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1、紫外吸收光谱的应用紫外吸收光谱的应用2023/4/14第1页，共19页，编辑于2022年，星期一2.4.1 2.4.1 定性、定量分析定性、定量分析1.1.定性分析定性分析 max：化合物特性参数，可作为定性依据；化合物特性参数，可作为定性依据；有机化合物紫外吸收光谱：有机化合物紫外吸收光谱：反映结构中生色团和助色团的特性，不完全反映结构中生色团和助色团的特性，不完全反映分子特性；反映分子特性；计算吸收峰波长，确定共扼体系等计算吸收峰波长，确定共扼体系等甲苯与乙苯：谱图基本相同；甲苯与乙苯：谱图基本相同；结构确定的辅助工具；结构确定的辅助工具；max，max都相同，可能是一个化合物；都相同，可
2、能是一个化合物；标准谱图库：标准谱图库：46000种化合物紫外光谱的标准谱图种化合物紫外光谱的标准谱图Thesadtlerstandardspectra,Ultraviolet 2023/4/14第2页，共19页，编辑于2022年，星期一2.定量分析依据：朗伯依据：朗伯-比耳定律比耳定律吸光度：吸光度：A=b c透光度：透光度：-lgT=b c灵敏度高：灵敏度高：max：104105Lmol-1cm-1；（；（比红外大）比红外大）测量误差与吸光度读数有关：测量误差与吸光度读数有关：A=0.434，读数相对误差最小；读数相对误差最小；2023/4/14第3页，共19页，编辑于2022年，星期一2
3、.4.2 2.4.2 有机化合物结构辅助解析有机化合物结构辅助解析1.1.可获得的结构信息可获得的结构信息（1）200-400nm无无吸吸收收峰峰。脂脂脂脂肪肪肪肪烃烃烃烃、脂脂脂脂环环环环烃烃烃烃或或或或它它它它们们们们的的的的简简简简单单单单衍衍衍衍生生生生物物物物（氯化物、醇、醚、羧酸等），（氯化物、醇、醚、羧酸等），（氯化物、醇、醚、羧酸等），（氯化物、醇、醚、羧酸等），单烯。单烯。（2）250-350nm内内内内显显显显示示示示中中中中、低低低低（=10-100）强强强强度度度度的的的的吸吸吸吸收收收收，醛醛、酮酮n*跃迁产生的跃迁产生的R带带，说明羰基或共轭羰基的存在。说明羰基或共
4、轭羰基的存在。说明羰基或共轭羰基的存在。说明羰基或共轭羰基的存在。（3）250-300nm有有中中等等强强度度的的吸吸收收峰峰（=200-2000），且且且且常常常常显显显显示示示示不同程度的精细结构（不同程度的精细结构（不同程度的精细结构（不同程度的精细结构（B带带），说明苯环或某些杂芳环的存在。），说明苯环或某些杂芳环的存在。），说明苯环或某些杂芳环的存在。），说明苯环或某些杂芳环的存在。2023/4/14第4页，共19页，编辑于2022年，星期一（4 4）200-250 200-250 nmnm有有强强吸吸收收峰峰（10104 4），这这表表明明K K带带的的存存在在，即即存在共轭的两个
5、不饱和键（共轭二烯或存在共轭的两个不饱和键（共轭二烯或、不饱和醛、酮）。不饱和醛、酮）。共轭二烯：共轭二烯：K K带带 230 230 nmnm ；不饱和醛酮：不饱和醛酮：K K带带 230 230 nm nm，R R带带 310-330 310-330 nmnm 260nm 260nm，300 nm300 nm，330 nm330 nm有强吸收峰，有强吸收峰，3,4,53,4,5个双键的共轭体系。个双键的共轭体系。2023/4/14第5页，共19页，编辑于2022年，星期一2.分子不饱和度的计算定义：定义：不饱和度是指分子结构中达到饱和所缺一价元素的不饱和度是指分子结构中达到饱和所缺一价元素
