有机化学008.ppt

测定有机物结构的2种方法：化学法和波谱法 需要较多试样（半微量分析，用样量为10－100mg） 损坏样品 大量的时间（吗啡碱，1805－1952年） 需要熟练的实验技巧，高超的智慧和坚韧不拔的精神。 一定波长的光与分子相互作用并被吸收，用特写仪器记录下来就是分子吸收光谱： (1) IR中官能团的吸收位置 ① 3700~3200cm-1:νN-H、νO-H （νN-H波数高于νO-H，氢键缔合波数低于游离波数） 例：正丁胺、乙醇(液膜) 、乙醇(CCl4)、苄醇的IR谱图 ④ 1900~1650 cm-1：νC＝O ⑤ 1650~1600 cm-1 ：νC＝C(越不对称，吸收越强) 例：1-癸烯的IR谱图。 ⑥ 1600、1500、1580、1460 ：ν苯环（苯环呼吸振动） 例苯酚的IR谱图。 ⑦ 1500 cm-1以下：单键区。 ~1450 cm-1：δCH2、δCH3； ~1380 cm-1：δCH3 （诊断价值高） 例：CH3CH2CH(CH3)CH2CH3 的IR谱图。 1-辛烯 (2) 解析IR谱图的原则 解析IR谱图时，不必对每个吸收峰都进行指认。 重点解析强度大、特征性强的峰，同时考虑相关峰原则。 相关峰——由于某个官能团的存在而出现的一组相互依存、相互佐证的吸收峰。 (3) 一般步骤 ①计算不饱和度。——样品中有无双键、脂环、苯环？ ②官能团区：峰的位置？强度？ ——样品中有哪些官能团？ ③指纹区：有无诊断价值高的特征吸收？ 如：1380cm-1有峰？1000 cm-1以下有峰？形状如何？双键的取代情况及构型？苯环上的取代情况？ ④其他信息：来源？合成方法？化学特征反应？物理常数？ NMR、MS、UV谱图特征？ ——掌握的信息越多，越有利于给出结构式。 ⑤查阅、对照标准谱图，确定分子结构。 (4) 解析实例： 例1：正十二烷的红外光谱 例2：3-甲基戊烷的红外光谱 例3 ：1-辛烯的红外光谱 例4：1-己炔的红外光谱 例5：C8H16O的IR谱图 例6： C3H7NO的IR谱图 正十二烷 3-甲基戊烷 1-辛烯 1-己炔 一些实际的应用 分子结构的测定 化学位移各向异性的研究 金属离子同位素的应用 动力学核磁研究 质子密度成像 T1T2成像 化学位移成像 其它核的成像 指定部位的高分辨成像 元素的定量分析 有机化合物的结构解析 表面化学 有机化合物中异构体的区分和确定 大分子化学结构的分析 生物膜和脂质的多形性研究 脂质双分子层的脂质分子动态结构 生物膜蛋白质——脂质的互相作用 压力作用下血红蛋白质结构的变化 生物体中水的研究 生命组织研究中的应用 生物化学中的应用 在表面活性剂方面的研究 原油的定性鉴定和结构分析 沥青化学结构分析 涂料分析 农药鉴定 食品分析 药品鉴定 核磁共振研究生物大分子结构 核磁共振研究生物大分子结构 核磁共振在新药筛选中的应用 质子是自旋的。有自旋量子数+1/2和-1/2 两个自旋态，在外磁场 H0 作用下，两个自旋态能量不再相等，两种自旋态的能量差△E随着外磁场强度增加而变大。 例：外磁场B0=4.69T（特斯拉，法定计量单位） 1H 的共振频率 对自旋量子数I=1/2的不同核来说，若同时放入一固定磁场中，共振频率取决于核本身磁矩的大小, ?大的核，发生共振所需的照射频率也大；反之，则小。例：13C的共振频率为: 处于相同化学环境的原子 — 化学等价原子 化学等价的质子其化学位移相同，仅出现一组NMR 信号。 化学不等价的质子在 NMR 谱中出现不同的信号组。 化学等价质子与化学不等价质子的判断 --- 可通过对称操作或快速机制（如构象转换）互换的质子是化学等价的。 --- 不可通过对称操作或快速机制（构象转换）互换的质子是化学不等价的。 --- 与手性碳原子相连的 CH2 上的两个质子是化学不等价的。 化学等价质子与化学不等价质子的判断 １ 原理简介 紫外光的波长范围是4~400nm, 其中4~200nm 为远紫外区，200~400nm为近紫外区, 可见光的波长范围是400~800nm。 电子的跃迁 ： E ２ 紫外光谱图的组成 横坐标表示吸收光的波长λ，纵坐标表示吸收强度。 丙酮的紫外光谱 光的吸收强度，可以用吸光度A、透射比或透光率T、吸收率1-T、摩尔吸收系数κ中的任何一个来表示。 文献中的紫外光谱数据，是吸光度极大处的波长λmax和它的摩尔吸收系数κ。 吸光度A和摩尔吸收系数κ吸的关系是由La