第二章紫外吸收光譜_第1頁
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當前1頁,總共85頁。儀器紫外-可見分光光度計當前2頁,總共85頁。UNICOUV-2100型紫外-可見分光光度計當前3頁,總共85頁。一、紫外光與紫外光譜光譜區X-射線遠紫外近紫外可見光區波長范圍1.0-100?10-200nm200-400nm400-800nm躍遷類型內層電子外層電子外層電子外層電子譜型X-射線譜紫外光譜紫外光譜可見光譜紫外光區包括近紫外(200~400nm)遠紫外(10~200nm)兩個區段第一節概述1.紫外光:介于X射線的長波區段與可見光的短波區段之間。

波長為10~400nm的光波(即電磁波)。1nm=10-7cm=10-9m1?=10-1nm=10-10m當前4頁,總共85頁。遠紫外區(10~200nm):在此波長范圍內,大氣有吸收,必須在真空條件下操作,普通儀器觀察不到,對儀器要求高,遠紫外也叫真空紫外區,所以遠紫外區在普通有機化合物機構分析上沒有應用。2.

紫外光譜以波長10~400nm的電磁波照射物質分子,即以紫外光照射物質分子,由分子的電子能級躍遷而產生的光譜叫紫外光譜。紫外光譜是電子光譜的一部分,可見光譜也是電子光譜,電子光譜是由電子躍遷而產生的吸收光譜的總稱。近紫外區(200~400nm):在此波長范圍內,玻璃有吸收,一般用石英比色器,因此稱近紫外區為石英紫外區,近紫外區最為有用,通常所謂的紫外光譜就是指近紫外區的光譜。當前5頁,總共85頁。二、紫外光譜法的特點1.紫外吸收光譜所對應的電磁波長較短,能量大,它反映了分子中價電子能級躍遷情況。主要應用于共軛體系(共軛烯烴和不飽和羰基化合物)及芳香族化合物的分析。2.由于電子能級改變的同時,往往伴隨有振動能級的躍遷,所以電子光譜圖比較簡單,但峰形較寬。一般來說,利用紫外吸收光譜進行定性分析信號較少。3.紫外吸收光譜常用于共軛體系的定量分析,靈敏度高,檢出限低。當前6頁,總共85頁。三、紫外吸收曲線紫外吸收光譜以波長(nm)為橫坐標,以吸光度A或吸收系數為縱坐標。見下圖:光譜曲線中最大吸收峰所對應的波長相當于躍遷時所吸收光線的波長稱為max和max相應的摩爾吸收系數為max。

max>104為強吸收,max<103為弱吸收。曲線中的谷稱為吸收谷或最小吸收(min),有時在曲線中還可看到肩峰(sh)。圖紫外—可見吸收曲線當前7頁,總共85頁。吸收曲線的討論:同一種物質對不同波長光的吸光度不同。吸光度最大處對應的波長稱為最大吸收波長max不同濃度的同一種物質,其吸收曲線形狀相似max不變。而對于不同物質,它們的吸收曲線形狀和max則不同。吸收曲線可以提供物質的結構信息,并作為物質定性分析的依據之一。不同濃度的同一種物質,在某一定波長下吸光度A有差異,在max處吸光度A

的差異最大。此特性可作為物質定量分析的依據。在max處吸光度隨濃度變化的幅度最大,所以測定最靈敏。吸收曲線是定量分析中選擇入射光波長的重要依據。當前8頁,總共85頁。第二節紫外吸收光譜的基本原理一、紫外吸收光譜的產生

