《OrgCh12醛和酮》PPT课件.ppt

作业（作业（P299P299）1 1（7 7、8 8、9 9、1010、1111）（）（1111小题书中与苯联的键应小题书中与苯联的键应 联右边联右边N N上）上）2 2（5 5、6 6、9 9、1010）4 4、5 5（1 1、2 2、3 3、4 4、5 5。注意注意比较比较4 4、5 5，在酸存在下氧，在酸存在下氧 化性强些）化性强些）7 7（2 2、3 3、4 4、6 6、8 8）9 9、1010、11(11(注意注意第第3 3题，先保护羰基，再制备格利雅试剂）题，先保护羰基，再制备格利雅试剂）1616（文中：多重峰（文中：多重峰改为改为：双峰双峰）1919。精选课件ppt第十二章第十二章第十二章第十二章 醛和酮醛和酮醛和酮醛和酮(Aldehyde and KetoneAldehyde and Ketone)精选课件ppt 醛和酮均含有醛和酮均含有羰基官能团羰基官能团：羰基碳原子上至少连有一个氢原子的叫醛：羰基碳原子上至少连有一个氢原子的叫醛：CHO 或或 叫醛基。叫醛基。羰基碳原子上同时连有两个羰基碳原子上同时连有两个烃基烃基的叫酮。的叫酮。第十二章第十二章 酮和醛酮和醛 核磁共振谱核磁共振谱精选课件pptsp2易受易受亲核试剂亲核试剂进攻，进攻，发生亲核加成发生亲核加成12.1 醛、酮的结构和命名醛、酮的结构和命名（1）醛酮的结构醛酮的结构甲醛的结构甲醛的结构羰基羰基电子云示意图电子云示意图偶极矩偶极矩 2.27D偶极矩偶极矩 2.85D精选课件ppt脂肪族醛酮命名脂肪族醛酮命名 也用希腊字母也用希腊字母 表示靠近羰基的碳原子表示靠近羰基的碳原子,其次为其次为、.，应该认识。，应该认识。（2）醛酮的命名醛酮的命名精选课件ppt(2)芳香醛、酮的命名，常将脂链作为主链，芳环为取代基芳香醛、酮的命名，常将脂链作为主链，芳环为取代基:(3)多元醛酮和酮醛：多元醛酮和酮醛：精选课件ppt醛酮的衍生物命名法自学醛酮的衍生物命名法自学精选课件ppt12.2 醛酮的制法醛酮的制法12.2.1 醇的氧化和脱氢醇的氧化和脱氢精选课件ppt标准的制备醛的方法：标准的制备醛的方法：欧芬脑尔氧化法欧芬脑尔氧化法欧芬脑尔氧化法用于不饱和醛、酮的制备欧芬脑尔氧化法用于不饱和醛、酮的制备CrO3是强氧化剂，会破坏碳谈重键是强氧化剂，会破坏碳谈重键精选课件ppt脱氢：脱氢：氧化脱氢：氧化脱氢：精选课件ppt12.2.2 炔烃水合炔烃水合精选课件ppt12.2.3 同碳二卤化物水解同碳二卤化物水解 该法主要制备该法主要制备芳香族醛酮芳香族醛酮精选课件ppt12.2.4 傅傅-克酰基化反应克酰基化反应 精选课件ppt12.2.5 芳烃侧链的氧化芳烃侧链的氧化本教材认为本教材认为直链醛为主直链醛为主（直（直:支支=4:1）。）。12.2.6 羰基合成羰基合成精选课件ppt 室室温温下下甲甲醛醛为为气气体体，12个个碳碳原原子子以以下下的的醛醛酮酮为为液体，高级醛酮为固体。液体，高级醛酮为固体。低级醛有刺鼻的气味，低级醛有刺鼻的气味，中中级级醛醛（C8C13）则则有有果果香香。低低级级醛醛酮酮的的沸沸点点比比相相对对分分子子量量相相近近的的醇醇低低。（分分子子间无氢键）。间无氢键）。12.3 醛酮的物理性质醛酮的物理性质醛酮沸点与烷烃沸点的比较醛酮沸点与烷烃沸点的比较精选课件ppt 沸点比同碳数醇类要低，比烃类要高沸点比同碳数醇类要低，比烃类要高 低级醛酮易溶于水。低级醛酮易溶于水。相对分子量沸点/oC甲醇3264.7甲醛30-21乙烷30-88.6精选课件ppt12醛酮的红外光谱醛酮的红外光谱 羰基化合物在羰基化合物在16801850cm-1处有一个强的羰基伸缩振处有一个强的羰基伸缩振动吸收峰。醛基动吸收峰。醛基C-H在在2720cm-1处有尖锐的特征吸收峰。