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1、光谱法在有机化学中的应用第一页，讲稿共三十八页哦习题习题：P.124129 7.14 7.18 7.19第二页，讲稿共三十八页哦要求要求u了解红外光谱中氢键、双键、三键的位置及特征。了解红外光谱中氢键、双键、三键的位置及特征。u核磁共振谱中化学位移、偶合裂分、积分曲线。核磁共振谱中化学位移、偶合裂分、积分曲线。u能剖析简单分子的红外光谱和核磁共振谱图。能剖析简单分子的红外光谱和核磁共振谱图。第三页，讲稿共三十八页哦波谱分析的主要内容:紫外光谱 Ultra-Violet Absorption Spectroscopy (UV)红外光谱 Infrared Spectroscopy (IR)质质 谱
2、谱 Mass Spectrometry (MS)核磁共振核磁共振 Nuclear Magnetic Resonances Spectroscopy (NMR)第四页，讲稿共三十八页哦第一节 红外光谱分子中基团的振动和转动能级跃迁产生：振分子中基团的振动和转动能级跃迁产生：振-转光谱转光谱纵坐标为吸收强度纵坐标为吸收强度 横坐标为波长横坐标为波长（m）和波数和波数1/单位：单位：cm-1第五页，讲稿共三十八页哦应用：有机化合物的结构解析应用：有机化合物的结构解析定性：基团的特征吸收频率定性：基团的特征吸收频率定量：特征峰的强度定量：特征峰的强度关键：识谱关键：识谱第六页，讲稿共三十八页哦小结小结
3、:例图见例图见 P111-114第七页，讲稿共三十八页哦图谱分析图谱分析第八页，讲稿共三十八页哦第九页，讲稿共三十八页哦第十页，讲稿共三十八页哦第十一页，讲稿共三十八页哦第十二页，讲稿共三十八页哦第十三页，讲稿共三十八页哦第三节 核磁共振谱 一一.核磁共振核磁共振(1HNMR)(1HNMR)基本原理基本原理 让处于外磁场（让处于外磁场（H Ho o）中的自旋核接受一定频率的电磁）中的自旋核接受一定频率的电磁波辐射（波辐射（射射），当辐射的能量恰好等于自旋核两种不同取），当辐射的能量恰好等于自旋核两种不同取向的能量差时，处于低能态的自旋核吸收电磁辐射能跃迁到向的能量差时，处于低能态的自旋核吸收电
4、磁辐射能跃迁到高能态，高能态，这种现象称为核磁共振。这种现象称为核磁共振。1H-NMR表示氢的核磁共振，用于指示氢在碳骨架表示氢的核磁共振，用于指示氢在碳骨架上的位置。上的位置。13C-NMR表示碳的核磁共振，用于指示碳的骨架表示碳的核磁共振，用于指示碳的骨架是如何组成的。是如何组成的。第十四页，讲稿共三十八页哦第三节 核磁共振谱 重点重点:识谱识谱方式方式:由粗到细由粗到细 第十五页，讲稿共三十八页哦12位因对核磁共振做出贡献而获得诺贝尔奖的科学家 1944年年 I.Rabi 1952年年 F.Block 1952年年 E.M.Purcell 1955年年 W.E.Lamb 1955年年 P
5、.Kusch 1964年年 C.H.Townes 1966年年 A.Kastler 1977年年 J.H.Van Vleck 1981年年 N.Bloembergen 1983年年 H.Taube 1989年年 N.F.Ramsey 1991年年 R.R.Ernst第十六页，讲稿共三十八页哦HCHHmm(10-6m)mnm(10-9m)A(10-10m)核磁共振研究的对象是核磁共振研究的对象是原子核原子核.第十七页，讲稿共三十八页哦THNMRYAN第十八页，讲稿共三十八页哦二、1HNMR谱图的组成化学位移化学位移 一组组的峰一组组的峰 积分曲线（或积分值）积分曲线（或积分值）偶合常数偶合常数第
