第八章有机光谱（选读）.PDFVIP

第八章 有机光谱（选读） 本章内容提要及基本要求： 1． 了解电子跃迁及其类型 2． 掌握紫外光谱在有机化学中的应用（Woodward 经验规则） 3． 了解价键振动的类型 4． 掌握红外光谱在有机化学中的应用 5． 了解化学环境、屏蔽效应、化学位移 6． 掌握影响化学位移的因素（电负性、氢键、磁各向异性效应） 7． 掌握核磁共振谱在有机化学中的应用 课时：8 学时 （选读） 有机光谱 引言 一、结构分析的重要性 光谱分析是确定化合物结构的有力工具，属结构分析范畴。有机结构分 析是有机化学的重要任务之一，也是首要任务，为什幺呢？ 我们可以从下面这则故事中得到一些启示： 上世纪初，在肯尼亚，有一对恋人，在田野里游玩的时候，青年小伙子 采摘了一束菊花送给他的女友。回家后，女友就把这束鲜花插在房间里，随 着花的枯萎，在花的四周有许多苍蝇、蚊子等害虫被击倒和致死。随后在欧 美市场上就有这种天然的“除虫菊花”出售。然而，由于受产地、气候等因 素的影响，“除虫菊花”这种商品就供不应求，广泛应用就受到了限制，这 就激励化学家们要人工合成除虫菊花，欲合成，事先就必须弄清楚结构。化 学家们在当时的水平下，应用化学方法，花了几十年时间，才弄清楚了除虫 菊花中六种有效成份，其中之一的化学结构是： R O O O 结构确定后，化学家就着手模仿天然除虫菊花有效成份的结构，进行人 工合成，终于在 1949 年合成了第一个拟除虫菊酯（烯丙菊酯）。 O O O 自烯丙菊酯合成以来，合成的拟除虫菊酯已有近万种。 这种化合物是否为所需合成的呢？也要通过结构分析来确定。 可见，合成需要结构分析做先导，合成又需要结构分析来验证。 总之，要深入研究一个化合物的性质和作用离不开有机结构分析。 2 二、结构分析的方法和特点 化学方法：根据化合物的某些行为（反应）来推测结构。其特点： ① 费时，需要时间和耐心； ② 样品消耗量大（克级）； ③由于重排或出乎意料的反应，易得出错误结论。 物理方法的特点： ① 快速、需几分种，个别情况几个小时； ② 样品消耗量小（mg, μg 级）； ③ 结论准确。 近四十年来，现代物理实验方法的应用推动了有机化学的飞速发展，已 成为研究有机化学不可缺少的工具。而应用化学方法确定分子结构虽是可 能，但已沦为辅助手段。 1960 年以来发展起来的一项非常重要的研究结构的手段是利用不同波 长的电磁波对原子或分子的作用，从而产生一些有规律的信号，称做光谱。 [谱：按事物类别或系统，编成一种图案、表册或书本等，e.g. 菜谱、乐 谱、年谱、家谱 etc.] 应用最广泛、最重要的有 UV 、IR 、NMR 、MS ，简称为四谱，已成为 独立的一门选修课。 §1、电磁波谱的一般概念 一、区域及划分 电磁波（光波）的范围非常广泛，从波长只有千分之一纳米的宇宙线到 波长用米、千米计的无线电波，都属于电磁波。为研究方便，按波长长短分 为若干区域，详见教科书图。 对于每一区域的电磁波，我们可以用波长、频率、能量来定性和定量描 3 述它们： 介绍波长与能量的定性关系。 二、入、E 、π的定量关系 ν