有机化学第七章 有机化合物波谱分析.ppt

课件 若用一定频率的电磁波照射外磁场中的氢核，当电磁波的能量正好等于两个能级之差时，氢核就吸收电磁波的能量，从低能级跃迁到高能级，发生核磁共振。因为只有吸收频率ν的电磁波才能产生核磁共振，故(7–7)式为产生核磁共振的条件。 课件 2.偶合常数 自旋裂分所产生的谱线的间距称为偶合常数，一般用J表示，单位为Hz。偶合常数的大小表示了偶合作用的强弱，与两个作用核之间的相对位置有关。相隔单键数n≤3时, 可以发生自旋偶合，相隔三个以上单键，J值趋于零。N、O、S等电负性大的杂原子上质子容易电离，能进行快速交换而不参与偶合。 课件 3. 一级谱图和n+1规律 当两组(或几组)质子的化学位移差Δν与其偶合常数之比至少大于6时，相互之间干扰作用较弱，呈现一级谱图。一级谱图特征如下：①峰的裂分符合n+1规律，n为相邻碳原子上氢核的数目；②各峰强度比符合二项式[(a+b)n]展开系数之比；③组峰中心处为该组质子的化学位移；④各裂分峰等距，裂距即为偶合常数J。 课件 7.3.4 谱图解析 1.预备性工作 2.谱图解析 首先由谱图中有几组峰，确定化合物有几种氢核。再由各峰的积分线确定各种氢核的个数。最后是解析各峰的归属。常见结构的化学位移大致范围如图7–13所示。 课件 H 课件 某化合物的分子式为C3H7C1，其NMR谱如图7–14所示，试推测其结构。 课件 解: 由分子式可知，该化合物为饱和化合物。谱图中有三组峰，故化合物中三种氢核。该化合物含七个氢，由积分曲线阶高可得a、b、c各组吸收峰的质于数分别为3、2、2。解析C3H7Cl谱图中各峰的归屑如下表： 由以上分析，可推断该化合物的结构应为： 课件 作业：P315 (三)红外谱图分别对于的化合物分子 式分别为C8H14和C4H10O，试推断化合物的结构(要有分析)。 P316 (五)(要有分析) ，(六)(要有分析)（1）（3）（5）（7） 课件 1. 用化学方法鉴别下列化合物： 2.用R，S-标记法命名以下化合物： (2R,3R)-3-氯-2-溴戊烷 通过总结大量红外光谱资料后发现，在不同的化合物中，具有同一类型化学键或官能团的吸收频率总是出现在一定波数范围内。例如，n–C6H13一C≡CH中的≡C—H伸缩振动在3320 cm-1处出现吸收峰，其它RC≡CH型炔烃中的≡C—H伸缩振动吸收峰也在此频率附近出现。 课件 例2 化合物的分子式为C6H10，红外光谱如图7–3所示，试推测该化合物的可能结构。 课件 课件 课件 解: 由分子式计算不饱和度Ω=2，可能存在C＝C、环或C≡C。观察4000～1300cm-1区域光谱：3030cm-1处有强不饱和C—H伸缩振动吸收，与1658cm-1处的弱C＝C伸缩振动吸收对应，表明有烯键存在，且对称性强；～1380cm-1处无吸收，表明不存在甲基。1300 cm-1以下区域的光谱：715 cm-1处的面外弯曲振动吸收，表明烯烃为顺式构型。 综合以上分析，有双键吸收，无三键及甲基吸收，另一不饱和 度为环，故该化合物可能的结构为: 课件 7.3核磁共振谱（NMR） 7.3.1核磁共振的产生 核磁共振是无线电波与处于磁场中的分子内自旋核相互作用，引起核自旋能级的跃迁而产生的。 1.原子核的自旋 不同原于核自旋运动状况不同，可用自旋量子数I表示。自旋量子数与原子的质量数和原子序数的关系见表7–3。 核磁共振谱：Nuclear Magenetic Resonance 课件 核自旋量子数为1/2的核，最宜于核磁共振检测，是目前研究的主要对象。 课件 2. 核磁共振 带电荷的质点自旋会产生磁场，磁场具有方向性，可用磁矩表示。原子核作为带电荷的质点，它的自旋可以产生磁矩。氢核(质子)带正电荷，自旋会产生磁矩。在没有外磁场时，自旋磁矩取向是混乱的(图 (a))，但在外磁场中，它的取向分为两种：一种与外磁场平行，另一种则与外磁场方向相反(图 (b))。 课件 原子核作为带电荷的质点，它的自旋可以产生磁矩。但并非所有原子核自旋都具有磁矩，实验证明，只有那些自旋量子数I≠0的原子核才具有磁矩。另外，自旋量子数为I的原子核在外磁场作用下，会发生能级分裂，有2I+1个自旋取向，每个取向都代表核在该磁场中的一种能量状态，可用磁量子数，m来表示： m=I, I-1, …, -I 课件 1H的自旋量子数I为1/2，它在磁场中有两种取向，与磁场方向相同的，用+1/2表示，为低能级；与磁场方向相反的，用-1