有机化合物的结构鉴定ppt课件

只有部分饱和有机化合物（如C-Br、C-I、C-NH2）的n* 跃迁有紫外吸收。 CH3Cl /172 nm(弱)， CH3OH/183 nm（150）， CH3Br/204 nm（200），CH3NH2/215 nm (600)， CH3I/258 nm(365)
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3. 2 不饱和脂肪族化合物
•当吸收光的波长位于400～800 nm可见光区内，物质呈现颜
色，所显示的颜色是吸收光的补色。如吸收光（补色）：
400～465/紫（黄绿），
465～480/兰（黄），
480～550/绿（红紫），
550～580/黄（兰），
580～600/橙（兰带绿），
600～800/红（兰绿）
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有机化合物的结构鉴定方法
泛谷科技公司 刘恩桂
目录
紫外光谱
红外光谱
质谱
核磁共振
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紫外光谱
一、基本原理
1.1 紫外光谱的产生
紫外吸收光谱是由于分子中价电子的跃迁而产生的。
紫外吸收光谱的波长范围是100-400nm（纳米），其中： 100-200nm : 为远紫外区，在该波长范围内，空气中的N2、O2、CO2、H2O
丙酮
（275nm） （295nm）
乙醛（292nm）
可以看出，电子跃迁前后两个能级的能量差值ΔE越大，跃迁所 需要的能量也越大，吸收光波的波长就越短。
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二、 紫外光谱图的组成
紫外光谱图是由横坐标、纵坐标和吸收曲线组成的。
横坐标表示吸收光的波长，用nm（纳米）为单位。 纵坐标表示吸收光的吸收强度，可以用A（吸光度） T%（透射比或透光率或透过率）、（1-T）%（吸收率）、 κ （吸收系数）、ε（摩尔消光系数）中的任何一个来表示。 吸收曲线表示化合物的紫外吸收情况。曲线最大吸收峰的 横坐标为该吸收峰的位置λmax ，纵坐标为它的吸收强度。
C=C双键可以发生π→π*跃迁，其π电子跃迁所需的能量比σ电子小， 因此其跃迁几率大，ε在5000～100 000左右。一个C=C双键的π电 子跃迁出现在170～200nm处，在近紫外区，一般检测不到，单个 CC和CN三键的π电子跃迁也小于200nm
乙烯λmax＝185nm(10000)；
1，3-丁二烯λmax＝217 nm (21000)；
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2.1 朗勃特—比尔定律和紫外光谱图
Lambert-Beer定律
当我们把一束单色光（I0）照射溶液时，一部分光（I）通过 溶液，而另一部分光被溶液吸收了。这种吸收是与溶液中物质
的浓度和液层的厚度成正比，这就是朗勃特—比尔定律。用数
学式表式为：
I
A=EcL= log
A=
log
I
Io
：吸光度（吸收度）；
Io
c ：溶液的摩尔浓度（mol/L）
L：液层的厚度；
E：吸收系数（消光系数）
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100
T%
50 0
9
logε 3.0
2
360
乙酸苯酯 的紫外光谱图
λmax
280
360
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三、 各类化合物的紫外光谱
3.1 饱和烃
I、 max= 184 nm ( = 47000） II、 max= 204 nm ( = 6900） III、max= 255 nm ( = 230）
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四、max与化学结构的关系
应用伍德沃德和费塞尔规则来估算化合物紫外吸收max的位置。 该公式为：
max= 母体二烯烃（或C=C-C=O）+ 环内双烯 + 环外双键 + 延伸双键 + 共轭体系上取代烷基 + 共轭体系上取代的助色基
助色基： 当具有非键电子的原子或基团连在双键或共轭体系上时，
会形成非键电子与电子的共轭（p-共轭），从而使电子的活动范围 增大，吸 收向长波方向位移，颜色加深，这种效应称为 助色效应。 能产生助色效应的原子或原子团称为助色基。如：－X，－OH，－ OR，－NH2，－NR2，－SR…..等。
1.2 电子跃迁的类型
有机分子主要有三种价电子：形成单键的σ电子、 形成双键的π电子和未成键的孤对电子（n电子）
各种跃迁所需能量的大小顺序为：
σ→σ*＞σ→π*＞π→σ*＞n→σ*＞π→π*＞n→π*
E
n
各种电子跃迁的相对能量
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与电子吸收光谱（紫外光谱）有关的电子跃迁，在有机化合物中 有三种类型，即σ电子、π电子和未成键的n电子。
1，3，5－己三烯λmax＝258nm(35000)；
癸五烯λmax＝335 nm (118000)，淡黄色；
二氢－β－胡萝卜素（8个双键）λmax＝415 nm(210 000)，橙黄；
番茄红素λmax＝470 nm(185 000)，红色
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3.3 芳香族有机化合物
芳香族有机化合物都具有环状的共轭体系，一般来讲， 它们都有三个吸收带。最重要的芳香化合物苯的吸收带为：
实例
max= 217nm（母体二烯烃）+35nm（环外双键） +30nm（延伸双键）+5 5nm(共轭体系上取代烷基）
= 287nm
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五、吸收位置及影响因素
生色基：能在某一段光波内产生吸收的基团，称为这一 段波长的生色团或生色基。常见的生色团有 C＝C-C=C，C=O，－COOH，C=C，Ph－， －NO2，－CONH2，－COCl，－COOR等;
等都有吸收，因此只有在真空中进行研究，又称真空紫外； 200-400nm: 为近紫外区，一般的紫外光谱是指近紫外区； 400-800nm: 为可见光区波长。常见的分光光度计包括紫外和可见两部
分，称紫外-可见分光光度计。
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•电子能级的跃迁所需能量最大，约1～20eV之间，根据E = hυ＝ h c/λ，需要吸收光的波长范围在200～1000 nm之间，恰好落在紫 外－可见光区域。因此，紫外吸收光谱是由于分子中价电子的跃 迁而产生的，也称之为电子光谱
电子跃迁类型、吸收能量波长范围、与有机物关系如下：
跃迁类型 吸收能量的波长范围
σ σ* n σ* π π *（孤立）
π π *（共轭）
n π*
~150nm 低于 200nm 低于 200nm 200~400nm 200~400nm
有机物
烷烃 醇，醚
乙烯（162nm）丙酮（188nm）
丁二烯（217nm） 苯（255nm）