第六章有機化學波譜方法常用結構分析方法化學實驗法：操作煩瑣，周期長，樣品量大。√√第一節吸收光譜的一般原理一、波長（l）、頻率（n）和波數（）光的性質ln=c——波動性E＝hn——粒子性

=1/l(cm-1)——波長(l)與能量(E)成反比。E=hc/l二、吸收光譜紅外光譜核磁共振譜E=△E=E2－E1特征能量吸收——吸收光譜第二節紅外光譜

(InfraredSpectrum,IR)一、紅外光譜的一般原理化學鍵不斷振動某λ光的E=某鍵振動的△E——產生吸收峰如：分子RCH2OH吸收峰表現為“谷”，谷越深，則吸收越強。一般波數范圍400~4000cm-1。二、紅外吸收峰的數目、位置和強度

伸縮振動n

彎曲振動d（一）紅外吸收峰的數目振動形式

一個化學鍵有幾種不同振動形式，就可產生幾種吸收峰。伸縮振動n：沿鍵軸方向的鍵的伸長

或縮短的振動CHHCHH彎曲振動d:垂直于鍵軸方向的振動

一個有機物分子在IR譜中出現的吸收峰數目是由該分子的振動自由度數目決定的。

非線性分子為：3n-6

線性分子為：3n-5（n：原子數）如：問題6-1H2O非線性分子，33–6=3（個）as>s>：375636521595cm-1能引起分子偶極矩變化的振動，才產生吸收；相同的振動產生的峰可以兼并；強而寬的峰可覆蓋相近的弱峰。

如：CO2為線性分子，33–5=4（個），應有4個吸收峰，而實際測得只有2個——as

2350、667

cm-1

。

因s不引起偶極矩變化，無此峰；且面內、面外又兼并為一個峰。實際IR吸收峰的數目小于計算值：（二）紅外吸收峰的位置成鍵原子的質量越小，吸收峰的波數就越高；鍵長越短，鍵能越高，吸收峰的波數也越高吸收峰的位置取決于各化學鍵的振動頻率。特征譜帶區4000~1330cm-1

（官能團區）根據峰位，可鑒別官能團。2.指紋區1330~650cm-1紅外光譜的主要區段

官能團nO-H，nN-H

3650～3200cm-1含O-H或N-HnC-H

～3000～

cm-1（O=C-H在2810~2715cm-1有雙峰）

=C-H-C-H含不飽和或飽和C-HnC=O

1760～1690cm-1含羰基（C=O）nC=C

1680～1500cm-1苯環一般有2～3個吸收峰

-CH3

1380cm-1含-CH3nC-O，nC-N

1300～1000cm-1含O-H或N-H某化合物IR譜中,1700cm-1有一強吸收峰,3020cm-1處有一中強吸收峰,由此可推斷該化合物是下列化合物中的哪一種?√1700cm-13020cm-1C=O不飽和C-H3000~3100cm-11600~1500cm-1

無吸收峰O-H飽和C-HCH3無不飽和C-H無C=C（三）紅外吸收峰的強度吸收峰強度及峰形的表示

vs（verystrong）很強

s（strong）強

m（medium）中等

w（weak）弱

vw（veryweak）很弱

br（broad） 寬峰

sh（sharp） 尖峰如：C=O、C-O、C-N等極性大，峰強。三、紅外光譜的解析和應用（一）解析程序4000～1300cm-1的官能團區找出特征吸收峰，確定存在哪種官能團1300～650cm-1的指紋區，確定化合物的結構類型具體步驟：計算不飽和度；判斷幾個主要官能團C=O、-OH、-NH2、C=C的特征峰是否存在，并尋找相關峰；1.羰基是否存在（含O化合物）1760~1690cm-1有強峰——C=O特征峰2820、2720cm-1雙峰；3300~2500cm-1寬峰和1300~1000cm-1有峰；1300~1000cm-1有峰。相關峰無相關峰——2.羥基、氨基是否存在3500~3200cm-1寬峰——O-H、N-H特征峰。相關峰1300~1000cm-1有峰；1600~1500cm-1和1300~1000cm-1有峰。如無O-H

，但含O，

1300~1000cm-1有峰。——醚R-O-R’3.苯環是否存在4，3100~3000cm-1——苯環C-H特征峰。相關峰：1600、1580、1500cm-1中強峰

——苯環C=C骨架振動化合物含苯環例1.