吸光物質分子吸收特定能量(波長)的電磁波(紫外光)產生分子的電子能級躍遷。一個分子有一系列能級,其中包括許多電子能級,分子振動能級以及分子轉動能級。當前9頁,總共85頁。4純電子躍遷n=231-20ev21純轉動躍遷純振動躍遷0.05-1evn=10.05ev以下圖雙原子分子三種能級躍遷示意圖當前10頁,總共85頁。討論(1)轉動能級間的能量差ΔEr:0.005~0.050eV,躍遷產生吸收光譜位于遠紅外區。遠紅外光譜或分子轉動光譜;(2)振動能級的能量差ΔEv約為:0.05~1eV,躍遷產生的吸收光譜位于紅外區,紅外光譜或分子振動光譜;(3)電子能級的能量差ΔEe較大1~20eV。電子躍遷產生的吸收光譜在紫外—可見光區,紫外—可見光譜或分子的電子光譜。當前11頁,總共85頁。(4)吸收光譜的波長分布是由產生譜帶的躍遷能級間的能量差所決定,反映了分子內部能級分布狀況,是物質定性的依據;(5)吸收譜帶強度與分子偶極矩變化、躍遷幾率有關,也提供分子結構的信息。通常將在最大吸收波長處測得的摩爾吸光系數max也作為定性的依據。不同物質的λmax有時可能相同,但max不一定相同;(6)吸收譜帶強度與該物質分子吸收的光子數成正比,定量分析的依據。當前12頁,總共85頁。(7)當分子在入射光的作用下發生了價電子躍遷,也就是說分子中價電子由低能級E0躍遷到高能級E1(激發態),根據量子理論電子在躍遷時所吸收的能量不是連續的,而是量子化的,即所吸收的光子能量等于兩個能級的差值:△E=E1-E0=hv=h·c/

(v=c/)式中:h=Plank常數=6.62×10-27爾格·秒c=光速3×1010cm

=波長用nm表示

v=頻率用周/秒(Cps)或赫茲(Hz)

E=能量單位為爾格,電子伏特eV或卡/摩爾當前13頁,總共85頁。二、紫外光譜的特征符合朗伯-比爾定律(Lambert-Beer’sLaw),這是吸收光譜的基本定律,用數學公式表示為:

當前14頁,總共85頁。A=㏒(I0/I)=abc式中:A:吸光度

I0:入射光強度

I:透射光強度

a:吸光系數

b:吸收池厚度(cm)

c:被測物質濃度g/L

I0/I:透射比,用T表示如果濃度用mol/L為單位,則上式可寫成:A=bc

:為摩爾吸光系數,單位為:L·moL-1·cm-1

當前15頁,總共85頁。三、電子躍遷(transition)類型

分子的紫外吸收光譜是由于分子中價電子的躍遷而產生的,從化學鍵的性質上考慮,與電子光譜有關的主要是三種電子:(1)形成單鍵的電子(2)形成雙鍵的電子(3)分子中非鍵電子即n電子化合物不同,所含的價電子類型不同,所產生的電子躍遷類型不同,三種電子可以用甲醛分子示例如下:HCO.....n電子π電子電子H當前16頁,總共85頁。現以羰基C=O為例來說明電子躍遷類型。按照分子軌道理論,C=O的價層電子排布

。根據分子軌道理論,分子中這三種電子能級的高低次序大致是:(

)<()<(n)<(*)<(

*)碳上2個電子,氧上4個電子,形成

、、n、*、

*軌道當前17頁,總共85頁。

,是成鍵軌道,n是非鍵軌道,*,*是反鍵軌道這些躍遷所需的軌道能量如圖所示:

**n

*

*n*n*電子躍遷類型E

考慮到有些躍遷→

*,→*是禁阻的,實際常見的電子躍遷有以下幾種:→*、n→*、→*、n→*。當前18頁,總共85頁。

*>n→

*>→*>n→*

由式可知引起

*躍遷的能量最大,波長最短,而引起n*躍遷的能量最小,波長最長。電子躍遷時,被吸收的能量和紫外光波長間有以下關系:△E=h·c/四種躍遷所需能量ΔE大小順序為:當前19頁,總共85頁。因而吸收紫外光波長最短,小于200nm,在遠紫外光區,如:CH4max=125nm

C2H6max=135nm飽和碳氫化合物的紫外光譜在遠紫外光區。1.

