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第五章 分析方法的应用(3)

烷基酚聚氧乙烯醚 烷基苯磺酸钠
不同类型表面活性剂的紫外光谱图
二、定量分析
定量依据:A C l
A : 吸光度 ε: 摩尔消光系数(L· -1· -1 ) mol cm l:溶液层厚度(cm) c: 溶液的摩尔浓度(mol/L)
二、定量分析
(1)标准对照法
标样 待测
C样 A样 C标 A标
8.21
宽峰在芳 香区域内
多重
2
6,8位芳香质子 -NH2
本章结束
习题:
1.简述紫外光谱定性和定量分析的依据。 2.试比较各种分析方法的异同点和应用范围。
3.某化合物的分子式为C9H10O,IR谱图中在1715cm-1
处出现强吸收峰,在1600cm-1、1510cm-1处出现中等 强度吸收峰;1H NMR谱图:δ7.2(单峰,5H),δ3.7 (单峰,2H),δ2.1(单峰,3H);MS: 29(70) , 43(100),67(3),91(52),92(8),134( 15)。试推测它可能的结构,并写出质荷比m/e分别 43和91碎片离子峰的裂解过程。
A A 2
b
1
b
a a Aa b A1 A2 a ( 1a 2 ) Ca l
a Ca l
A A Ca a a a l 1 2
a b
a b
双波长分光光度法波长的选择原则:
(1)一般1选定为混合物中欲测组分的最大吸收波长。 (2)一般2选定为混合物中干扰组分等吸收点的波 长,即干扰组分在所选两个波长(1,2) 处吸光度相等。
可能的结构CH3CH2
例如:化合物 C8H8O2,推断其结构
3 1 4
10
9
8
7.43
7
6
5
4
3.87
3
δ9.87
解: 化合物 C8H8O2,
(1)看积分线有四组峰 A:B:C=3:4:1(H数之比)
(2)看峰的化学位移和裂分数目 δ3.87,单峰,3H,CH3-,向低场位移,与电负 性基团相连, 属于CH3O-; δ7.43,四重峰,4H,属于 ;
定性分析应用实例
1. 利用max进行定性鉴定
相同测试条件,与标准对照 物谱图或标准谱图进行对照比 较。
合成产品
定性分析应用实例
2. 利用max考察化合物的稳定性
pH=3 pH=8
pH=8
pH=6 pH=6 pH=3
红子中红色素不同pH值 时的紫外吸收光谱图
红子中黄色素不同pH值 时的紫外吸收光谱图
定性分析应用实例
3. 依据吸收光谱的相似程度复配染料
0.5:2.3
0.5:2.2 0.5:2.1 商品染料
红、黄两种染料不同配比时的吸收光谱图
续前
定性分析应用实例
4. 利用吸收峰的形状鉴定化合物的纯度
含少量水杨酸的阿司匹林紫外吸收光谱图
定性分析应用实例
5. 利用紫外区的吸收鉴别表面活性剂的类型
解析: NMR分析 δ7.2(单峰,5H)为苯环单取代。 δ3.7(单峰,2H)为-CH2-,且邻位C没有H。 δ2.1(单峰,3H)为-CH3,且邻位C没有H。 IR分析 1715cm-1 确定存在-C=O; 1600cm-1、1510cm-1,确定存在苯环。
正确结构:
MS验证:
例2:
某化合物的分子式为C9H10O2,IR谱图中在1745cm-1处出 现强吸收峰,在1100cm-1处出现中等强度吸收峰; 1H NMR谱图: δ7.22(单峰,5H)、 δ2.36(四重峰,2H)、 δ1.98(三重峰,3H); MS: 43、57、 77、79、94、108、121、150。 推测其结构,并写出质谱图中m/e 为57、94和121的碎片 离子峰的裂解过程。
MS: m/e=393 染料的核磁谱图 (X=3, R=C2H5)
化学位移 1.05 1.89 3.37 3.42 3.71 7.71 多重性 相对氢原子数 归属 3 CH3CH2三重 2 -CH2CH2CH2五重 2 -OCH2CH3 四重 2 三重 -OCH2CH2- 三重 多重 2 2 ( CO)2NCH2CH26,7位芳香质子
第五章 现代分析方法在精细 化学品中的应用
5.1 核磁共振在精细化学品中的应用
5.2 紫外可见在精细化学品中的应用
5.3 质谱在精细化学品中的应用
5.4 现代分析方法应用综述
5.1 核磁共振在精细化学品中的应用
谱图解析的步骤
(1)根据峰的强度(面积),确定每组峰的氢原子数目; (2)根据峰的化学位移( ),确定基团的类型; (3)根据峰的裂分数,确定相邻碳原子上的氢原子数 目,决定相邻的基团。 (4)合理组合成最可能的结构式。
波谱综合解析步骤:
