波谱分析复习题(终审稿)

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波谱分析复习题公司内部档案编码:[OPPTR-OPPT28-OPPTL98-OPPNN08]

第一章绪论

1.不饱和度的计算

不饱和度计算公式:

U=n4+1+(n3-n1)/2

式中n4、n3、n1分别为4价、3价、1价原子的个数。

2.波谱分析的一般程序

1. 实验样品的准备;

在波谱测定前我们需要根据样品的不同性质、不同纯度及不同波谱测定目的作样品的准备。样品准备主要有三方面的工作:一是准备足够的量。二是在很多情况下要求样品有足够的纯度,所以要作纯度检验。三是样品在上机前作制样处理。

2.做必要的图谱及元素分析;

先选择性做几个重要、方便的,再根据情况做其他谱。

3.分子量或分子式的确定;

(1)经典的分子量测定方法:

可用沸点升高、凝固点降低法、蒸汽密度法、渗透压法。有些样品可用紫外光谱根据Beer定律测定分子量。误差大。大分子可用排阻色谱测定。

(2)质谱法:高分辨质谱在测定精确分子量的同时,还能推出分子式,这是有机质谱最大的贡献。低分辨质谱由测得的同位素丰度比也可推出分子中元素的组成,进而得到可能的分子式。

(3)结合核磁共振氢谱、碳谱推测简单烃类等分子的分子式。

(4)综合光谱材料与元素分析确定分子式。

4.计算不饱和度;

分子式确定后,可方便的按下式计算出不饱和度来:

U=n4+1+(n3-n1)/2

式中n4、n3、n1分别为4价、3价、1价原子的个数。

5.各部分结构的确定;

(a)不饱和类型

红外光谱和核磁共振可用于判断C=O、C=N等不饱和类型。 UV 可用于共轭体系的判断。

(b)官能团和结构单元

鉴定可能存在的官能团和部分结构时,各种光谱要交替参照,相互论证,以增加判断的可靠性。

6.结构式的推定;

总结所有的官能团和结构片段,并找出各结构单元的关系,提出一种或几种可能结构式。

7. 用全部光谱材料核对推定的结构式;

①用IR核对官能团。

②用13C-NMR核对碳的类型和对称性。

③用1H-NMR核对氢核的化学位移和它们相互偶合关系,必要时与计算值对照。

④用UV核对分子中共轭体系和一些官能团的取代位置,或用经验规则计算λmax值。

⑤最后确定一种可能性最大的结构,并用质谱断裂方式证明结构式推断无误。

8.已知化合物,可用标准图谱对照,来确定。

3、综合光谱解析

例1 一化合物的分子式为C

6H

10

O

3

,其谱图如下,该化合物是什么物质

解:

1. 该化合物的分子式为C

6H

10

O

3

,示分子中不饱和度为2.

U=6+1+(0-10)/2=2

2. 各部分结构的推定:

从所给出的图谱粗略可看出: UV光谱示为共轭体系。

IR光谱示无-OH基,但有两个C=O基。

NMR谱示可能存在乙氧基(在δ的四重峰及δ的三重峰均有相同的偶合常数)。

(1)NMR谱:

(a) δ:按其峰数和积分面积,示为-CH2-CH3,该峰位置示为 -O-CH2-CH3

(b) δ: 按其峰数和积分面积,示为-CH2-,且其邻位上无氢连接,按其峰位,示有一强吸电子基团与其连接,但该基团不是氧。

(c)δ:按其峰数和积分面积,示为孤立-CH3,按其峰位,应与一弱吸电子基团相连,该吸收峰应与CH3-C=O-结构相符。

(d)δ按其峰数和积分面积及峰位,应为CH3CH2-,又因偶合常数与δ的四重峰相同故这俩个基团一定相互偶合,碎片结构为-O-CH2CH3.

(2)UV:示有发色基团。

(3)IR:1720及1750cm-1为俩个C=O的伸缩振动。

综合以上,可得到以下碎片:

C=O, C=O, CH3CH2O-,和孤立的-CH2 ,CH3-。其正好符合C6H10O3,U=2 可将这些碎片组合成:

结构(A)

结构(A)化学位移最低的是CH2的单峰,应在δ>区域有相当于2个氢核的吸收峰。而四重峰在δ附近。由于NMR并非如此,故(A)可排除。

结构(C)

在δ处应有相当于俩个氢核的四重峰(-CH2CH3),在处应有相当于俩个氢核的四重峰(-COCH2CH3).而图中处只有相当于俩个氢核的单峰。故结构(C)也可排除。

只有结构(B)与所有波谱数据完全相符,故该化合物的结构为:

CH

3

COCH

2

COOCH

2

CH

3

第2章紫外光谱

1、发色团:也称生色团,是指在一个分子中产生紫外吸收带的基团,一般为带有π电子的基团。

助色团:有些基团,本身不是发色团,但当它们与发色团相连时,可以使含有发色团的有机物的颜色加深,这类基团称为助色团。

红移:也称向长波移动,当有机物的结构发生变化(如取代基的变更)或受到溶剂效应的影响时,其吸收带的最大吸收波长(λmax)向长波方向移动的效应。

蓝移:也称向短波移动,与红移相反的效应,即由于某些因素的影响使得吸收带的最大吸收波长(λmax)向短波方向移动的效应。

增色效应:或称浓色效应,使吸收带的吸收强度增加的效应。

减色效应:或称浅色效应,使吸收带的吸收强度减小的效应。

2.影响紫外吸收波长的因素

(1)共轭体系:共轭体系的形成使紫外光谱的吸收红移,而且共轭体系越长,红移越明显,同时,随着吸收的红移,吸收强度也增大。

(2)助色团的影响:助色团不仅能使生色团吸收带的最大吸收波长λmax发生移动,并且可以增加其吸收强度。

(3)立体效应:立体效应是指因空间位阻、顺反异构、构象、跨环共轭等影响因素导致吸收光谱的红移或蓝移,立体效应常常伴随增色或减色效应。

(4)溶剂效应:①在n→π*跃迁中:溶剂极性增加,吸收带蓝移;②在π→π*跃迁中:溶剂极性大,吸收波长长,即在极性溶剂中较在非极性溶剂中红移。

(5)pH对紫外光谱的影响:pH的改变可能引起共轭体系的延长或缩短,从而引起吸收峰位置的改变,对一些不饱和酸、烯醇、酚及苯胺类化合物的紫外光谱影响很大。如果化合物溶液从中性变为碱性时,吸收