*躍遷電子從軌道躍遷到反鍵軌道*稱為

*躍遷,實現

*躍遷需要吸收很多能量,約為185千卡/克分子。當前20頁,總共85頁。2.n*躍遷CH3Clmax=173nm(200)

CH3OHmax=183nm電子由n非鍵軌道躍遷到*軌道,稱為n→*躍遷,具有未共用電子對的取代基,例含S,N,O和X等雜原子的飽和有機化合物會發生這類躍遷。實現躍遷需要的能量較

→*小,這類化合物一般在紫外光區有吸收,但大部分在遠紫外區,吸收帶較弱。例:CH3CH3CH3Nmax=227nm(900)當前21頁,總共85頁。3.

*躍遷電子由軌道躍遷到*軌道稱→*躍遷,所吸收的能量比n→*小,峰位約在200nm附近,這種躍遷是強吸收,

>104

CH3CHCHCH3

max=178nm為104例:CH2CH2

max=162nm為104當前22頁,總共85頁。4.n*躍遷例:CH3

COmax=280nm<100CH3

電子從非鍵軌道躍遷到*軌道,稱為n*躍遷,引起這種躍遷所需能量最小,大部分都在200~400nm。近紫外光區有吸收,即有雙鍵,有雜原子的化合物產生n*吸收,不過這種躍遷的ε很小,一般小于100,是弱吸收。當前23頁,總共85頁。電子躍遷類型與吸收峰波長關系如下:

*<200π

*(孤立雙鍵)<200(強吸收)n

*<200n

*200—400(弱吸收)躍遷類型吸收波長(nm)當前24頁,總共85頁。En**412*3*C-CC=CC=OC=C-C=C能級躍遷圖當前25頁,總共85頁。四、常用光譜術語及譜帶分類1.常用光譜術語(1)發色團(chromophore),也稱生色團(基)。是指分子中某一基團或體系,由于其存在能使分子產生吸收而出現譜帶,這一基團或體系即為生色團。有機化合物分子中,這些生色基的結構特征大都是含有π電子。如:C=C、C=O、COOH、COOR、NO2、N=N、芳基等。當前26頁,總共85頁。(2)助色團(auxochrome)是指在紫外一可見光區內不一定產生吸收。但當它與生色團相連時能使生色基的吸收譜帶明顯地向長波移動,而且吸收強度也相應的增加。助色團的特點在于通常都含有n電子。由于n電子與電子的P-共軛效應導致→*躍遷能量降低,生色基的吸收波長向長波移動,顏色加深。常見的助色基有OH、OR、X、NH2、NO2、SH等含有n電子的基團。當前27頁,總共85頁。(3)紅移(redshiftorbathochromicshift)由于取代基作用或溶劑效應導致生色基的吸收峰向長波移動的現象稱為紅移。紅移一般是由于共軛體系延長或增加了助色基引起。(4)藍移(blueshiftorhypsochromicshift)生色基吸收峰向短波方向的移動稱為紫移動或藍移。(5)增色效應:使吸收帶強度增加的作用稱為增色效應。(6)減色效應:使吸收帶的強度降低的作用稱為減色效應。當前28頁,總共85頁。當前29頁,總共85頁。2.譜帶分類(1)R吸收帶(Radikalartin,德文:基團型的)為n→*躍遷引起的吸收帶,產生該吸收帶的發色團是分子中的p-*共軛體系,如-C=O,-NO2,-CHO等。該帶的特征是強度弱,

<100(log

<2)吸收峰一般在270nm以上:

CH3CHOmaxheptane291nm,11CH2=CH-CHOmaxEtoH315nm,14當前30頁,總共85頁。(2)K吸收帶(Konjugierte,德文,共軛的)由→*躍遷引起的吸收帶,產生該吸收帶的發色團是分子中共軛系統。該帶的特點是吸收峰強度很強,

≥10000(log

≥4)。孤立雙鍵的→*躍遷一般在<200nm,共軛雙鍵增加時,不但發生紅移,而且強度也加強。CH2=CH-CH=CH2

max223(ε22600)

CH2=CH-CH=CH-CH=CH2

max258(ε35000)

