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有机化合物的结构表征
研究有机化合物结构的基本程序
1. 研究一个未知有机化合物的基本程序
分离提纯→元素定性、定量分析→测定相对
分子质量→推测构造式→结构表征
2. 常用的分离方法:
蒸馏、萃取、洗涤、重结晶、升华、色层、色
谱等物理分离过程,有时用物理、化学相结合的分
离过程。
分离后检查纯度:方法有测熔点、沸点、折射率、
比旋光度等物理常数和色谱分析等。
3. 元素的定量定性分析
分析样品的组成元素及其含量,计算出化合物组
成的实验式。
4. 测定相对分子质量
测定相对分子质量,结合实验式才能写出分子
式。
5. 推测构造式
根据化合物制备方法或来源,结合分子式,利用
同分异构概念,推测可能的构造式,甚至构型式。
6. 结构表征
物理常数测定法、化学法和近代物理法。
近代物理方法:应用近代物理实验技术建立的一系列仪器分析方法-------波谱法。
化学方法:
(1)官能团分析方法
官能团决定研究对象所属化合物类别,进行定性分析,进行定量测定。
(2)化学降解及合成方法
(3)官能团转化法
把官能团化合物转化成衍生物,测定衍生物的性质。
物理常数测定法:
此法只能为辅助方法。
近代物理方法:
红外光谱、紫外光谱、核磁共振谱和质谱被广泛使用。这些方法揭示化合物微观结构,是结构表征的最有力的手段和快速的方法。
1、电磁波粒子能量:
测定物质吸收光波的频率表征分子结构的原理
有机化合物分子中的原子、电子、原子核等是运动的,质点不同,运动状态不同,能量差是量子化的。用电磁波辐射物质,质点吸收电磁波,获得能量,改变运动状态。因此,分子中不同质点运动状态改变,只能吸收具有相应能量的波,即一定能量的波。换句话说,分子吸收波的频率,反映了分子中各质点的种类和运动状态。
与有机分子结构有关的光波的频率如下表:
有机化合物结构表征最常用的光波谱
红外光谱(IR)反映的是价电子跃迁,常用来决定化合物含有什么官能团,属于哪类化合物。
紫外光谱(UV)反映的也是价电子跃迁,更多的用于电子离域体系的电子跃迁,常用来表征分子中重键的情况,特别是共轭体等。
核磁共振光谱(NMR)反映的是原子核(氢核和碳核)的跃迁,常用来测定有机分子中的氢原子和碳原子连接的方式和化学环境。