有机化学资料 结构解析
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有机化学资料结构解析
1不饱和度
Ω=(2n+2-y+z)除以2
其中n是碳等四价原子数目y是氮等三价原子数目
z是氢等一价原子数目
也可以用等价烃
1价原子(如卤素)以氢代3价原子(如氮)以CH代4价原子以C 代
硫氧等2价原子忽略不计最后等价烃为CnHy
Ω=(2n+2-y )除以2
说明1:有机碱的盐,季铵盐
将相应酸、RX减去再计算。
说明2:有硝基化合物,可将硝基换算成氢,或按照氮3价,硝基算一个不饱和度。
O
N
O
2紫外光谱
2.1作用
2.1.1判断有什么发色团(烯、炔、羰基、氮碳双键、氮氧双键)存在
2.1.2 判断是否共轭,共轭体系中取代基位置、种类、数目
2.1.3观测样品中有无可吸收紫外光的杂质。
因溶剂极性增加,n →π*吸收蓝移,π→π*吸收红移,故应注明溶剂。2.2规律
2.2.1 紫外分光光度计只能观察到n →π*吸收蓝移,π→π*吸收
220-800纳米范围内透明(ε即摩尔吸光度小于1),可能是脂肪烃、胺、腈、醇、氯代氟代脂肪烃,且不含溴、碘、共轭二烯、醛酮,至于是否含羧基,各书有分歧。
2.2.2共轭体系延长,吸收红移;位阻影响共轭时则蓝移。
2.2.3π→π*(两者共平面)跃迁
较n→π*(两者垂直)跃迁有利,故前者ε常大于等于10000,后者ε小于100.
2.2.4210到250纳米强吸收示有共轭烯键;250到300纳米弱吸收(ε小于100)示有羰基;有中强吸收且谱图有一定精细结构的为苯,取代苯ε1000至10000.
2.2.5有颜色表示共轭单位总数大于5.
3红外光谱
3.1作用:判断有什么官能团存在。
3.2常用字母
vs,s,m,w
v(variable),b(broad)
3.3 分区
官能团区指纹区鉴定两化合物是否同一
4000-
15001500
-100
0
10
00
-7
00
确定特殊键、官能团存在,
ν伸缩既有ν伸
缩又有
ν弯
(σ)ν弯(面外弯曲)常表示烯、苯环取代情况
3.4波数与官能团大致关系
363400 3300 3
1
3
0
2
9
2
7
22
00
000
0
0
0
0
0
0
0
自
由
O-H N-H 炔
碳
-
氢
苯
环
碳
-
氢
烯
碳
-
氢
饱
和
碳
-
氢
醛
碳
-
氢
碳
氮、
碳碳
三键
116111
700004
0
0
2
0
0
1
0
0
羰基碳
碳、
碳氮
双键
饱
和
碳
氢
面
内
弯
曲
碳
氮
单
键
碳
氧
单
键
3.5各类化合物的IR
3.5.1烷
甲基1420-1470(亚甲基1465);1375异丙基1370和1385有等强双峰
叔丁基1370和1395有不等强双峰
3.5.2烯
顺式烯烃690
反式烯烃970
3.5.3炔
炔碳-氢弯曲700-600,N-H此处为宽峰。
3.5.4芳烃
苯环骨架振动1600,1585,1500,1450
单取代750,700
邻二取代750
间二取代700,780
对二取代820
3.5.5卤代烃
3.5.6醇酚醚
苯甲醚C-O-C 1250
C-H 伸缩C-H 弯曲
OCH3 2822 1450
CH3 2875 1375
3.5.7醛酮、羧酸及其衍生物
酰氯酸酐酯醛酮,
羧酸1800 1820,
1760
1750-1735 1730 1710
酰胺
1660
共轭约降低30
位阻使共轭受阻或角张力增加时吸收频率增加(环丁酮1775)
但环内双键伸缩频率反而随环张力增加而降低。
亚甲基环己烷是环外双键,1651,稍大
环己烯与开链烯相似,1646
环丁烯1566
3.5.8 胺
N-H伸缩3400(伯胺2个峰,仲胺1个峰)
伯胺N-H弯曲900-650(宽)
仲胺N-H弯曲750-700
3.6氢键
氢键可使谱带向低频方向移动数十到200.
分子内氢键不随非极性溶剂稀释而波数变大。
分子间氢键比分子内氢键影响更显著。
β-二酮类不显示共轭酮 的羰基峰, 而在1640-1540处出现宽的极强峰(C-O 单键性增强了)
O H O R
R
R
R
O
O H -+
3.7峰的形状
羧酸大的宽峰2300-3000
伯胺3400双峰
酸酐1820,1760两个强峰
苯1600,1585,1500(2-3个),14504核磁氢谱
4.1作用:结合IR可推导出碳骨架
4.1.1有几个峰
4.1.2峰的面积
4.1.3峰的形状
常用字母singlet, doublet, triplet, quartet,multiplet
4.2 原理由原子核自旋能级跃迁引起。化学位移δ值反映了质子化学环境(相邻原子或基团结构情况)
4.3大致δ值4.3.1
羧基氢醛基氢芳环氢烯碳氢羟基、
甲氧
基、乙
酰氧基
旁碳上
的氢甲氧基碳上的氢、氨基旁碳上的氢,卤素旁碳上的氢
11107543
甲氧基
3.6
(高鸿
宾3.
4)
氨基旁
碳上的
氢2.
8
碘甲烷
2.16
溴甲烷2.68
氯甲烷3.05
氟甲烷4.26
乙酰基、苄基氢伯仲叔氢
21炔氢、
炔丙氢、烯
丙氢
1.8
叔1.
5仲
1.3
伯1.
1
4.3.2氨基羟基氢通常变动范围大
(酰
胺)
酚羟基醇羟基氨基
8.0±0.19.0
-4.
5
5.5
-0.
5
4-
0.6
4.3.3氢键使δ值变大
X H Y
+-
吸电子基团Y使氢上电子云移向氢键,改变X-H共价键电子分布,推斥
共用电子对移向X,导致氢去屏蔽,分子间氢键δ值增加5,
分子内氢键增加更多
乙酰丙酮烯醇式氢δ可达15.5.
4.4自旋-自旋偶合,裂分,偶合常数
相邻不等性质子(化学环境不同的质子)自旋之间会通过成键的传递而相互干扰,引起信号裂分,称为自旋-自旋偶合,主要发生在同一碳或邻接碳的不等性氢之间。裂分线中相邻两峰间距离称偶合常数J,用赫兹(Hz)表示。
烯同碳氢J=0-3.5赫兹
烯键反式氢J=11-18赫兹
烯键顺式氢J=6-14赫兹
a被b裂分,偶合常数表示为
J ab,数值上J ab= J ba
一个质子或一组等性质子吸收峰被与之耦合的另外n个等性质子裂分为(n+1)个峰,裂分峰间相对强度比符合二项展开式(a+b)n系数间之比。(n=裂分数减1)
由信号裂分情况可知邻近质子数目,类型及相对位置,
d(1:1) ;t(1:2:1); q(1:3;3;1)