紫外光谱

null紫外光谱紫外光谱光谱的基本原理 仪器装置 实验技术 紫外吸收与分子结构关系 应用 基本原理基本原理电磁波谱 光谱的形成（示意图）：分子在入射光的作用下发生了价电子的跃迁，吸收了特定波长的光波形成。 郎伯-比耳定理 常见的光谱术语 电子跃迁的类型 影响紫外吸收的因素 返回光谱的形成（示意图）光谱的形成（示意图）返回电子跃迁电子跃迁返回郎伯-比耳定理郎伯-比耳定理吸光度A 透射率T ε为摩尔吸收系数 l为光在溶液中经过的距离（比色池的厚度） 透过光强度I1 入射光强度I0 返回A = log(I0/I1 ) = log(1/T ) = .c.l c, 溶液的浓度郎伯-比耳定理中常用符号和术语郎伯-比耳定理中常用符号和术语返回电磁波谱 电磁波谱 电磁波谱 电磁波谱 返回常见的光谱术语常见的光谱术语生色团：分子中产生紫外吸收带的主要官能团 助色团：本身在紫外区和可见区不显示吸收的原子或基团，当连接一个生色团后，则使生色团的吸收带向红移并使吸收强度增加．一般为带有p电子的原子或原子团 红移 ：向长波移动 蓝移：向短波移动 增色效应：使吸收带的吸收强度增加的效应 减色效应：使吸收带的吸收强度降低的效应 返回常见生色团和助色团常见生色团和助色团返回电子跃迁的类型及谱带特征电子跃迁的类型及谱带特征电子从基态（成键轨道）向激发态(反键轨道)的跃迁。 杂原子末成键电子被激发向反键轨道的跃迁 有机化合物有三种电子：电子、电子和 n电子 电子能级和跃迁示意图 电子能级和跃迁示意图 各种跃迁所所需能量(ΔE)的大小次序为： 返回紫外光谱的谱带类型紫外光谱的谱带类型 K带（共轭带）：共轭系统*跃迁产生，特征是吸收强度大，log > 4 E带：苯环的* 跃迁产生，当共轭系统有极性基团取代时， E带相当于K带，吸收强度大，log > 4 B带：苯环的*跃迁产生，中等强度吸收峰，特征是峰形有精细结构 R带：未共用电子的n*跃迁产生，特征是吸收强度弱，log  1 影响紫外吸收的因素影响紫外吸收的因素共轭体系的形成使吸收红移 超共轭效应 ：烷基与共轭体系相连时，可以使波长产生少量红移 空间效应：空间位阻，构型，构象，跨环效应 跃迁的类型 外部因素：溶剂效应 ，温度，PH值影响 返回共轭效应共轭效应共轭系统的能级示意图 及共轭多烯的紫外吸收返回溶剂效应溶剂效应极性增大使π—π*红移，n—π*跃迁蓝移，精细结构消失 溶剂效应对丙酮紫外吸收的影响 溶剂效应对丙酮紫外吸收的影响 1-己烷 2-95%乙醇 3-水 溶剂效应使精细结构消失溶剂效应使精细结构消失返回温度的影响温度的影响温度降低减小了振动和转动对吸收带的影响，呈现电子跃迁的精细结构返回PH值影响PH值影响苯酚的紫外光谱 苯胺的紫外光谱 返回空间位阻空间位阻ψ 0 ～10o 90 o 180 o λmax 466nm 370nm 490nm K带εmax 8900 6070 5300 640 返回跨环效应 跨环效应 λmax 300.5nm 280nm εmax 292 ～150  返回构型影响构型影响λmax 295.5nm 280nm ε 29000 10500 返回构象影响构象影响返回仪器装置仪器装置组成主要包括光源、分光系统、吸收池、检测系统和记录系统等五个部分 返回实验技术实验技术分光光度计的校正 溶剂的选择推测化合物分子骨架 溶剂对200-400nm的紫外光没有吸收 溶剂与样品不发生化学作用 常用的溶剂有：己烷、环己烷、乙腈、甲醇、乙醇、异丙醇、乙醚、二氧六环等返回分光光度计的校正分光光度计的校正0.01N硫酸中的重铬酸钾，波长及吸光度返回溶剂的选择溶剂的选择返回紫外吸收与分子结构关系紫外吸收与分子结构关系如果在210-250nm有强吸收，示有K吸收带，则可能含有两个双键的共轭体系，如共轭二烯或α，β不饱和酮等。同样在260，300，330nm处有高强度K吸收带，在表示有三个、四个和五个共轭体系存在。 如果在260~300nm有中强吸收（ε=200~1000），则表示有B带吸收，体系中可能有苯环存在。如果苯环上有共轭的生色基团存在时，则ε可以大于10000。 如果在250~300nm有弱吸收带（R吸收带） ε<100，则可能含有简单的非共轭并含有n电子的生色基团，如羰基等。