Спектральные методы в органической химии

Р О М А Г Н И Т Н О Г О И З Л У Ч Е Н И Я

При действии электромагнитного излучения на молекулу
происходит ее взаимодействие с излучением, которое
количественно выражается в неодинаковом ослаблении
интенсивности пропущенного веществом излучения
в разных участках электромагнитного спектра.
Способность поглощать электромагнитное излучение
является общим свойством всех молекул.

Область поглощения называется полосой,
а совокупность полос поглощения данной молекулы
называется спектром поглощения.

н т н ы е к о л е б а н и я

Д е ф о р м а ц и о н н ы е к о л е б а н и я

В И Д Ы К О Л Е Б А Н И Й В М О Л Е К У Л А Х

«тройных связей»
III - область «двойных связей»
IV - область «отпечатков пальцев»

(νs С-Н)
2860 см-1 (νas С-Н)
2126 см-1 (ν С≡С)
1463 см-1 (δ С-Н)
637 см-1 (δ ≡С-Н)

см-1

νC-Н = 2924, 2862 см-1
(для алифатической части);
νC-Н = 2715 см-1
(для альдегидной группы);
νС=О = 1728 см-1;
δC-H = 1458, 1381 см-1

ИК-спектр октаналя:

к т р о с к о п и я

в ультрафиолетовой

излучение УФ области спектра
(100 - 400 нм), а окрашенные - в видимой области (400 - 760 нм).

находиться на:

АО (А) + АО (В) → связывающая МО (σ, π)
АО (А) - АО (В) → разрыхляющая МО (σ*, π*)

Граничные МО: ВЗМО, НСМО

1. МО “σ” симметрии (С-С)
2. МО “π” симметрии (С=С)
3. Несязывающих МО “n” типа
(НЭП гетероатомов)

Еπ > Еσ
Еπ*< Еσ*

ПЕРЕХОДЫ σ→σ* и π→π* РАЗРЕШЕНЫ
ПЕРЕХОДЫ n→σ* и п→π* ФОРМАЛЬНО ЗАПРЕЩЕНЫ (реализуются с небольшой вероятностью)

данной длине волны
и толщине поглощающего слоя = 1 см. 

Электронные n→π* переходы наблюдаются в УФ-спектрах соединений,
в структуре которых несущий НЭП гетероатом соединен двойной (π) связью с соседним атомом: С=О, С=N, N=O, N=N, NO2.

щели
между ними (т.е. к уменьшению
∆Е электронного перехода)
и увеличению λ поглощения.

β-каротин - жёлто-оранжевый
растительный пигмент
(морковь, томаты, перец, тыква) -
предшественник витамина А
(ретинола).

энергетической щели между ними
(т.е. к < Е электронного перехода) и > λ поглощения.

полоса бензольного поглощения

Связь УФ-спектров со строением органических соединений

0, 1/2, 1, 3/2, 2… 9/2

ЯДРО СО СПИНОМ I МОЖЕТ НАХОДИТЬСЯ В МАГНИТНОМ ПОЛЕ
В 2I + 1 CОСТОЯНИЯХ

17

сдвигом δ (м.д). Химический сдвиг пропорционален частоте резонанса, а значит, и степени экранирования ядер.

Степень экранирования ядра зависит от электронной плотности на ядре и от электронных эффектов соседних атомов и групп. Уменьшение электронной плотности на протоне приводит к его дезэкранированию и смещению сигнала в слабое поле.

δ

19

Химически эквивалентные протоны
имеют одинаковые химические
сдвиги в спектре ПМР
и представлены в спектре 1 линией.

Примеры химически
эквивалентных протонов

(т.)

квадруплет (кв.)

1) химический сдвиг
2) мультиплетность
3) площадь сигнала резонанса
(интенсивность сигнала)
4) константа спин-спинового
взаимодействия

Химические сдвиги протонов
органических соединений разных классов

Мультиплет (м.) –
сигнал из 5
и более линий.