當前31頁,總共85頁。(3)B吸收帶(Benzenoidband,苯型譜帶)和E吸收帶(Ethylenicband,乙烯型譜帶)均為芳香化合物的

→*吸收帶,苯環有三個→*躍遷的吸收峰。由苯的→*躍遷和振動效應的重疊引起,為一寬峰并出現若干小峰,在230~270nm之間,中心在254nm處,max250左右。是苯環的特征峰。①B吸收帶苯環被取代后,精細結構消失或部分消失。B帶常用來識別芳香族化合物。當前32頁,總共85頁。②E吸收帶:又分為E1和E2帶E1帶:即乙烯帶(Ethylenicband)。max=184nm左右,logε>4。為苯環的特征譜帶,吸收強度較大。當苯環上有助色團時,向長波方向移至200~220nm。E2帶:max203nm左右,

max7400。是苯環中共軛二烯引起的

→*躍遷。該帶相當K帶。當苯環引入發色團時,與苯環共軛,E2帶移至220~250nm,ε>l0000,此時亦稱為K帶。紫外光譜譜帶有:B帶值約250~3000E帶值約2000~10000K帶值約10000(或大于10000)R帶值<100當前33頁,總共85頁。苯在乙醇中的紫外吸收光譜當前34頁,總共85頁。第三節影響紫外吸收光譜的因素一、共軛效應的影響1.電子共軛體系增大,max紅移,max增大共軛效應的結果是電子離域到多個原子之間,導致*能量降低,同時躍遷幾率增大,

max增大。

表2-1多烯的*躍遷,H-(CH=CH)n-Hnmax(nm)

max118010,000221721,000326834,000430464,0005334121,0006364138,000當前35頁,總共85頁。圖共軛多烯的紫外吸收當前36頁,總共85頁。2.空間阻礙使共軛體系破壞,max藍移,max減小RR’max

maxHH29427600HCH327221000CH3CH3243.512300CH3C2H524012000C2H5C2H5237.511000表2-2-及’-位有取代基的二苯乙烯化合物的紫外光譜當前37頁,總共85頁。二、取代基的影響

在光的作用下,有機化合物都有發生極化的趨向,即能轉變為激發態。當共軛雙鍵的兩端有容易使電子流動的基團(給電子基或吸電子基)時,極化現象顯著增加。1.給電子基:帶有未共用電子對的原子的基團,如-NH2,-OH等。未共用電子對的流動性很大,能夠形成p-共軛,降低能量,max紅移。給電子基的給電子能力順序為:-N(C2H5)2>-N(CH3)2>-NH2>-OH>-OCH3>-NHCOCH3>-OCOCH3>-CH2CH2COOH>-H當前38頁,總共85頁。2.吸電子基:易吸引電子而使電子容易流動的基團,如:-NO2,-C=O等。共軛體系中引入吸電子基團,也產生電子的永久性轉移,max紅移。電子流動性增加,吸收強度增加。吸電子基的作用強度順序是:-N+(CH3)3>-NO2>-SO3H>-COH>-COO->-COOH>-COOCH3>-Cl>-Br>-I3.給電子基與吸電子基同時存在:產生分子內電荷轉移吸收,max紅移,

max增加。當前39頁,總共85頁。表2-3取代苯的-*躍遷吸收特性取代苯K-吸收帶max(nm)maxB-吸收帶max(nm)

maxC6H5-H2047,400254204C6H5-CH32077,000261225C6H5-OH2116,2002701,450C6H5-NH22308,6002801,430C6H5-NO2268C6H5-COCH3278.5C6H5-N(CH3)225114,0002982,100p-NO2C6H5-OH31413,000分子內電荷轉移吸收37316,800p-NO2C6H5-NH2當前40頁,總共85頁。三、溶劑的影響不同性質的溶劑與樣品分子的作用可能改變有關分子軌道的能級,因而改變最大吸收波長。