处有尖锐的特征吸收峰。例例1:乙醛的红外光谱乙醛的红外光谱精选课件ppt 羰基若与邻近基团发生共轭，则吸收频率降低羰基若与邻近基团发生共轭，则吸收频率降低(红移红移):例例2:苯乙酮的红外光谱苯乙酮的红外光谱精选课件ppt12.4 醛酮的化学性质醛酮的化学性质12.4.1 亲核亲核加成反应加成反应 醛醛酮酮的的加加成成为为亲亲核核加加成成，易易于于HCN、NaHSO3、ROH、RMgX等发生等发生亲核加成反应亲核加成反应。(1)与与HCN加成加成-MCN剧毒，剧毒，HCN水溶性差，因此实验应遵守下列操作规范：水溶性差，因此实验应遵守下列操作规范：a)实验者手、臂不能有伤口；实验者手、臂不能有伤口；b)实验者必须戴橡胶或乳胶手套；实验者必须戴橡胶或乳胶手套；c)控制控制pH=911(与教材不同与教材不同)；d)仪器必须接酸吸收装置；仪器必须接酸吸收装置；e)必须在通风橱中进行。必须在通风橱中进行。精选课件ppt 羟基腈的用途：羟基腈的用途：1)合成合成羟基酸，羟基酸，羟基胺；羟基胺；2)有机玻璃的合成：有机玻璃的合成：精选课件ppta)可用于鉴定；可用于鉴定；b)可用于分离。可用于分离。在酸碱下可逆反应，分离提纯在酸碱下可逆反应，分离提纯(2)与与NaHSO3反应反应 醛醛、脂肪族甲基酮脂肪族甲基酮和和中环中环(C5C7)酮酮精选课件ppt加加入入CN-，磺磺酸酸基基被被氰氰基基取取代代，生生成成 -羟羟基基腈腈，避避免免用用有有毒毒的的氰化氢气体产生氰化氢气体产生，产率也比较高。，产率也比较高。反应机理反应机理：精选课件ppt(3)与醇加成与醇加成 催化剂：干燥催化剂：干燥HCl，或其它无水强酸。，或其它无水强酸。精选课件ppt生成半生成半缩醛的反应机理：缩醛的反应机理：生成缩醛的反应机理：生成缩醛的反应机理：精选课件ppt 在有机合成中常利用缩醛的生成和水解来保护醛基。在有机合成中常利用缩醛的生成和水解来保护醛基。缩醛的稳定性：缩醛的稳定性：精选课件ppt“维尼纶维尼纶”的合成：的合成：醛与二元醇反应生成环状缩醛：醛与二元醇反应生成环状缩醛：精选课件ppt酮酮也也能能与与醇醇生生成成半半缩缩酮酮或或缩缩酮酮，但但反反应应较较为为困困难难。而而酮酮和和1,2-或或1,3-二元醇比较容易生成环状缩酮：二元醇比较容易生成环状缩酮：在有机合成中常利用缩醛和缩酮的生成和水解来保护醛基。在有机合成中常利用缩醛和缩酮的生成和水解来保护醛基。由于缩醛和缩酮都能较易的与由于缩醛和缩酮都能较易的与1,2-或或1,3-二醇生成缩醛或缩酮，二醇生成缩醛或缩酮，所以经常使用它们来保护醛、酮羰基所以经常使用它们来保护醛、酮羰基。精选课件ppt28精选课件ppt29精选课件ppt精选课件ppt合成示例合成示例1：(4)与格利雅试剂的加成与格利雅试剂的加成精选课件ppt合成示例合成示例2：合成示例合成示例3：精选课件ppt例例1：例例2：(5)与氨的衍生物反应与氨的衍生物反应 与氨的衍生物与氨的衍生物,例如：例如：羟胺羟胺(NH2OH)，肼肼(NH2NH2)，苯肼，苯肼(C6H5NHNH2)、2,4-二硝基苯肼和二硝基苯肼和氨基脲氨基脲等反应。等反应。精选课件ppt例例3：例例4：例例5：精选课件ppt例例6：总之，醛酮与氨衍生物的反应是总之，醛酮与氨衍生物的反应是加成加成-消除消除(脱水脱水)反应反应。Z即氨的衍生物上的取代基。即氨的衍生物上的取代基。醛醛酮酮与与氨氨衍衍生生物物可可能能的的反反应应机机理理:精选课件ppt此类反应，多出现在推结构此类反应，多出现在推结构等题中出现等题中出现此类反应的用途：此类反应的用途：(1)鉴别鉴别醛酮醛酮(最常用的是最常用的是2,4-二硝基苯肼，产生黄色到红色沉二硝基苯肼，产生黄色到红色沉淀，灵敏度在淀，灵敏度在ppm级；级；(2)分离、提纯分离、提纯醛酮。醛酮。