一、有机波谱分析简介1.常见有机波谱 2.有机四大谱及其特点 3.电磁波谱与有机光谱的对应关系二、红外吸收光谱2.分子振动与红外光谱 1.红外吸收光谱的定义 3.有机化合物基团的特征光谱 4.红外谱图解析三、核谱共振谱1.核磁共振产生的基本原理 3.自旋偶合和自旋裂分 5.13C 谱简介 2.化学位移 4.谱图解析1.常见有机波谱 常 见 有 机 波 谱2、有机四大谱及其特点有机四大谱：紫外吸收光谱、红外吸收光谱 、 核磁共振谱、质谱 ⎧ UV 0.01-5mg(与天平精度有关） ⎪ IR 0.1-1mg ⎪ ⎧样品用量少 ⎨ 优点⎨ ⎪ NMR 1-5mg ⎩ 准确快速 ⎪ MS 0.001-0.1mg ⎩⎧ UV ⎪ IR ⎪ ⎨ ⎪ NMR ⎪ MS ⎩⎧ 仪器昂贵 ⎪ 缺点⎨ ⎪仪器操作复杂、维护费用高 ⎩2-10万 5-50万 100-1000万 50-500万3.电磁波谱与有机光谱的对应关系λ/nm λ/cm-1二、红外吸收光谱 1.红外吸收光谱的定义红外吸收光谱是分子中成键原子振动 能级跃迁而产生的吸收光谱，只有引起分 子偶极距变化的振动才能产生红外吸收。

2.分子振动与红外光谱振动方程式：1 v振 = 2πm1 + m2 k m1m2k:力常数，与化学键的强度有关（键长越短，键能 越小，k越大） m1和m2分别为化学键所连的两个原子的质量，单 位为克即：化学键的振动频率（红外吸收峰的频 率）与键强度成正比，与成键原子质量成 反比。

亚甲基的振动模式：3.有机化合物基团的特征频率区段 (Ⅰ) N-H 和 O-H 伸 缩振动 区 (Ⅱ) 不饱和 特 C-H 伸 征 缩振动 频 区 率 区 (Ⅲ) 饱和 C-H 伸 缩振动 区 波数范围/cm-1 振动类型 O-H 伸缩 3750～3000 N-H 伸缩 相关有机化合物中基团的特征频率/cm-1 醇酚单体3650-3590(s);缔合3400-3200(s,b) 酸 单体 3560-3500(m) ;缔合 3000-2500(s,b) 胺 1。

;3500(m)和 3400(m);2。

3500-3300(m) 亚胺 3400-3300(m) 酰胺 3350(m)和 3160(m);一取代酰胺 33203060(m) 炔 3300 (s) 烯 3090-3010(m) 芳烃 -3030 说明 无论单体 还 是 缔 合 ， ν N-H 吸收都比 ν O-H 吸 收 尖而弱 醛基的 ν=C-H 吸收 于 2820cm-1 和 2720cm-1 处 3000cm-1 处 为区分饱 合与不饱 合 ν C-H 的 分界线 (? -H 的 ν C-H 吸 收 在 3050cm-1 处≡C-H伸缩 3300～3010 =C-H 伸缩3000～2800C-H 伸缩烷烃 CH3:2962+10(s)和 2872+10(s) CH2:2926+10(s)和 2853+10(s)区段 (Ⅳ) 三键和 累积双 键伸缩 振动区波数范围/cm-1振动类型 C≡C 伸缩2400～2100C≡N 伸缩 -N=C=O 伸缩 -C=C=O 伸缩相关有机化合物中基团的特征频率/cm-1 炔 RC≡CH 2140-2100(S) RC≡CR’2260-2190(v,w) 腈 2260～2240(m) 异氰酸酯 2275～2240(s) 烯酮 ～2150 酸酐 1850～1800(s);1790～1740(s) 酰卤 1815～1770(s) 酯 1750～1735(s) 醛 1740～1720(s) 酮 1725～1705(s) 酸 1725～1700(s) 酰胺 1690～1630(s) 烯 1680～1620(v) 芳环 1600(v);1580(m);1500(v);1450(v) 亚胺、肟 1690～1640(v) 偶氮 1630～1575(v) 烷烃 CH3: 1470～1430(m);1380～1370(s) CH2: 1485～1445(m) CH: 1340(w)说明(Ⅴ) 特 羰基伸 征 缩振动 频 区 率 区 (Ⅵ) 两键伸 缩振动 区 (Ⅶ) 饱合 C-H 面 内弯曲 振动区1900～1630C=O 伸缩酸酐两峰相距 60cm-1C=C 伸缩 1675～1500 1475～1300 C=N 伸缩 N=N 伸缩 C-H 面 内 弯曲有 >C(CH3)2 和-C(CH3)3 基 团 时 ， 13801370cm-1 处峰 裂分为两峰。

4.红外谱图解析A.红外谱图解析基础知识(1) 特征频率区：红外光谱中4000-1～300cm-1的高频 区称为特征频率区。

主要是X-H、三键( C N ) 及双 键（C=C,C=O,C=C)的伸缩振动。

(2) 指纹区：红外光谱的1000cm-1 ～ 650cm-1的低 频区称为指纹区。

主要是各种单键（C-N,C-O,C-C) 的伸缩振动及各种弯曲振动的吸收峰。

(3) 相关峰：习惯上把同一官能团的不同振动方式 而产生的红外吸收峰称为相关峰。

如甲 基(-CH3) 2960cm-1(νas)，2870cm-1(νs)， 1470cm-1 、 1380cm-1 ( δC-H剪式及面内摇摆)。

(4)已知物的鉴定：若被测物的IR与已知物的谱 峰位置和相对强度完全一致，则可确认为一种物 质（注意仪器的灵敏度及H2O的干扰）。

(5)未知物的鉴定：可推断简单化合物的结构 。

对复杂的化合物，需要UV、NMR、MS的数据5、红外光谱图(IR)官能团区：4000∼1400cm-1,伸缩振动引起，谱带比较简单， 特征性强。

3700-2500cm-1 2500-1900 cm-1 1900-1400 cm-1 C=C C=OC=NC-H N-H O-H S-H-C≡C-C≡N -C=C=O -N=C=O指纹区：1400∼600cm-1,由C-C, C-O, C-X伸缩振动及力 常数小的弯曲振动引起，光谱复杂。