溶劑極性增大,*躍遷吸收帶紅移,n

*躍遷吸收帶藍移。對于

*躍遷來說,極性溶劑與分子的偶極-偶極和氫鍵作用可能更多地降低*軌道的能級(與軌道相比),導致K吸收帶向長波方向位移(紅移)。例如:異亞丙基丙酮:CH3-C-C=C(CH3)2,當溶劑從己烷到甲醇時,其K吸收帶max從229.5nm位移到238nm,位移了約10nm。=O對于n→*躍遷來說,極性溶劑則更大程度地降低n軌道能級,導致R吸收帶max從327nm位移到312nm,向短波方向位移(藍移)約15nm。溶劑對ε值也有一定影響。當前41頁,總共85頁。非極性溶劑中極性溶劑中非極性溶劑中極性溶劑中4當前42頁,總共85頁。極性溶劑使精細結構消失當前43頁,總共85頁。由于溶劑對紫外光譜圖影響很大,因此,在吸收光譜圖上或數據表中必須注明所用的溶劑。與已知化合物紫外光譜作對照時也應注明所用的溶劑是否相同。在進行紫外光譜法分析時,必須正確選擇溶劑。選擇溶劑時注意下列幾點:(1)溶劑應能很好地溶解被測試樣,溶劑對溶質應該是惰性的,即所成溶液應具有良好的化學和光化學穩定性。(2)在溶解度允許的范圍內,盡量選擇極性較小的溶劑。(3)溶劑在樣品的吸收光譜區應無明顯吸收。當前44頁,總共85頁。第四節有機物紫外吸收光譜有機化合物的紫外吸收譜帶位置可通過經驗公式計算出來。一、簡單分子1.烷、烯和炔烴躍遷類型:→*;→*飽和烴類分子中只含有鍵,因此只能產生*躍遷,最大吸收峰一般小于150nm,已超出紫外-可見光譜的范圍。簡單烯和炔烴分子中除含有鍵外,還含有鍵,它們可以產生*和*兩種躍遷。*躍遷的能量小于*躍遷。在乙烯分子中,*躍遷最大吸收波長為180nm。此三類簡單化合物的紫外吸收帶多處于真空紫外區。當前45頁,總共85頁。2.羰基化合物在孤立羰基的化合物中,有電子、π電子和孤對電子n電子。因此存在著四種躍遷:→*、→*、n→*、n→*。前三種躍遷,max<200,一般觀察不到。孤立羰基化合物的n→π*躍遷,其吸收譜帶出現在270~300nm附近,一般呈低強度吸收(=10~20)的寬譜帶,稱之為R帶。CH3COCH3180nm(n→*)280nm(n→*),log

=1~2(ε=22)一般酮在270~280nm,醛在280~300nm。在紫外光譜中只有醛或酮羰基有此特征吸收峰,而羧酸、酯、酰胺的羰基n→*

吸收移向低波長。當前46頁,總共85頁。在酸、酯等化合物中,羰基與雜原子上的未成對電子共軛,使軌道能量降低,而*軌道的能量升高,使n→*躍遷能量增大,與酮相比譜帶n→*藍移。酮酯

當前47頁,總共85頁。CH3COCH3280nm(n→*)CH3CHO289nm(n→*)RCOOR~205(n→*)RCOOH→RCOO-紫移更多。RCOOH及RCOOR的n→*比RCHO的小,即紫移。當前48頁,總共85頁。含硫化合物:類似于醇、醚和羰基化合物,吸收帶max較大。3.含雜原子化合物醇、醚:躍遷類型:→*;n→*胺:躍遷類型:→*;n→

*吸收帶位于真空紫外或遠紫外區,吸收較弱。硝基化合物:躍遷類型:→*;

*;n→*吸收帶:K帶;R帶當前49頁,總共85頁。二、共軛雙鍵化合物躍遷類型:→*;→*;(n→*)吸收譜帶:K(R)吸收帶有多個雙鍵組成共軛雙鍵體系,隨著共軛體系的延伸,吸收強度也隨著增加,顏色逐漸變深,吸收光譜發生較大幅度的紅移。