紫外吸收与分子结构关系紫外吸收与分子结构关系各类化合物的UV光谱 饱和烃化合物 （烷烃和卤代烷烃的紫外吸收波长短，可用于紫外吸收测试溶剂） 简单的不饱和化合物 共轭系统的紫外吸收光谱 芳环化合物的紫外吸收光谱 返回卤代烃卤代烃返回简单的不饱和化合物简单的不饱和化合物简单烯烃、炔烃 位于真空紫外区，助色基团的存在可以使波长红移 简单醛酮 n—π*跃迁在紫外区，为弱吸收返回简单醛酮简单醛酮返回共轭系统的紫外吸收光谱共轭系统的紫外吸收光谱共轭双烯 α，β—不饱和醛、酮 α、β-不饱和羧酸、酯、酰胺 返回共轭双烯共轭双烯计算举例计算举例4个环残基取代 +5×4 计算值 237 nm（238 nm） （1）共轭双烯基本值 217 4个环残基或烷基取代 +5×4 环外双键 +5 计算值 242 nm （243 nm）（2）非骈环双烯基本值 217 5个烷基取代 +5×5 3个环外双键 +5×3 延长一个双键 +30×2 计算值 353 nm（355 nm）（3）同环共轭双烯基本值 253 共轭双烯共轭双烯共轭双烯基本值 2144个环残基取代 +5×3 1个环外双键 +5 计算值 234 nm（235 nm） 返回Some examples that illustrate these rules Some examples that illustrate these rules α，β—不饱和醛、酮α，β—不饱和醛、酮 α，β—不饱和醛、酮α，β—不饱和醛、酮计算举例计算举例（1）六元环α、β-不饱和酮基本值 215 2个β取代 12×2 1个环外双键 5 计算值 244nm (251nm） （2）六元环α、β-不饱和酮基本值 215 2个烷基β取代 12×2 1个烷基α取代 10 2个环外双键 5×2 计算值 259nm（258nm） （3）直链α、β-不饱和酮基准值 215延长1个共轭双键 301个烷基γ取代 181个烷基δ取代 18 计算值 281nm（281nm） 溶剂校正 溶剂校正 返回 α、β-不饱和羧酸、酯、酰胺α、β-不饱和羧酸、酯、酰胺计算举例计算举例CH3-CH=CH-CH=CH-COOHβ单取代羧酸基准值 208延长一个共轭双键 30δ烷基取代 18 计算值 256nm （254nm） 返回芳环化合物的紫外吸收光谱芳环化合物的紫外吸收光谱苯的紫外吸收光谱 （溶剂：异辛烷） 硝基苯（1），乙酰苯（2），苯甲酸甲酯（3）的紫外吸收光谱（溶剂 庚烷） 芳环化合物的紫外吸收光谱芳环化合物的紫外吸收光谱返回芳环化合物的紫外吸收光谱芳环化合物的紫外吸收光谱紫外吸收光谱的应用紫外吸收光谱的应用化合物的鉴定 纯度检查:如乙醇中少量苯的检查。 异构体的确定 位阻作用的测定 氢键强度的测定 成分（定量分析） 紫外光谱法在工作生产中的应用 推测化合物分子骨架化合物的鉴定推测化合物分子骨架： 200-800nm 没有吸收，说明分子中不存在共轭结构 (-C=C-C=C-,-C=C-C=O,苯环等），可能为饱和化合物。 200-250nm有强吸收峰，为发色团的K带，说明分子中 存在上述共轭结构单元。 250-300nm 有中等强度的吸收峰，为苯环的B带，说明 为芳香族化合物 270-350nm有弱吸收峰，为R带，可能为羰基化合物、 烯醇等。 样品有颜色，说明分子中含较大的共轭体系，或为含N 化合物. 推测化合物分子骨架利血平结构的鉴定利血平结构的鉴定返回α—沙倬酮α—沙倬酮紫外吸收为252nm返回 习题 习题答案在200-400nm区域 (1).无吸收峰 (2).无吸收峰 (3).有π—π*跃迁，产生K带和B带吸收， (4).有π—π*和 n—π*跃迁，产生K带、B带和R带吸收， (5).有π—π*跃迁，产生K带和B带吸收， (6).有n—π*跃迁，产生R带,产生烯醇式互变异构体时，还有K带吸收， (7).有π—π*和 n—π*跃迁，产生K带和R带吸收， (1). C>b>a , (2). A>c>b , (3). A>c>b 计算最大吸收波长： (1). 283nm, (2). 239nm, (3). 273nm (4).225nm (5). 246nm (6). 249nm (7). 299nm (8).无吸收 (9). 268nm (10). 256nm (11). 255nm 4.用UV区别化合物： (1). a. 232nm, b. 242nm, (2). a. 284nm, b.353nm (3). a. 237nm, b. 249nm (4). a, 247nm , b. 217nm