第八章 红外光谱与核磁共振.

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1、 有机化合物分子结构的测定是研究有机物的重有机化合物分子结构的测定是研究有机物的重要组成部分，只有了解了化合物的结构，才能深入要组成部分，只有了解了化合物的结构，才能深入研究其性质和作用，因此，确定研究化合物的结构研究其性质和作用，因此，确定研究化合物的结构是研究有机化学的首要任务。是研究有机化学的首要任务。有机化合物分子结构的测定方法：有机化合物分子结构的测定方法：化学方法：化学方法： 繁琐费时、费药品，有时无法准确繁琐费时、费药品，有时无法准确测定分子结构测定分子结构物理方法：物理方法： 速度快、省药品，可准确测定分子速度快、省药品，可准确测定分子结构结构物理方法：物理方法：1、紫外光谱、

2、紫外光谱（UV）：电子吸收光谱（电子跃迁）：电子吸收光谱（电子跃迁）（Ultraviolet Spectroscopy）2、红外光谱、红外光谱（IR） ：分子振动光谱和拉曼光谱：分子振动光谱和拉曼光谱（Infrared Spectroscopy）3、核磁共振谱、核磁共振谱（NMR）：原子核自旋）：原子核自旋 (Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy) （1H NMR, 13C NMR等）等）4、质谱、质谱（MS） ：分子裂解：分子裂解（Mass Spectroscopy）2-10万万5-50万万100-1000万万50-500万万 用高用高仪器操作复杂、

3、维护费仪器操作复杂、维护费仪器昂贵仪器昂贵缺点缺点 MSNMRIRUV8.1 电磁波谱的一般概念电磁波谱的一般概念1、光的频率与波长、光的频率与波长 光是一种电磁波，有波长和频率两个特征。电磁光是一种电磁波，有波长和频率两个特征。电磁波包括了一个极广阔的区域，从波长只有千万分之一波包括了一个极广阔的区域，从波长只有千万分之一纳米的宇宙线到波长用米，甚至千米计的无线电波都纳米的宇宙线到波长用米，甚至千米计的无线电波都包括再内，每种波长的光的频率不一样，但光速都一包括再内，每种波长的光的频率不一样，但光速都一样即样即31010cm/s。/nm/nm/cm/cm-1-1 波长与频率的波长与频率的关系

4、关系为：为： = c / : 频率，单位：赫（频率，单位：赫（HZ） : 波长，单位：厘米（波长，单位：厘米（cm）=300nm的光，它的频率（的光，它的频率（1HZ=1S-1）为）为: 频率的另一种表示方法是用波数，即在频率的另一种表示方法是用波数，即在1cm长长度内波的数目。度内波的数目。8.2 红外光谱（红外光谱（IR）1. 红外光谱的一般特性红外光谱的一般特性 反映反映分子振动能级分子振动能级的变化，可以确定一个新化合物的变化，可以确定一个新化合物中某一特殊键或官能团是否存在。中某一特殊键或官能团是否存在。 红外光分为：近红外、红外光分为：近红外、中红外中红外和远红外和远红外 1）红外

5、光谱图：）红外光谱图： 横坐标横坐标波长波长(m)及及波数波数(cm-1) 纵坐标纵坐标吸光度吸光度(A)或或透光率透光率(T%) A=lg(1/T) *吸收强度越大，透过率越小，吸光度越大。吸收强度越大，透过率越小，吸光度越大。2 2）待测样品状态：气、液、固）待测样品状态：气、液、固3 3）红外光谱仪所用频率：）红外光谱仪所用频率：40004000400cm400cm-1-1官能团区：官能团区：400040001400cm1400cm-1-1；指纹区：；指纹区：14001400400cm400cm-1-12. 2. 红外光谱的基本原理红外光谱的基本原理 红外光谱中的吸收带是由于分子吸收一定

6、频率的红红外光谱中的吸收带是由于分子吸收一定频率的红外光，发生振动能级的跃迁产生的。外光，发生振动能级的跃迁产生的。1 1）分子的振动形式）分子的振动形式以亚甲基为例：以亚甲基为例：伸缩振动伸缩振动()()面内弯曲振动：面内弯曲振动：面外弯曲振动：面外弯曲振动：面外摇摆面外摇摆 扭曲振动扭曲振动 注意：只有使分子产生瞬间注意：只有使分子产生瞬间偶极距变化偶极距变化的分子振的分子振动才能产生红外吸收。动才能产生红外吸收。2 2）红外光谱）红外光谱 注意：注意：相同的官能团或键型具有相同的红外吸收相同的官能团或键型具有相同的红外吸收频率。频率。 用途：判断分子中的官能团。用途：判断分子中的官能团。

7、说明：说明：1 1、特征吸收谱带主要集中在、特征吸收谱带主要集中在400040001250cm1250cm-1-1 （化学键或官能团的特征频率区）。（化学键或官能团的特征频率区）。 2 2、一般地，振动时所产生的偶极距越大，、一般地，振动时所产生的偶极距越大，吸收峰越强。吸收峰越强。 如如-OH-OH，-CO-CO-等极性基团的吸收较强。等极性基团的吸收较强。 3 3、分子结构引起的谱带的细微变化集中在、分子结构引起的谱带的细微变化集中在12501250675cm675cm-1-1（指纹区），可用来判断两个样品是（指纹区），可用来判断两个样品是否为同一化合物。否为同一化合物。需掌握的基团吸收峰