6、十九页，讲稿共三十八页哦第二十页，讲稿共三十八页哦第二十一页，讲稿共三十八页哦例如：乙醇的核磁共振氢谱例如：乙醇的核磁共振氢谱第二十二页，讲稿共三十八页哦三、化学位移 在照射频率确定时，同种核因在分子中的化学环境不同而在照射频率确定时，同种核因在分子中的化学环境不同而在不同共振磁场强度下显示吸收峰的现象称为在不同共振磁场强度下显示吸收峰的现象称为化学位移。化学位移。化学位移现采用相对数值。以四甲基硅（化学位移现采用相对数值。以四甲基硅（TMSTMS）为标准物质，）为标准物质，规定：它的化学位移为零，然后，根据其它吸收峰与零点的相规定：它的化学位移为零，然后，根据其它吸收峰与零点的相对距离来确定
7、它们的化学位移值。对距离来确定它们的化学位移值。零零点点-1-2-31234566789 TMS低场低场高场高场第二十三页，讲稿共三十八页哦自旋偶合和自旋裂分自旋偶合和自旋裂分邻近的质子因相互之间的作用会影响对方的核磁共邻近的质子因相互之间的作用会影响对方的核磁共振吸收，并引起谱线增多。振吸收，并引起谱线增多。原子核之间的这种相互作用称为自旋偶合。因自旋偶原子核之间的这种相互作用称为自旋偶合。因自旋偶合而引起谱线增多的现象称为自旋裂分。合而引起谱线增多的现象称为自旋裂分。四、偶合常数第二十四页，讲稿共三十八页哦偶合裂分偶合裂分的规律：的规律：1 1 自旋裂分的峰数目符合自旋裂分的峰数目符合(n
8、+1)(n+1)规律。规律。2 2 自旋裂分的峰高度比与二项展开式的各项系数比一致。自旋裂分的峰高度比与二项展开式的各项系数比一致。3 3 偶合常数不随外磁场强度的改变而改变。偶合常数不随外磁场强度的改变而改变。例如：例如：CH3-CH2-BrbaHa 呈四重峰，峰高度比为呈四重峰，峰高度比为1:3:3:1(A+B)3=A3+3A2B+3AB2+B3H b 呈三重峰，峰高度比为呈三重峰，峰高度比为1:2:1(A+B)2=A2+2AB+B2 第二十五页，讲稿共三十八页哦五、积分曲线和峰面积 在核磁共振谱中，共振峰下在核磁共振谱中，共振峰下面的面积与产生峰的质子数成面的面积与产生峰的质子数成正比，
9、因此，峰面积比即为不正比，因此，峰面积比即为不同类型质子数目的相对比值。同类型质子数目的相对比值。（机算机会自动完成此项工作，（机算机会自动完成此项工作，将各组峰的质子数目直接显示将各组峰的质子数目直接显示在图谱中）在图谱中）第二十六页，讲稿共三十八页哦某某组组环环境境相相同同的的氢氢核核，分分别别与与n n个个和和m m个个环环境境不不同同的的氢氢核核（或或I=1/2I=1/2的的核核）偶偶合合,则则被被裂裂分分为为(n+1)(m+1)(n+1)(m+1)条条峰峰（实实际际谱谱图图可可能能出出现现谱谱峰峰部部分分重叠，小于计算值）。重叠，小于计算值）。第二十七页，讲稿共三十八页哦某某组组环环
10、境境相相同同的的氢氢核核，分分别别与与n n个个和和m m个个环环境境不不同同的的氢氢核核（或或I=1/2I=1/2的的核核）偶偶合合,则则被被裂裂分分为为(n+1)(m+1)(n+1)(m+1)条条峰峰（实实际际谱谱图图可可能能出出现现谱谱峰峰部分重叠，小于计算值）。部分重叠，小于计算值）。第二十八页，讲稿共三十八页哦裂 分 峰 的 相 对 强 度 比 近 似 为 （a+b）n展开式的系数比第二十九页，讲稿共三十八页哦第三十页，讲稿共三十八页哦J=(4.539-4.518)*500=10.5第三十一页，讲稿共三十八页哦第三十二页，讲稿共三十八页哦第三十三页，讲稿共三十八页哦第三十四页，讲稿共三十八页哦第三十五页，讲稿共三十八页哦 某某组组环环境境相相同同的的氢氢核核，分分别别与与n n个个和和m m个个环环境境不不同同的的氢氢核核（或或I=1/2I=1/2的的核核）偶偶合合,则则被被裂裂分分为为(n+1)(m+1)(n+1)(m+1)条条峰峰（实实际际谱谱图图可可能能出出现现谱谱峰峰部部分分重重叠叠，小于计算值）。小于计算值）。第三十六页，讲稿共三十八页哦第三十七页，讲稿共三十八页哦第三十八页，讲稿共三十八页哦