1）红外谱带的影响因素： 成键原子杂化方式CCHCCHCC H 3300O3000-2850电子效应O3100-3000O H3C C OCH3 1740 O H3C C CH 1680 CH2 1620H3C C CH3 1720 O H3C C CH3 1720H3C C Cl 1780CH2 CHCH2CH3 1650氢键作用：一般使谱带移向低波数，且变宽。

2）、红外谱图中的基团特征（吸收）谱带 烷烃：C—H伸缩振动2940cm-1和2860 cm-1 C—H面内弯曲1460（不对称）和1380（对称） -(CH2)n- (n>=4)一般在720 cm-1处有特征峰（弱）烯烃：=C—H伸缩振动3100-3000cm-1 C=C伸缩振动1650cm-1(强度与分子对称性有关) =C—H面外弯折1000-600 cm-1(强，位置与分子对称性有 关）炔烃： ≡C—H伸缩振动∼3300cm-1 （尖锐峰） C≡C伸缩振动2300-2100cm-1(强度与分子对称性有关) ≡C—H面外弯曲振动700-600 cm-1芳香结构： C—H伸缩振动3100-3000cm-1 单 核 芳 环 骨 架 C=C 伸 缩 振 动 1600 、 1580 、 1500 、 1450cm-1(强度与分子对称性有关) C—H面外弯折900-690cm-1及起其倍频峰(形状、位置 与取代基位置有关)醇、醚O—H伸缩振动：固态、液膜3300-3400cm-1, 宽带。

非极性溶剂 稀溶液：∼3600cm-1，有时伴随缔合峰。

醚类C—O—C伸缩：1100-1250cm-1, 不易辨识。

胺、铵盐：胺的N—H伸缩振动：3300-3500cm-1，一般呈双峰（as和s），芳胺 吸收强度较大。

其它振动（C-N伸缩，N-H弯折）不易判别。

羰基化合物：C=O伸缩振动1620-1850cm-1，强度大。

6、红外光谱解析举例：A.正辛烷B、2-甲基庚烷2,2-二甲基己烷(E)-2-己烯1-己烯(Z)-3-己烯2-甲基-1-丙烯1-己炔2-己炔三、核磁共振谱(Nuclear Magnetic Resonance, NMR)1、基本原理原子核的自旋，自旋量子数I原子序数 偶数 奇数 奇数或偶数 质量数 偶数 偶数 奇数 0 整数 1/2, 3/2, 5/2… I NMR信号 无 有 有核磁共振现象核自旋磁矩 μ = γ•P = γ•hI / 2π（其中，P为自旋角动量，γ是磁 旋比，h为普朗克常数） 自旋核进动角速度ω0 = 2πν0 = γ•H0（式中，H0为外磁场强度，ν0为进动频率） 自旋磁量子数m = I, I-1, I-2...(代表不同的取向或能级，只能有2I +1个能级）1H的核磁共振在磁场中，核的能量E = -(m/I)μ H0 对于1H核，I = 1/2, m = ±1/2，在磁场H0中有两个不同能级 ，其能量差 ΔE = 2μ H0 = hν0 1H核发生共振的条件 ν = ν = γH / 2π 射 0 0 （ν射为外加电磁波的频率）其它I = 1/2的自旋核的共振核1H天然丰度(%) 99.98 1.108 0.365 100 100在同一磁场中的相对灵敏度 1.00 0.016 0.00104 0.834 0.06613C15N19F31P核磁共振波谱仪：连续波扫描NMR和FT-NMR二、质子的化学位移1、 化学位移的起因 化学位移源于核外电子在磁场中运动产生的感应磁场的屏蔽 或去屏蔽效应。

质子发生核磁共振的真正条件应为： ν射 = γ H有效/ 2π 其中：H有效= H0(1-σ) = H0 - H感应化学位移的表示方法：相对数值(δ/ppm)H样 - H标 δ/ppm = H仪ν样 - ν 标 x 106 x 10 = ν仪62、影响化学位移的因素：诱导效应和各向异性效应 诱导效应：电负性大的原子或基团，吸电子能力强，使邻近 1H的质子峰移向低场（左侧），反之移向高场（右侧）。

各向异性效应：烯、炔、芳香化合物。

氢键、：去屏蔽作用，醇、酸、β-二酮、酰胺等。

活泼质子交换：一般导致峰加宽、活泼质子化学位移不定温度及溶剂3、积分强度：用于确定分子中各种不同质子的数目 4、自旋裂分及自旋偶合 化学等价：分子中两个相同的质子处于相同的化学环境时 ，两者被称为化学等价。

化学等价的质子具有相同的化学 位移。

CH CO CH CH 3 2 2 3a b cH3Ca b cCH CH Br 2 2d e与不对称碳相连的CH2的两个质子化学不等价；有些质子等价 与否受条件限制。

H3C CH3CHCH2CH3 Cl 不等价 ClH C C HO CH3C NHa Hb不等价低温下不等价相邻质子间在外磁场存在下的相互作用称为自旋偶合。