已知某化合物，分子式C3H6O，其IR譜中有下列吸收峰，試推測其結構。IR(cm-1)：2960，2840，2760，1720，1380。=3+1-6/2=1，1720cm-1——C=O，含羰基。相關峰：2840，2760cm-1——O=C-H，為醛。1380cm-1——-CH3，含-CH3結構。2960cm-1——飽和C-H

。

結構為：CH3CH2CHO丙醛（二）應用實例例2.問題6-2苯環C-H苯環C=C兩個-CH3飽和C-H單取代苯=9+1-12/2=4練習：試根據其IR譜推測以下化合物C8H8O的結構式。第三節核磁共振譜

（NuclearMagneticResonanceSpectraNMR）IR譜只能確定化合物類型。上述兩種化合物只能用NMR譜來區分。一、核磁共振譜的基本原理一般質子數、質量數至少有一個為奇數的原子核，I>0，有自旋。I=1/2√1HNMR13CNMR16681H核的兩種不同自旋取向E1=-H0E2=H0△E=2H0h=2H0

或

=2/hH0

核磁共振的條件掃頻——固定H0，改變掃場——固定，改變H0滿足條件即產生吸收。三、NMR的主要參數化學位移chemicalshift峰面積峰的裂分化學位移

（一）電子屏蔽作用H實

=H0-H1<H0——屏蔽作用=2/hH0H1如：CH3CH2OHcba高場低場核外電子云密度：Hc>Hb>Ha（二）化學位移值參考物：四甲基硅烷（tetramethylsilaneTMS）

(CH3)4Si

12個H產生一個共振吸收信號位于最高場=0（電負性Si<C）常見氫核的NMR信號較TMS低場，位于左邊，0（三）影響化學位移的因素1.電負性——鄰近原子電負性，H核電子云密度，。2.各向異性效應——空間效應3.氫鍵的影響——化學位移低場移動4.溶劑效應-OH、-NH2、-COOH等活潑質子加D2O消失。>>>練習：1.判斷下列分子在NMR譜中可產生幾個信號。2.下列化合物在NMR譜中只有一個信號，其可能結構是什么。2個3個2個3個不等性質子等性質子常見氫核的化學位移值峰面積——積分高度

在NMR譜中，共振吸收峰的面積與產生此吸收的氫核數目成正比，因此可利用共振吸收峰的面積判斷產生此吸收的氫核的數目。峰的裂分和偶合常數分子中位置相近的質子之間自旋的相互影響稱為自旋偶合。自旋偶合使共振信號分裂為多重峰。相鄰的裂分小峰之間的距離稱偶合常數（J），偶合常數單位為Hz。1,1,2-三溴乙烷的核磁共振譜說明：鄰接碳上等性質子數為n，則裂分峰數為n+1峰裂分發生在同C或相鄰C不等性質子之間，相隔三個以上單鍵不影響活潑質子（如-OH，-COOH，-NH-），通常不發生裂分苯環單取代：一般取代基為斥電子基，苯環上氫核的信號不裂分；取代基為吸電子基，苯環上氫核的信號裂分為多重峰乙醇的核磁共振譜甲苯的核磁共振譜裂分峰數的表示：單峰（singlet，s）兩重峰（doublet，d）三重峰（triplet，t）四重峰（quarter，q）多重峰（multiplet，m）四、NMR譜的解析要點數目——可知分子中有幾種不同類型的質子位置（值）——可知每類質子的類型（活潑H產生的信號加D2O后消失）積分高度——可知各組信號的氫核數裂分——可確定鄰接