1. 由1H NMR确定出分子中各类型氢的数目、类 别、相邻氢之间的关系,推测出化合物可能 的结构式;
2. 由IR证实可能存在的官能团; 3. 利用MS断裂规律验证分子结构式是否合理。
例1:
某化合物的分子式为C9H10O,IR谱图中在1715cm-1处出 现强吸收峰,在1600cm-1、1510cm-1处出现中等强度吸收 峰; 1H NMR谱图:δ7.2(单峰,5H),δ3.7(单峰,2H ),δ2.1(单峰,3H); MS: 29(70), 43(100),67(3),91(52), 92(8),134(15)。 试推测它可能的结构,并写出质荷比m/e分别43和91碎 片离子峰的裂解过程。
a 过程:1 测定A1 a 2 测定A b
2
由A1 1 Ca l Ca
a a
a A1
al
1
a a b a b A2b A2 A2 2 Ca l 2 Cbl
Cb
a a A2b 2 Ca b
为CH3 –且另一端连有=CH — 。 D( 1.83, 双峰,3H),
结构式为:
H3CO
CH=CH CH3
5.2 紫外可见在精细化学品中的应用
紫外可见吸收光谱尤其适用于染料、农药、表 面活性剂、芳香族有机中间体方面的应用。
一、定性分析
定性鉴别的依据→吸收光谱的特征 最大吸收波长 吸收峰的强度 吸收峰的形状 吸收峰的数目
MS验证:
O O C CH2 CH3
O O C
m/e=121
+
H2C CH3
O
+
O H 2 C C CH3
m/e=57
CH3CH=CO
O
m/e=94
应用3:染料分析实例
教材P175
应用3:商品染料分析实例
一般蒽醌染料的结构式
商品染料的IR谱图数据:
3460 cm-1、 3300cm-1 双峰属于-NH2 1745 cm-1、 1696cm-1 属于-N-C=O、-C=O 1111 cm-1属于-CH2-OR
例:下图是C3H6O核磁共振图谱,三组吸收峰
的化学位移值分别为9.8,2.4和1。试推测结构。
3 1 c 2 bຫໍສະໝຸດ a9.82.4
1
0
解: 化合物 C3H6O,
(1)根据峰积分线高度求出各种类型H的数目
三组峰 a组:6H×3/6=3H b组:6H×2/6=2H c组:6H×1/6=1H (2)根据化学位移和裂分数目判断基团类型和各基 团的连接顺序。 a=1,三重峰,3H,属于CH3-且与- CH2-相邻; b=2.4,四重峰,2H,属于- CH2-且与- CH3相邻; c=9.8,单峰,1H,属于CHO-.
3. 紫外可见光谱——确定化合物的骨架
适用于不饱和化合物,特别是共轭不饱和芳香族 化合物 可进行定量分析
4. 质谱——确定相对分子质量
根据分子离子峰决定其相对分子质量
根据同位素峰的相对丰度判断Cl、Br、S元素
根据碎片离子峰结合其他谱图推测结构
二、精细化学品结构的综合分析实例
5.4 现代分析方法应用综述
一、各种分析方法的特点及应用范围
1. 红外光谱——确定主要官能团的存在
例如判断-OH、-C=O、C-O-C、-NH、 C=C以及苯 环等官能团的存在、苯环取代等信息。
2. 核磁共振谱(1HNMR)——确定不同氢和碳的 归属
从峰面积(积分)推测各峰的相应氢原子数目 根据化学位移判断基团的类型 根据峰的裂分数目判断某一基团与相邻基团的关系 滴加重水,确定OH、NH等“活泼氢”质子。
2. 多组分的同时测定
(1)两组分吸收光谱不重叠(互不干扰) 两组分在各自λmax下不重叠→分别按单组分定量
过程:1 测定A 1
a
a
b
2 测定A
a a
b
2
由A1 1 Ca l Ca
A1
a
2
l
a
1
(2)两组分吸收光谱部分重叠
λ1→测A1→b组分不干扰→可按单组分定量测Ca λ2→测A2→a组分干扰→不能按单组分定量测Cb

C标 A样 C样 A标
例如:1,5-萘二磺酸含量测定 测得含量为99%的1,5-萘二磺酸标样在287nm处的吸 光度A标为0.491,在相同条件下测得试样的吸光度A样 为0.438. 99% 0.438
C样
0.491
88.31%
(2)标准曲线法(工作曲线法) 过程: 配制标准系列最大吸收波长 分别测定A C ~ A曲线
• 步骤:
A 1
a b
A1 A1
a b
a
a a b A2b A2 A2
a a a b b Aa b A1b A2b ( A 1 A2 ) ( A1 A2 )
消除a的影响测b
a a 选 定1和2 A1b和A2b
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