6、的“对对”数。数。如：乙烯变成饱和烷烃需要两个氢原子，不饱和度为如：乙烯变成饱和烷烃需要两个氢原子，不饱和度为1。计算：计算：若分子中仅含一，二，三，四价元素若分子中仅含一，二，三，四价元素(H，O，N，C)，则可按下式进行不饱和度的计算：则可按下式进行不饱和度的计算：=（2+2n4+n3n1）/2n4，n3，n1分别为分子中四价，三价，一价元素数目。分别为分子中四价，三价，一价元素数目。2023/4/14第6页，共19页，编辑于2022年，星期一作用：作用：由分子的不饱和度可以推断分子中含有双由分子的不饱和度可以推断分子中含有双键，三键，环，芳环的数目，验证谱图解析的正键，三键，环，芳环的数
7、目，验证谱图解析的正确性。确性。例：C9H8O2 =（2+29 8）/2=62023/4/14第7页，共19页，编辑于2022年，星期一3.解析示例 有一化合物有一化合物C10H16由红外光谱证明有双键和异丙基存由红外光谱证明有双键和异丙基存在，其紫外光谱在，其紫外光谱 max=231 nm（9000），此化合物加氢只此化合物加氢只能吸收能吸收2克分子克分子H2，确定其结构。，确定其结构。解：解：计算不饱和度计算不饱和度=3；两个双键；共轭？加一分子氢两个双键；共轭？加一分子氢 max=231nm，可能的结构可能的结构 2023/4/14第8页，共19页，编辑于2022年，星期一计算计算 ma
8、x max：232273268268 max=非稠环二烯（非稠环二烯（a,b）+2烷基取代烷基取代+环外双键环外双键=217+25+5=232（231）2023/4/14第9页，共19页，编辑于2022年，星期一吸收波长计算（根据伍氏吸收波长计算（根据伍氏规则）规则）无环、非稠环二烯（母体）：无环、非稠环二烯（母体）：max=217nm 异环（稠环）二烯（母体）异环（稠环）二烯（母体）：max=214nm同环（非稠环或稠环）二烯（母体）同环（非稠环或稠环）二烯（母体）：max=253nm2023/4/14第10页，共19页，编辑于2022年，星期一2023/4/14第11页，共19页，编辑于2
9、022年，星期一2023/4/14第12页，共19页，编辑于2022年，星期一立体结构和互变结构的确定立体结构和互变结构的确定顺式：顺式：max=280nm；max=10500反式：反式：max=295.5nm；max=29000共平面产生最大共轭效应，共平面产生最大共轭效应，max大大互变异构：互变异构：酮式：酮式：max=204nm；无共轭无共轭烯醇式：烯醇式：max=243nm2023/4/14第13页，共19页，编辑于2022年，星期一取代苯吸收取代苯吸收波长计算波长计算2023/4/14第14页，共19页，编辑于2022年，星期一2.4.3应用应用1.推断官能团推断官能团如果一个化合
10、物在紫外区有强的吸收，表明它可能存在共轭体系，如果一个化合物在紫外区有强的吸收，表明它可能存在共轭体系，吸收波长越长，共轭体系越大。吸收波长越长，共轭体系越大。2.判断异构体判断异构体不同的异构体可能具有不同的紫外光谱，以此来判断属哪个异构体。不同的异构体可能具有不同的紫外光谱，以此来判断属哪个异构体。3.推断分子结构推断分子结构(可结合可结合Woodward规则的计算结果规则的计算结果)2023/4/14第15页，共19页，编辑于2022年，星期一紫外光谱解析实例紫外光谱解析实例2023/4/14第16页，共19页，编辑于2022年，星期一2023/4/14第17页，共19页，编辑于2022年，星期一2023/4/14第18页，共19页，编辑于2022年，星期一2023/4/14第19页，共19页，编辑于2022年，星期一