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最大吸收波长的计算


+5nm
λmax计算值
243nm
(实测值:243nm)
3. 费泽-库恩(Fieser-Kuhn)规则 如果一个共轭分子中含有四个以上的共轭双键,
则其 λmax: λmax=114 + 5M + n(48.0-1.7n) -16.5Rendo-10Rexo
式中 n----共轭双键数目 M----共轭体系上取代烷基和环基数目 Rendo----共轭体系上环内双键数目 Rexo----共轭体系上环外双键数目
20
300
18
291
15
291
14
2.羧酸及其衍生物 (如—NR2,—OH,—OR,—NH2,—X)
这些基团都属于助色基团,羰基的 n→π* 跃迁吸 收较醛、酮发生较明显的蓝移,但 ε 变化不大。
这是 诱导效应和共轭效应的综合结果。
(二)不饱和羰基化合物 1.α,β-不饱和醛、酮 Woodward,Fieser和Scott总结共轭醛,酮K带的λmax的计算规则:
Δλ/nm 0 +1
+5
+7 +11 +11 -8
例1 计算下列化合物的λmax O
六元环α,β-不饱和酮的基本值 215nm
1个烷基α取代
+10 nm
2个烷基β取代
+12×2 nm
2个环外双键
+5×2 nm
259 nm
(实测值258 nm)
O
直链α,β-不饱和酮的基本值 215 nm
延长1个共轭双键
延长2个共轭双键
+30×2nm
同环共轭双键
+39nm
1个烷基β位取代
+12 nm
3个烷基γ位以远取代
+18×3 nm
1个环外双键
+5 nm
385 nm
(乙醇中实测值 388 nm)
2.α,β-不饱和羧酸、酯、酰胺 α,β-不饱和羧酸和酯的波长较相应的α,β-不饱
和醛、酮要短。计算规则如下表2-10。
NO2
NO2
NO2
NO2
O2N
λmax: 269 nm
240 nm
227 nm
NO2
λmax= 269 nm
COOH NO2
λmax= 235 nm
COOH
λmax= 230 nm
COOH O2N
λmax= 246 nm
若两个取代基均为斥电子基团,则邻、间位二取 代时 λmax与单取代苯中 λmax值较大者相近,例如:
直链和六或七元环α,β-不饱和酮的基本值 215 nm
母 体 五元环α,β-不饱和酮的基本值
202 nm
α,β-不饱和醛的基本值
207 nm
取代
取代基位移增量/nm
基位

烷基 OAc OR OH SR Cl Br
NR2 苯环
α
10 6 35 35
15 25
β
12 6 30 30 85 12 30 95 63
表2-7 链状共轭多烯类化合物的波长计算法
共轭二烯骨架基本值
217nm
每增加一个共轭双键
+30nm
烷基或环基取代
+5nm
环外双键
+5nm
卤素取代
+17nm
表2-8 环状共轭二烯波长计算法
•应用此规则的注意事项: (1)当有多个母体可供选择时,应优先选择较长波 长的母体,如共轭体系中若同时存在同环二烯与异 环二烯时,应选择同环二烯作为母体; (2)环外双键在这里特指 C=C 双键中有一个 C 原 子在该环上,另一个 C 原子不在该环上的情况(如 结构式 A),而结构式 B 和 C 则不是;
NH2
OMe
λmax= 230 nm
O Me N H2
λmax= 236 nm
λmax= 217 nm
O Me H2N
λmax= 236 nm
(3)具有苯羰基结构的化合物 λmax 计算方法 表 2-11 为Scott规则,用于估算具有苯羰基结构
(XC6H4COZ)的化合物 E2 吸收带的λmax:
表2-10 α,β-不饱和羧酸和酯的K带λmax计算规则(EtOH为溶剂)
基本值/nm
取代基增加值 /nm
烷基单取代羧酸和酯(α或β)
208
烷基双取代羧酸和酯(α,β或β,β) 217
烷基三取代羧酸和酯(α,β,β) 225
环外双键
+5
双键在五元或七元环内
+5
延长1个共轭双键
+30
γ位或δ位烷基取代
邻位环残基 +3nm
间位Cl取代 +0nm
计算值
256nm
(实测值 257nm)
O
NHCOOCH3 H
Z=H 基本值
250nm
对位NHAc取代 +45nm
计算值
295nm