如丁二烯max為217nm,當有5個以上共軛雙鍵時,吸收帶已出現在可光區。當共軛二烯碳上氫原子被取代時,max作規律性的改變:伍德沃特(Woodward)和菲希(Fieser)提出了計算共軛二烯及其衍生物K帶的最大吸收波長值max的經驗公式。當前50頁,總共85頁。表2-5計算共軛烯烴

max的Woodward-Fieser規則異環或開環共軛雙烯母體max

217nm

同環雙烯母體

253nm

增值(nm)增加一個共軛雙鍵環外雙鍵每一個烷基或環烷基取代-O-CO-R或-O-CO-Ar-OR-SR-Cl、-Br-NR2+30+5+50+6+30+5+60

溶劑校正0

當前51頁,總共85頁。1.共軛二烯類化合物對2~4個雙鍵共軛的烯烴及其衍生物K帶的最大吸收波長值max按Woodward-Fieser規則計算。首先選擇一個共軛雙烯作為母體,然后加上表中所列與共軛體系相關的經驗參數計算。如:

217+4×5+5=242nm(242nm)(1)當前52頁,總共85頁。若既可取同環又可取異環時,則應取能量最低(波長最長)為母體。同環雙烯253一個延伸雙鍵30三個取代基3×5一個環外雙鍵5一個酰氧基0

303nm(304nm)當前53頁,總共85頁。2.共軛多烯化合物(含五個以上共軛雙鍵)對于四個以上的雙鍵的共軛體系,其max和max可按費塞爾(Fieser)-肯恩(Kuhn)規則計算。計算公式:

max(己烷)

=114+5M+n(48-1.7n)-16.5R環內-10R環外max(己烷)

=1.74×104n式中:M--取代烷基數

n--共軛雙鍵數

R環內--含環內雙鍵的環數

R環外--含環外雙鍵的環數當前54頁,總共85頁。

max=114+5M+nn)-16.5R環內-10R環外

max=1.74×104n例:-胡羅卜素

n=11,M=10,R環內=2;R環外=0;

max=114+5×10+11(48.0-1.7×11)-16.5×2=453.3nm(實測452nm,己烷)max=1.74×104×11=19.1×104(15.2×104,己烷)當前55頁,總共85頁。3.

、不飽和羰基化合物、不飽和醛酮的C=C與C=O處于共軛狀態,K帶和R帶與相應弧立生色基的吸收帶相比處于較長波段。K帶由→*躍遷產生,

max約在220nm附近,為強吸收帶,max一般大于10,000。R帶由n→*躍遷產生,一般出現在300nm附近,為一弱吸收帶max=10~1000。CCCCCO

當前56頁,總共85頁。表2-6計算

、不飽和醛酮的Woodward-Fieser規則

基數:烯酮(開鏈或大于五元環酮)五元環烯酮

、-不飽和醛nm202210增值:延伸一個共軛雙鍵烷基或環烷基取代

和以遠

30nm+10+12+18當前57頁,總共85頁。基團增值基團增值-OH

-OAC(

)-OR

-SR-Cl

+35+30+50+6+35+30+17+31+85+15+12-Br

-NR2

環外雙鍵(C=C)同環共軛雙烯+25+30+95+5+39注:以上計算值僅適合于以95%乙醇為溶劑,若為其它溶劑,需校正。當前58頁,總共85頁。二氧六環+5nm氯仿+1nm乙謎+7nm水-8nm己烷+11nm環己烷+11nm甲醇0乙醇0、不飽和羰基化合物的溶劑校正值當前59頁,總共85頁。例基值:215

-羥基+35-烷基2×12274nm(270nm)基值:215

-烷基+10-烷基2×12環外雙鍵2×5259nm(257nm)當前60頁,總共85頁。基值:215

-烷基+12-以遠烷基3×18同環雙鍵+39延伸雙鍵2×30環外雙鍵+5385nm(388nm)基值:202

-烷基+10

-烷基2×12羰基+5241nm(241nm)O例外:五元環酮的羰基雙鍵加5nm當前61頁,總共85頁。4.不飽和羧酸及酯類利用聶爾森(Nielsen)規則計算不飽和羧酸及酯的max羧酸和酯的基值:

