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1、第一节第一节 波谱学概述波谱学概述本节要点：本节要点：第1页/共41页一、常用结构分析方法一、常用结构分析方法（一）化学实验法主要缺点：T 实验操作烦琐实验操作烦琐T 实验周期长实验周期长T 需要的样品量大需要的样品量大T 无法测定某些化合物的精细结构无法测定某些化合物的精细结构第2页/共41页化学实验法结构分析的基本步骤化学实验法结构分析的基本步骤纯化分析对象分析其元素组成，测定其基本理化常数 C;C;元素分析C68.84%;H4.95%;O26.20%;C68.84%;H4.95%;O26.20%;可能的分子式为(C(C7 7H H6 6O O2 2)n n进行官能团分析酸性，提示可能含有
2、羧基(CO(CO2 2H),H),分子式C C7 7H H6 6O O2 2-CO-CO2 2H=CH=C6 6H H5 5基推测可能的结构为C C6 6H H5 5COOHCOOH通过化学关联法验证已知的结构 酸性条件下用高锰酸钾氧化甲苯得到相同化合物,该证实化合物为苯甲酸。第3页/共41页（二）物理实验法第4页/共41页二.吸收波谱的工作频率 l nl n=c=cc3 1010cms-1 l l:波长，单位可用cm cm n n:频率，单位:s:s-1-1或HzHz E E hn n=hchc/l l E:E:光子的能量（单位:J/mol）h:h:普朗克常数，6.62 6.62 10 10
3、3434第5页/共41页不同波谱法的工作频率不同波谱法的工作频率第6页/共41页三三.质谱的工作原理质谱的工作原理第7页/共41页 年年诺贝尔化学化学奖授予美国科学家授予美国科学家约翰翰芬恩、日本科学家田中耕一和瑞士科学家芬恩、日本科学家田中耕一和瑞士科学家库尔特特维特里希，以表彰他特里希，以表彰他们发明了明了对生物大分子生物大分子进行行识别和和结构分析的方法。构分析的方法。芬恩和田中的芬恩和田中的贡献在于开献在于开发出了出了对生物大分子生物大分子进行行质谱分析的分析的“软解吸附作用解吸附作用电离法离法”，维特里特里希的希的贡献是开献是开发出了用来确定溶液中生物大分子三出了用来确定溶液中生物大
4、分子三维结构的核磁共振技构的核磁共振技术。他。他们三人的三人的这些研些研究成果究成果对于研究包括蛋白于研究包括蛋白质在内的大分子具有在内的大分子具有“革命性的革命性的”意意义。第8页/共41页第二节第二节 紫外光谱紫外光谱第9页/共41页一、紫外光谱图的表示方法第10页/共41页第11页/共41页吸光度A=lg(IA=lg(IO OI)I)朗伯一比耳定律（LambertLambertBeer lawBeer law）A=A=e e c l c le 摩尔吸光系数 c:溶液浓度（-1）l:吸收池厚度（cm）第12页/共41页思考题：思考题：一一种种有有机机化化合合物物对对不不同同波波长长的的紫紫
5、外外光光吸收是否相同？吸收是否相同？不不同同的的有有机机化化合合物物吸吸收收紫紫外外光光的的最最大大吸收波长是否相同？吸收波长是否相同？有有机机化化合合物物对对紫紫外外光光吸吸收收的的差差别别在在有有机结构分析上有什么意义？机结构分析上有什么意义？第13页/共41页二、紫外光谱的原理二、紫外光谱的原理当一定波长的可见光或紫外光照射有机化合物后，有机分子将吸收等于两个能级之间能量差(h hn n=D DE E)的光能，使其外层电子由低能级跃迁到较高能级,这是产生紫外吸收的基本原理。第14页/共41页（一）电子跃迁第15页/共41页s s,p p和n n电子可能发生的重要类型的电子跃迁第16页/共
6、41页跃迁的分类s-s*跃迁 p-p*跃迁 n-p*跃迁n-s*跃迁第17页/共41页s s-s s*跃迁烷烃分子中的s电子吸收足够光能后可以发生s-s*跃迁,此跃迁所需能量很大，吸收波长一般在远紫外区。甲烷 lmax125nm第18页/共41页p p-p p*跃迁烯烃、炔烃、芳香烃等不饱和化合物吸收能量后可发生p-p*跃迁乙烯 p-p*lmax165nm e=10 000(蒸气）第19页/共41页第20页/共41页n-n-p p*跃迁第21页/共41页n-n-s s*跃迁lmax/nmemaxCH3OH 183150CH3NH2 215600s s-s s*n-n-s s*p p -p p*
7、n n -p p*第22页/共41页丙酮的UV谱图中有两个吸收峰l lmax=280nm(e emax=15)；l lmax=190nm(e emax=100)问：b确定每个吸收峰的电子跃迁类型；a)哪个吸收峰更强？第23页/共41页（二）生色团、助色团和吸收带生色团 能吸收紫外光或可见光的有机结构基团（CC、CC、CO、CN、NO等）助色团 带有杂原子的饱和基团(-NH2、-OH、-OR、-SH和-Cl等)。它们本身不吸收紫外-可见光，与生色团相连可使生色团的吸收峰红移和吸收强度增加。第24页/共41页吸收带:跃迁类型相同的吸收峰所处的波段第25页/共41页（三）溶剂效应1 1溶剂极性对谱带
8、的影响 极性溶剂使K带发生红移，使R带发生蓝移 CH3COCH=C(CH3)2第26页/共41页2 2溶剂pHpH值对紫外光谱的影响第27页/共41页三、紫外光谱的应用（一）确定共轭体系（二）判断构型（三）跟踪反应（四）定量反应第28页/共41页确定共轭体系分子中含有相同共轭结构的化合物，其紫外光谱图基本相似分子中含有相同共轭结构的化合物，其紫外光谱图基本相似。紫外光谱主要用来研究化合物的共轭体系，而很难用于独立地确定化合物的精细结紫外光谱主要用来研究化合物的共轭体系，而很难用于独立地确定化合物的精细结构。构。第29页/共41页三个化合物的l lmaxmax分别为：A 275nmA 275nm
9、；B 304nmB 304nm；C 365nmC 365nm；这三个化合物应如何对应则下列3 3个结构？第30页/共41页（二）判断构型第31页/共41页反式二苯乙反式二苯乙烯第32页/共41页顺式二苯乙式二苯乙烯第33页/共41页（三）跟踪反应第34页/共41页第35页/共41页（四）定量分析利用紫外光谱法可定量测定有化合物的浓度W紫外光谱有较高的灵敏度(达1010-7-7gmLgmL-1-1)；W紫外吸收与化合物浓度符合LambertLambertBeerBeer定律第36页/共41页 习题：315页 2，3，4，5，6第37页/共41页如果只考虑p p-p p*跃迁，下列各组化合物中，哪一个在紫外谱中的l lmax较大？第38页/共41页已知苯乙酮UV的l lmax/nm(e e)为319(50)、240(13000)、278(1100)，试说明各值属于哪一种吸收带？由哪类跃迁引起？指出与分子哪部分结构有关？第39页/共41页CH3CH=CHCH2CH(OH)C2H5脱水产生两种不同产物CH3CH=CHCH=CHC2H5(a)和CH3CH=CHCH2CH=CHCH3(b)。如何用UV谱区别？并解释其原因。第40页/共41页感谢您的观看！第41页/共41页