(实测值 292nm)
例1 计算全反式 β-胡萝卜素的λmax值
λmax=114+5M+n(48.0-1.7n)-16.5Rendo-10Rexo =114 + 5×10 + 11(48.0-1.7×11)-16.5×2 = 453.3nm
实测值为453nm(在氯仿中)
2 计算番茄红素的λmax值。
λmax=114+5M+n(48.0-1.7n)-16.5Rendo-10Rexo =114 + 5×7 + 11(48.0-1.7×11)-16.5×0 -10×0 = 471.3nm
A
B
O
C
(3)计算时应将共轭体系上的所有取代基及所有环外 双键均考虑在内,对“身兼数职”的基团应按实际 “兼职”次数计算增加值,同时应准确判断共轭体系 的起点与终点,防止将与共轭体系无关的基团计算在 内; (4)该规则不适用于共轭体系双键多于四个的体系, 也不适用于交叉共轭体系,典型的交叉共轭体系骨架 结构如下:
(实测值
217nm +5nm
222nm 222nm)
OH O
β,β-双环基取代羧酸基本值 环外双键
(实测值
217nm +5nm 222nm
220nm)
五、芳香族化合物
苯有三个吸收带: 184nm(ε 68000, E1带) 203.5nm(ε 8800, E2或K带) 254nm(ε 250, B带)
2、二取代苯的吸收规律 二取代不论基团性质,均能发生红移,ε 增大,
λmax难于估算。一般规律如下: (1)对位取代
若取代基为同类时(都为吸或斥电子基团),λmax 与这两个取代基分别构成的单取代苯中 λmax值较大者 靠近;例如:
NO2
λmax= 269 nm
COOH O2N
COOH
λmax= 230 nm
(异辛烷为溶剂)
B带受溶剂影响较大: 在气相或非极性溶剂中,B带有明显的振动精细
结构---峰形精细尖锐; 在极性溶剂中,精细结构消失,峰形平滑。
(苯环被取代后,引起红移和增色效应。)
1、单取代苯的吸收规律 1)苯环被一元取代时,一般使B带精细结构消失, 各谱带 λmax发生红移,εmax 值通常增加; 2)烷基取代亦发生红移(σ和π电子超共轭作用)。 3)取代基为助色团时发生红移,且供电子能力越强, 影响越大: -CH3< -Cl< -Br< -OH< -OCH3< -NH2< -O4)取代基为生色团时,影响力大于助色基,且吸电 子能力越强,影响越大: -NH3+< -SO2NH2< -CN、-COO- <-COOH < -COCH3< -CHO< -NO2
+18
α位OCH3,OH,Br,Cl取代 β位OR取代
+15~20 +30
β位NR2取代
+60
例1 计算下列化合物的λmax
O OH
β位单取代羧酸基本值 208nm
延长1个共轭双键
+30nm
δ 位烷基取代
+18nm
256nm
(实测值 254nm)
O
OH
α,β-双环基取代羧酸基本值 在五元环中的双键
O z
X
表2- 11 计算化合物XC6H4COZ λmax的Scott规则(EtOH为溶剂)
例1 计算下列化合物的λmax
H2N
Z=OH 基本值 对位NH2取代 计算值
O
OH
230nm +58nm 288nm
(实测值 288nm)
Cl C O OC 2H 5
OH O
Z=R 基本值 246nm
邻位OH取代 +7nm
实测值为472nm
四、羰基化合物
羰基: 一对 σ 电子, 一对 π 电子和
两对 n 电子
π→π* 跃迁产 生的强吸收带 (ε>104)
n→σ* 跃迁产 生的强吸收带 (ε ≈104)
n→π* 跃迁产 生的弱吸收带 (ε<100)R带
(一)饱和羰基化合物
1.对于饱和醛、酮来讲,这三个谱带分别位于: π→π* 跃迁 → 约160nm; n→σ* 跃迁 → 约190nm; n→π* 跃迁 → 约270nm~300nm
(一般酮在270~285nm;醛在280~300nm附近)
表2-6 某些脂肪族醛和酮的吸收特征
化合物
甲醛 乙醛 丙酮 2-戊酮 4-甲基-2-戊酮 环戊酮 环己酮 环辛酮
溶剂
蒸汽 蒸汽 蒸汽 己烷 异辛烷 异辛烷 异辛烷 异辛烷
n→π*
λmax/nm
ε
304
18
310
5
289
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