有机波谱-红外光谱之2005级
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总结当一束具有连续波长的红外光通过物质,物质分子中某个基团的振动频率或转动频率和红外光的频率一样时,分子就吸收能量由原来的基态振(转)动能级跃迁到能量较高的振(转)动能级,分子吸收红外辐射后发生振动和转动能级的跃迁,该处波长的光就被物质吸收。
所以,红外红外光谱光谱法实质上是一种根据分子内部原子间的相对振动和分子转动等信息来确定物质分子结构和鉴别化合物的分析方法。
将分子吸收红外光的情况用仪器记录下来,就得到红外光谱图。
红外光谱图通常用波长(λ)或波数(σ)为横坐标,表示吸收峰的位置,用透光率(T%)或者吸光度(A)为纵坐标,表示吸收强度。
当外界电磁波照射分子时,如照射的电磁波的能量与分子的两能级差相等,该频率的电磁波就被该分子吸收,从而引起分子对应能级的跃迁,宏观表现为透射光强度变小。
电磁波能量与分子两能级差相等为物质产生红外吸收光谱必须满足条件之一,这决定了吸收峰出现的位置。
红外吸收光谱产生的第二个条件是红外光与分子之间有偶合作用,为了满足这个条件,分子振动时其偶极矩必须发生变化。
这实际上保证了红外光的能量能传递给分子,这种能量的传递是通过分子振动偶极矩的变化来实现的。
并非所有的振动都会产生红外吸收,只有偶极矩发生变化的振动才能引起可观测的红外吸收,这种振动称为红外活性振动;偶极矩等于零的分子振动不能产生红外吸收,称为红外非活性振动。
分子的振动形式可以分为两大类:伸缩振动和弯曲振动。
前者是指原子沿键轴方向的往复运动,振动过程中键长发生变化。
后者是指原子垂直于化学键方向的振动。
通常用不同的符号表示不同的振动形式,例如,伸缩振动可分为对称伸缩振动和反对称伸缩振动,分别用 Vs 和Vas 表示。
弯曲振动可分为面内弯曲振动(δ)和面外弯曲振动(γ)。
从理论上来说,每一个基本振动都能吸收与红外光谱仪其频率相同的红外光,在红外光谱图对应的位置上出现一个吸收峰。
实际上有一些振动分子没有偶极矩变化是红外非活性的;另外有一些振动的频率相同,发生简并;还有一些振动频率超出了仪器可以检测的范围,这些都使得实际红外谱图中的吸收峰数目大大低于理论值。
有机化合物波谱解析复习指导广东药学院天然药物化学教研室200 5年 5 月目录第一章紫外光谱… … … … …… … … … … …… 2~4第二章红外光谱… … … … … … …… ………… 5~11第三章核磁共振… … … … … … … …… … ……… 12~34 第四章质谱… … … … …… … … … … … … …35~41 第五章综合解析… … … …… … … … … … … …… 42~70第一章紫外光谱一、名词解释1、助色团2、发色团3、红移4、蓝移5、增色作用6、减色作用7、吸收带二、选择题1、不是助色团的是:A、-OHB、-ClC、-SHD、CH3CH2-2、所需电子能量最小的电子跃迁是:A、σ→σ*B、n →σ*C、π→π*D、n →π*3、下列说法正确的是:A、饱和烃类在远紫外区有吸收B、UV吸收无加和性C、π→π*跃迁的吸收强度比n →σ*跃迁要强10-100倍D、共轭双键数目越多,吸收峰越向蓝移4、紫外光谱的峰强用εmax表示,当εmax=5000~10000时,表示峰带:A、很强吸收B、强吸收C、中强吸收D、弱吸收5、近紫外区的波长为:A、4-200nmB、200-300nmC、200-400nmD、300-400nm6、紫外光谱中,苯通常有3个吸收带,其中λmax在230~270之间,中心为254nm的吸收带是:A、R带B、B带C、K带D、E1带7、紫外-可见光谱的产生是由外层价电子能级跃迁所致,其能级差的大小决定了:A、吸收峰的强度B、吸收峰的数目C、吸收峰的位置D、吸收峰的形状8、紫外光谱是带状光谱的原因是由于:A、紫外光能量大B、波长短C、电子能级差大D、电子能级跃迁的同时伴随有振动及转动能级跃迁的原因9、π→π*跃迁的吸收峰在下列哪种溶剂中测量,其最大吸收波长最大:A、水B、乙醇C、甲醇D、正己烷10、下列化合物中,在近紫外区(200~400nm)无吸收的是:A、B、C、D、11、下列化合物,紫外吸收λmax值最大的是:A、B 、C 、D、12、频率(MHz)为4.47×108的辐射,其波长数值为A、670.7nmB、670.7μC、670.7cmD、670.7m13、化合物中,下面哪一种跃迁所需的能量最高A、σ→σ*B、π→π*C、n→σ*D、n→π*三、问答题1、根据Woodward计算规则,计算下列化合物的UVλmaxCH3 AcO CH3CHCH3CH3CHHOOCCHCH32、某化合物在乙醇中的UVλmax分别为236nm(ε=12000),245nm(ε=18000)请推断其分别为结构A还是B?CH3C H3A B3、一化合物初步推断其结构不是A就是B,经测定UVλmax EtOH=352nm,试问其结构为何?O OA B4、苯甲醛能发生几种类型电子跃迁?在近紫外区能出现几个吸收带?5、一环己烯酮衍生物,其UVλmax EtOH=235nm,假如共轭体系中连接有烷基(R),试问发色体系的可能结构是什么?指出烷基取代位置。
植物油红外光谱特性分析收稿日期:2005208210.基金项目:科技部“十五”重大科技攻关基金(2002D EA 2002124)资助项目。
作者简介:邓月娥(19582),女,河南新乡人,副教授,主要从事有机化学、食品分析教学及科研工作。