精选课件ppt 亚胺极不稳定，极容易水解成原来的醛酮。亚胺极不稳定，极容易水解成原来的醛酮。（B）醛酮与伯胺的反应）醛酮与伯胺的反应生成取代亚胺（生成取代亚胺（希夫碱希夫碱）希夫碱还原可得仲胺。在有机合成上常利用芳醛与伯胺作用生成希夫碱，希夫碱还原可得仲胺。在有机合成上常利用芳醛与伯胺作用生成希夫碱，加以还原以制备加以还原以制备仲胺。仲胺。（A）醛酮与氨的反应：）醛酮与氨的反应：精选课件ppt 总总结结醛醛酮酮加加成成反反应应都都是是亲亲核核加加成成；电电子子效效应应和和空空间间效效应应都都会对加成会对加成 的活性产生影响。的活性产生影响。醛酮加成反应活性，一般具有如下由易到难的顺序：醛酮加成反应活性，一般具有如下由易到难的顺序：例例如如：醛醛和和脂脂肪肪族族甲甲基基酮酮能能与与NaHSO3加加成成，而而非非甲甲基基酮酮就就难于加成。难于加成。精选课件ppt接受质子的方向接受质子的方向 在在微微量量酸酸或或碱碱的的存存在在下下，酮酮和和烯烯醇醇相相互互转转变变很很快快达达到到动动态态平平衡衡，这这种种能能够够相相互互转转变变而而同同时时存存在在的的异异构构体体叫叫互互变变异异构构体体。（酮（酮-烯醇互变异构）烯醇互变异构）12.4.2 氢原子的活泼性氢原子的活泼性1）酮）酮-烯醇互变异构烯醇互变异构精选课件ppt 简简单单的的醛醛酮酮（乙乙醛醛、丙丙酮酮等等）的的烯烯醇醇式式在在互互变变平平衡衡混混合合物物中中含量很少（酮式的总键能大于烯醇式）：含量很少（酮式的总键能大于烯醇式）：精选课件ppt -二二羰羰基基化化合合物物，由由于于共共轭轭效效应应，烯烯醇醇式式的的能能量量低低，因因而而比比较稳定：较稳定：（1）与）与FeCl3显色反应显色反应（2）使溴水褪色）使溴水褪色精选课件ppt(2)羟醛缩合反应羟醛缩合反应 在稀碱存在下，醛可以两分子相互作用，生成在稀碱存在下，醛可以两分子相互作用，生成-羟基醛，羟基醛，叫羟醛缩合（或醇醛缩合）反应：叫羟醛缩合（或醇醛缩合）反应：精选课件ppt第第二二步步：负负离离子子作作为为亲亲核核试试剂剂与与另另一一分分子子乙乙醛醛发发生生亲亲核加成，生成烷氧负离子核加成，生成烷氧负离子 羟醛缩合反应历程羟醛缩合反应历程第一步：在碱作用下，生成烯醇负离子第一步：在碱作用下，生成烯醇负离子+精选课件ppt 凡凡 碳上有碳上有氢原子的氢原子的-羟基醛都容易失去一分子水羟基醛都容易失去一分子水,生成生成烯醛。烯醛。含有含有 氢原子的酮氢原子的酮也能起类似反应，生成也能起类似反应，生成,-不饱和不饱和酮酮-羟基醛羟基醛受热受热时容易失去一分子水，生成时容易失去一分子水，生成,-不饱和醛不饱和醛精选课件ppt补充：不对称酮的补充：不对称酮的-H原子的活性比较？原子的活性比较？R -CO-CH3 -CO-CH2-R -CO-CH-R R -CO-CH-R -CO-CH2-R -CO-CH3（1）对）对OH-催化而言：催化而言：（2）对）对H+催化而言：催化而言：CH3-C-CH2-CH2-CH3O也有少量的反应与此不符，但符合也有少量的反应与此不符，但符合Blanc(布朗克布朗克)规则：规则：在可能形成环状化合物的条件下，总是比较容易形成五在可能形成环状化合物的条件下，总是比较容易形成五元或六元环状化合物元或六元环状化合物(即五、六元环易形成即五、六元环易形成)。精选课件ppt补充补充1：完成下列反应，写出主要产物。完成下列反应，写出主要产物。精选课件ppt思考思考1：思考思考2：O3NaOH 10%思考思考3：NaOH 10%？