或一元取代者208nm

、或、二元取代者217nm

、、三元取代者225nm增值:與C=C共軛+30nm

-或-烷基+18nm環外雙鍵+5nm不飽和雙鍵在五元或七元環內+5nm當前62頁,總共85頁。例:max=217+5=222nm(220nm)基值:217七元環內雙鍵+5

222nm(222nm)當前63頁,總共85頁。三、芳香族化合物1.苯的紫外吸收光譜躍遷類型:

→*吸收譜帶:E1、E2、B三個吸收帶。能看到的是E2的末端吸收和強度小的B帶。苯的UV吸收:max/nmmaxE118447000E22037000B254230有取代基取代后,E2帶和B帶紅移,同時降低了B帶的精細結構特征。當前64頁,總共85頁。當前65頁,總共85頁。

體現了苯環與取代基的相互作用,使最大吸收譜帶紅移、強度增大、B帶精細結構消失。 若苯環上引入一個助色團,則發生p-共軛或s-超共軛,使苯環各譜帶紅移,強度增大。其影響與推電子能力有關,順序為:O->NH2>OCH3>OH>Br>Cl>CH3 若苯環上引入一個發色團,則發生-共軛,降低了*躍遷能量,使苯環各譜帶紅移,強度增大。其影響與吸電子能力有關,順序為:NO2>CHO>COCH3>COOH>CN,COO->SO2NH2>NH3+2.單取代苯的紫外吸收譜帶當前66頁,總共85頁。苯甲苯苯和甲苯的UV譜(環己烷)當前67頁,總共85頁。硝基苯(1)、乙酰苯(2)和苯甲酸甲酯(3)的UV譜(庚烷)當前68頁,總共85頁。 與單取代苯類似3.二取代苯的紫外吸收帶當前69頁,總共85頁。4.稠環芳香化合物這類化合物的紫外光譜較復雜,稠環的環數愈多,共軛體系愈大,max紅移愈多,甚至延伸至可見光區。如萘、蒽和并四苯的紫外光譜示于下圖中,譜帶位置和峰形可用于稠環化合物的鑒定。環上非共軛取代基對它們的紫外光譜影響不大,若想鑒定光譜中的每條吸收帶是困難的,最好是通過與標準譜圖對比來鑒定稠環化合物的類型。當前70頁,總共85頁。5.雜環化合物雜環芳香化合物的紫外光譜與相應的芳烴及其取代衍生物大致相似。如吡啶的紫外光譜與硝基苯相似,但吸光強度有所差別:當前71頁,總共85頁。第五節紫外吸收光譜的應用一、定性分析

通常只用作輔助手段(1)通過計算推定(2)通過圖譜比較推定

max,max——化合物特性參數,可作為定性依據。

max,max都相同,可能是一個化合物定性依據:1.確定分子結構(從可能結構中選擇)當前72頁,總共85頁。例:有一化合物結構可能是A,也可能是B,通過紫外光譜測得其max為242nm,試確定其結構:解:化合物A

max=217+5×4+5=242nm基值2個環基,2個烷基1個環外雙鍵化合物B

max=217+5×3=232nm基值2個環基,1個烷基AB當前73頁,總共85頁。UV測得:

異構體max=228(ε

=1400),異構體max=296(ε

=11000)[乙醇中]當前74頁,總共85頁。

有一化合物C10H16由紅外光譜證明有雙鍵、六元環和異丙基存在,其紫外光譜max=231nm(9000),此化合物加氫只能吸收二分子H2,確定其結構。解:①計算不飽和度=3;一個六元環,兩個雙鍵;共軛?②max=231nm,③可能的結構

max:232273268268max=異環二烯+2×環殘基+環外雙鍵=217+2×5+5=232(231)ABCD④計算max當前75頁,總共85頁。(1)220~700nm范圍內沒有吸收:脂環烴或它們的簡單衍生物(氯化物、醇、醚、羧酸類等),也可能是非共軛烯烴。

(2)250-350nm內顯示中、低強度的吸收帶(

=10-100),且峰形較對稱,說明分子中含有醛、酮羰基或共軛羰基(n→*躍遷產生的R帶)。(3)220~250nm有強吸收(

104):表明含有一個共軛體系(K)帶

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