邓月娥1,牛立元1,孙素琴2(1.河南科技学院化工系,河南新乡453003;2.清华大学化学系,北京100084)摘要:采用红外光谱法对9种植物油的红外光谱特性进行了研究。
不同品种植物油具有基本相同的红外光谱特性,如3009、2925和2854c m -1处的C 2H 伸缩振动峰,1746c m -1处的C =O 伸缩振动峰,1464、1377c m -1处亚甲基的弯曲振动峰,722c m -1处碳链骨架振动峰以及1238、1163、1099c m -1处甘油三酯中C 2O 伸缩振动峰等。
不同品种植物油或同一品种植物油由于工艺、原料或存放时间的不同,可以形成不同的指纹特征。
该方法简便、快速,对于植物油的质量控制和质量评价具有重要的意义。
关键词:傅里叶变换红外光谱法;植物油;FT 2I R 指纹中图分类号:0657.33 文献标识码:A 文章编号:10032482X (2005)0320066204Ana lysis of the FT -IR Spectroscopy Character isticof Plan t O ilD EN G Yue 2e ,et a l .(D ep artm en t of Chem ical Engineering ,H enan In stitu te of Science and T echno logy ,X inx iang 453003,Ch ina )Abstract :N ine k inds of p lan t o ils w ere iden tified by Fou rier T ran sfo rm Infrared Spectro scopy (FT I R ).T hedifferen t p lan t o ils have basic sam e FT 2I R spectrum characteristic :V C 2H (3009,2925and 2854c m -1),V C=O (1746c m -1),∆-CH 2-(1464,1377c m -1),Χ-CH 2-(722cm -1)and V C-O(1238,1163,1099c m -1)in glyco sides .T he differen t p lan t o ils o r the sam e p lan t o ils from differen t p lan ts have the differen t fingerp rin t characteris 2tics becau se of techn iques ,raw m aterial o r depo siting ti m e dissi m ilarity .T h is m ethod is si m p le and fast fo r the quan tity con tro l and evaluati on of the p lan t o il.Key words :Fou rier T ran sfo rm Infrared Spectro scopy ,p lan t o il ,FT 2I R F ingerp rin t 脂肪是人体的重要组分及体内重要能量贮存形式,人体正常生命活动所需的必需脂肪酸必须通过饮食中摄入的植物油来提供,并且食品的色、香、味、形在很大程度上还受加工过程中所用油脂质量的影响。
Infrared SpectroscopyDalian(116029),China2005-02-25红外光谱(IR)分子振动与红外光谱的基本原理分子中的原子与原子之间的化学键键长、键角不是固定不变的,如同弹簧连接起来的一组球。
整个分子一直在不断的振动着,当一定频率的光经过分子时,就被分子中相同频率的振动的键所吸收,如果分子中没有振动频率相同的键,红外光就不会被吸收。
因此,用连续改变频率的红外光照射样品时,则通过样品槽的红外光有些区域较弱,有些区域较强。
如用频率(v)或波长为横坐标,用透光率(Transmittance,T%)为纵坐标作图,就得到了红外吸收光谱。
可以设想分子中的键与弹簧相似,因此,化学键的振动可按谐振动处理,不同的是化学键振动能量是量子化的。
双原子分子振动的机械模型如下图:子质量(m1与m2)的函数:振动频率如以波数表示,则:分子的振动自由度与峰数分子中键的振动大致可分为伸缩振动和弯曲振动两种,分别以v 和δ表示,如下图所示:伸缩振动引起键长的变化,它们所产生的吸收带在高波数一端,伸缩振动有不对称伸缩和对称伸缩之分,前者在高波数一段。
弯曲振动引起键角的变化,它们的力常数较小,因此它们所产生的吸收带在低波数一端,弯曲振动有面内振动和面外振动之分,前者也在高波数一端。
它们的表示方法如下图:IR谱产生的吸收峰的数目取决于分子振动自由度。
一个原子在空间运动有三个自由度,即向x、y、z三个坐标方向运动,在含有n个原子的分子中,由于当原子结合成分子时,自由度数不损失,所以,分子自由度的总数为3n个。
分子作为一个整体,其运动状态可分为平动、振动及转动三类。
分子自由度数=平动自由度数+转动自由度数+振动自由度数振动自由度数=分子自由度数-平动自由度数-转动自由度数【注意】线性分子的转动自由度为2,非线性分子的转动自由度为3 因此,线性分子振动自由度为3n-5,非线性分子振动自由度为3n-6。
理论上讲,每个振动自由度在红外光谱区都将产生一个吸收峰。