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1、第七章光譜法在有機(jī)化學(xué)中的應(yīng)用波譜分析習(xí)題:P.124—1297.147.187.19要求了解紅外光譜中氫鍵、雙鍵、三鍵的位置及特征。核磁共振譜中化學(xué)位移、偶合裂分、積分曲線。能剖析簡單分子的紅外光譜和核磁共振譜圖。波譜分析的主要內(nèi)容:紫外光譜Ultra-VioletAbsorptionSpectroscopy(UV)紅外光譜InfraredSpectroscopy(IR)質(zhì)譜MassSpectrometry(MS)核磁共振NuclearMagneticResonancesSpectroscopy(NMR)第一節(jié)紅外光譜分子中基團(tuán)的振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級躍遷產(chǎn)
2、生:振-轉(zhuǎn)光譜縱坐標(biāo)為吸收強(qiáng)度橫坐標(biāo)為波長λ(μm)和波數(shù)1/λ單位:cm-1應(yīng)用:有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)解析定性:基團(tuán)的特征吸收頻率定量:特征峰的強(qiáng)度關(guān)鍵:識譜小結(jié):例圖見P111-114圖譜分析第三節(jié)核磁共振譜一.核磁共振(1HNMR)基本原理讓處于外磁場(Ho)中的自旋核接受一定頻率的電磁波輻射(?射),當(dāng)輻射的能量恰好等于自旋核兩種不同取向的能量差時(shí),處于低能態(tài)的自旋核吸收電磁輻射能躍遷到高能態(tài),這種現(xiàn)象稱為核磁共振。1H-NMR表示氫的核磁共振,用于指示氫在碳骨架上的位置。13C-NMR表示碳的核磁共振,用于指示碳的骨架是如何組成的。第三節(jié)核磁共振
3、譜重點(diǎn):識譜方式:由粗到細(xì)12位因?qū)舜殴舱褡龀鲐暙I(xiàn)而獲得諾貝爾獎(jiǎng)的科學(xué)家1944年I.Rabi1952年F.Block1952年E.M.Purcell1955年W.E.Lamb1955年P(guān).Kusch1964年C.H.Townes1966年A.Kastler1977年J.H.VanVleck1981年N.Bloembergen1983年H.Taube1989年N.F.Ramsey1991年R.R.ErnstHCHHmm(10-6m)mnm(10-9m)A(10-10m)核磁共振研究的對象是原子核.THNMRYAN二、1HNMR譜圖的組成化學(xué)位移一組
4、組的峰積分曲線(或積分值)偶合常數(shù)例如:乙醇的核磁共振氫譜三、化學(xué)位移在照射頻率確定時(shí),同種核因在分子中的化學(xué)環(huán)境不同而在不同共振磁場強(qiáng)度下顯示吸收峰的現(xiàn)象稱為化學(xué)位移?;瘜W(xué)位移現(xiàn)采用相對數(shù)值。以四甲基硅(TMS)為標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì),規(guī)定:它的化學(xué)位移為零,然后,根據(jù)其它吸收峰與零點(diǎn)的相對距離來確定它們的化學(xué)位移值。零點(diǎn)-1-2-31234566789?TMS低場高場自旋偶合和自旋裂分鄰近的質(zhì)子因相互之間的作用會(huì)影響對方的核磁共振吸收,并引起譜線增多。原子核之間的這種相互作用稱為自旋偶合。因自旋偶合而引起譜線增多的現(xiàn)象稱為自旋裂分。四、偶合常數(shù)偶合裂分的規(guī)律:
5、1自旋裂分的峰數(shù)目符合(n+1)規(guī)律。2自旋裂分的峰高度比與二項(xiàng)展開式的各項(xiàng)系數(shù)比一致。3偶合常數(shù)不隨外磁場強(qiáng)度的改變而改變。例如:CH3-CH2-BrbaHa呈四重峰,峰高度比為1:3:3:1(A+B)3=A3+3A2B+3AB2+B3Hb呈三重峰,峰高度比為1:2:1(A+B)2=A2+2AB+B2五、積分曲線和峰面積在核磁共振譜中,共振峰下面的面積與產(chǎn)生峰的質(zhì)子數(shù)成正比,因此,峰面積比即為不同類型質(zhì)子數(shù)目的相對比值。(機(jī)算機(jī)會(huì)自動(dòng)完成此項(xiàng)工作,將各組峰的質(zhì)子數(shù)目直接顯示在圖譜中)某組環(huán)境相同的氫核,分別與n個(gè)和m個(gè)環(huán)境不同的氫核(或I=1/2的核
6、)偶合,則被裂分為(n+1)(m+1)條峰(實(shí)際譜圖可能出現(xiàn)譜峰部分重疊,小于計(jì)算值)。某組環(huán)境相同的氫核,分別與n個(gè)和m個(gè)環(huán)境不同的氫核(或I=1/2的核)偶合,則被裂分為(n+1)(m+1)條峰(實(shí)際譜圖可能出現(xiàn)譜峰部分重疊,小于計(jì)算值)。裂分峰的相對強(qiáng)度比近似為(a+b)n展開式的系數(shù)比J=(4.539-4.518)*500=10.5某組環(huán)境相同的氫核,分別與n個(gè)和m個(gè)環(huán)境不同的氫核(或I=1/2的核)偶合,則被裂分為(n+1)(m+1)條峰(實(shí)際譜圖可能出現(xiàn)譜峰部分重疊,小于計(jì)算值)。