CH3(CH2)8CH2OH AC9H10OH2CCH3O综合分析综合分析 C=O-CH2-C(O)CH3CHCH2CH3OH实实例例分分析析 OHOHC9H12O 与浓度成正比,可用于影响摩尔吸光系数影响摩尔吸光系数 e e 的因素:的因素:跃迁类型跃迁类型 由于由于 n 轨道的电子与轨道的电子与 电子集中在不同的空间区域,电子集中在不同的空间区域,因此尽管因此尽管 n *的跃迁需要的能量较低,其的跃迁需要的能量较低,其跃迁的跃迁的几率几率是比较小的。

表现在摩尔吸光系数是比较小的表现在摩尔吸光系数值较小值较小 I带:max=184 nm (e=47000)很强,真空紫外II带:max=204 nm (e=6900)强,近紫外III带:max=255 nm (e=230)中强,近紫外非键轨道1.6180.6181.0000.4451.2471.8021,3,5-己三烯乙烯1,3-丁二烯210-1-2反键轨道成键轨道p 轨道HOMOLUMO 共轭多烯分子随着共轭链的增大,其共轭多烯分子随着共轭链的增大,其HOMO的势能越来越高,的势能越来越高,LUMO的的势能越来越低,因此,势能越来越低,因此,HOMO与与LUMO之间的能级差越来越小之间的能级差越来越小影响因素:影响因素:1.共轭结构共轭结构 max(nm)e e16515000217210002562903343641380001250008500050000A chromophore(生色团生色团)is that part of a molecule that is responsible for a UV or visible absorption spectrum.An auxochrome(助色团助色团)is a substituent that,when attached to a chromophore,alters the max and the intensity of the absorption,usually increasing both of them.OH and NH2 are auxochromes.2.生色团与助色团生色团与助色团红移红移 red shift:吸收峰向长波方向的移动:吸收峰向长波方向的移动蓝移蓝移 blue shift:吸收峰向短波方向的移动:吸收峰向短波方向的移动 1.pH=7时,以下两个化合物哪一个是紫色,哪一时,以下两个化合物哪一个是紫色,哪一个是蓝色个是蓝色?2.pH=3 时两者的颜色又有什么差异呢?时两者的颜色又有什么差异呢?C+N(CH3)2(H3C)2NC+N(CH3)2(H3C)2NN(CH3)2purpleblueAnswer:1.两个化合物都有共同的共轭体系,只是共轭体系连接的助两个化合物都有共同的共轭体系,只是共轭体系连接的助色团数目不同,左边的化合物少连接了一个助色团,吸收光波色团数目不同,左边的化合物少连接了一个助色团,吸收光波长移向短波方向,因此是紫色,而右边的化合物呈蓝色。

长移向短波方向,因此是紫色,而右边的化合物呈蓝色C+N(CH3)2N(CH3)2C+N(CH3)2N(CH3)2N(CH3)2C+N(CH3)2HN(CH3)2C+N(CH3)2HN(CH3)2HN(CH3)2Answer:2.pH=3 时,氨基会质子化,从而不可能与时,氨基会质子化,从而不可能与-体系共轭,即质子体系共轭,即质子化无法作为助色团,此时,两个化合物都只体现出发色团共轭化无法作为助色团,此时,两个化合物都只体现出发色团共轭-体系的紫外吸收,即紫外吸收波长都移向长波方向,且相同故体系的紫外吸收,即紫外吸收波长都移向长波方向,且相同故两者的颜色相同两者的颜色相同3.立体结构立体结构-RHCH3C2H5 max249 nm237 nm233 nme e1450010500900R参与共轭的各原子处在一个平面时,共轭效应最强,波长最长参与共轭的各原子处在一个平面时,共轭效应最强,波长最长HHH顺二苯乙烯反二苯乙烯max278 nm295 nme1350027000HHH顺反异构体的吸收谱带特征常有明显的区别顺反异构体的吸收谱带特征常有明显的区别 化合物含量的定量分析化合物含量的定量分析 反应动力学研究,测定反应速率反应动力学研究,测定反应速率 如测定酶反应活力如测定酶反应活力 测定测定pKa值值 超分子研究中测定结合常数超分子研究中测定结合常数 测定测定DNA熔点(熔点(Tm)值)值应用:应用:色谱技术简介色谱技术简介色谱:是利用不同化合物性质的不同(如溶解能色谱:是利用不同化合物性质的不同(如溶解能力、吸附能力、亲和能力等),从而在固定相与力、吸附能力、亲和能力等),从而在固定相与流动相之间的分配不同的原理进行分离、分析的流动相之间的分配不同的原理进行分离、分析的方法。

方法根据流动相的物理状态分根据流动相的物理状态分 液相色谱液相色谱(LC)气相色谱气相色谱(GC)根据物理化学作用分为根据物理化学作用分为 吸附色谱吸附色谱分配色谱分配色谱离子交换色谱离子交换色谱凝胶渗透色谱凝胶渗透色谱亲和色谱亲和色谱柱色谱柱色谱纸色谱纸色谱薄层色谱薄层色谱w 根据实验操作形式分为根据实验操作形式分为w 根据固定相与流动根据固定相与流动 相的极性分为相的极性分为正相色谱:极性正相色谱:极性固固极性极性流流反相色谱:极性反相色谱:极性流流极性极性固固薄层色谱薄层色谱Thin-layer chromatography,TLC-硅胶板硅胶板-展开剂展开剂-显色剂(或显色剂(或UV灯)灯)-Rf=f2/f1原点展开剂前沿+f2f1样品点吸附柱色谱吸附柱色谱Adsorption Column Chromatography-also called as Rapid Column ChromatographyRef:J.Org.Chem.1978,43,2923快速柱层析快速柱层析Flash Column Chromatography本章课后作业本章课后作业习题习题 6-5(2,3),6-7(1,2,3),6-11,6-12,6-13,6-14(6不做不做),6-16,6-19(1,2,3),6-21,6-33,6-35,6-36,第六章重点讲授内容第六章重点讲授内容6.1 有机化合物的纯化和结构研究方法概述有机化合物的纯化和结构研究方法概述6.2 色谱技术简介色谱技术简介6.3 波谱技术(波谱技术(重点重点)-紫外光谱(紫外光谱(UV)-红外光谱(红外光谱(IR)-核磁共振波谱(核磁共振波谱(NMR)碳谱部分留待后续课程学习)碳谱部分留待后续课程学习)-质谱(质谱(MS)(留待后续课程学习)(留待后续课程学习)l有机化合物的结构(正确的书写方式)有机化合物的结构(正确的书写方式)l有机化合物的命名(特别是有机化合物的命名(特别是IUPAC命名法)命名法)l有机化合物的物理性质(结合结构能分析)有机化合物的物理性质(结合结构能分析)l重要的概念重要的概念l电子效应总结及在分析有机化合物性质中的应用电子效应总结及在分析有机化合物性质中的应用l立体化学立体化学 各种同分异构现象及各种立体化学概念各种同分异构现象及各种立体化学概念 手性分子判别、命名、书写、性质等手性分子判别、命名、书写、性质等l波谱分析波谱分析 各种波谱法的作用,能综合解析有机化合物的结构各种波谱法的作用,能综合解析有机化合物的结构第一部分:有机化合物的结构和性质。

下载提示
相关文档
正为您匹配相似的精品文档