精选课件ppt 两两种种不不同同的的含含有有 氢氢原原子子的的羰羰基基化化合合物物之之间间进进行行羟羟醛醛缩缩合合反反应应（称称为为交交叉叉羟羟醛醛缩缩合合）；若若参参加加反反应应的的一一种种化合物化合物不含不含-H原子，产物种类减少：原子，产物种类减少：苯苯甲甲醛醛与与含含有有 氢氢原原子子的的脂脂肪肪族族醛醛酮酮缩缩合合，可可以以生生成成芳香族的芳香族的,-不饱和醛、酮：不饱和醛、酮：（甲醛、三甲基乙醛、苯甲醛、糠醛等）（甲醛、三甲基乙醛、苯甲醛、糠醛等）90%思考思考OHOH10精选课件ppt补充补充2：糠醛糠醛H思考：在思考：在碱碱催化下的催化下的产物有变化吗？产物有变化吗？精选课件ppt例例2 醛醛、酮酮分分子子中中的的-H容容易易被被卤卤素素取取代代，生生成成-卤卤代代醛、酮醛、酮。例例1 一卤代醛、酮往往可以继续卤化成二卤代、三卤代产物一卤代醛、酮往往可以继续卤化成二卤代、三卤代产物（3）卤化反应和卤仿反应）卤化反应和卤仿反应精选课件ppt(A)碱催化碱催化(不易控制不易控制,直至同碳三卤代物直至同碳三卤代物,易被碱分解易被碱分解):烯醇负离子烯醇负离子 卤代物继续反应卤代物继续反应:-卤代醛、酮反应的历程卤代醛、酮反应的历程精选课件ppt 由由于于卤卤原原子子是是吸吸电电子子的的,碳碳上上的的氢氢原原子子在在碱碱作作用用下下容易离去容易离去,因此第二个因此第二个 氢原子更易被取代氢原子更易被取代.(B)酸催化酸催化历程历程酸催化可停酸催化可停留一卤代留一卤代精选课件ppt 凡凡具具有有CH3-CO-结结构构的的醛醛、酮酮(乙乙醛醛和和甲甲基基酮酮)与与卤卤素素的的碱碱溶液作用时溶液作用时,反应总是得到反应总是得到同碳三卤代物同碳三卤代物:三卤代物在碱存在下，会进一步发生三卤甲基和羰基三卤代物在碱存在下，会进一步发生三卤甲基和羰基碳之间的裂解，得到三卤甲烷和羧酸盐：碳之间的裂解，得到三卤甲烷和羧酸盐：三三卤卤甲甲烷烷俗俗称称卤卤仿仿（氯氯仿仿、溴溴仿仿和和碘碘仿仿(亮亮黄黄色色)）。该该反应叫卤仿反应，通式：反应叫卤仿反应，通式：3-精选课件ppt能发生碘仿反应的结构：能发生碘仿反应的结构：乙醛乙醛甲基甲基酮酮含含CH3CHOH的醇的醇NaOX为强的氧化剂，可将此类结为强的氧化剂，可将此类结构构氧化氧化成：成：CH3-CO-精选课件ppt下列化合物哪些能发生碘仿反应？下列化合物哪些能发生碘仿反应？（1）CH3CH2OH（2）CH3CHO（3）异丙醇）异丙醇（4）-苯乙醇苯乙醇（5）CH3-CO-CH2-CH2-COOH答：都可以。答：都可以。注意注意:乙酸不可以乙酸不可以(Why?)二元酸二元酸精选课件ppt 乙酸中也含有乙酸中也含有CH3CO基团，但不发生碘仿反应，为什么基团，但不发生碘仿反应，为什么？乙乙酸酸在在NaOI条条件件下下，形形成成CH3COO-，氧氧负负离离子子与与羰羰基基共共轭轭，电电子子均均匀匀化化的的结结果果，降降低低了了羰羰基基碳碳的的正正电性，因此电性，因此 氢活泼性降低，不能发生碘仿反应。氢活泼性降低，不能发生碘仿反应。精选课件ppt12.4.3 氧化和还原氧化和还原(1)氧化反应氧化反应(A)二价铜络合物：二价铜络合物：二二价价铜铜的的络络合合物物，配配体体为为NH3或或酒酒石石酸酸盐盐(Fehling试试剂剂)，可以氧化脂肪醛。可以氧化脂肪醛。(B)银氨溶液：银氨溶液：又又称称土土伦伦试试剂剂(Tollens)：与与醛醛反反应应，形形成成银银镜镜。可可以以氧氧化化所有的醛。所有的醛。上述二试剂均产生沉淀物，可用于鉴定。上述二试剂均产生沉淀物，可用于鉴定。精选课件ppt 合成方面应用：合成方面应用：例如例如:精选课件ppt 强氧化剂对酮的氧化：强氧化剂对酮的氧化：工业上己二酸的制备工业上己二酸的制备:精选课件ppt(2)还原反应还原反应(A)催化加氢催化加氢催化剂：催化剂：Ni、Cu、Pt、Pd等等精选课件ppt 若醛、酮分子中有其他不饱和基团（若醛、酮分子中有其他不饱和基团（C=C、CC、NO2、CN等），也同时被还原：等），也同时被还原：精选课件ppt B）用金属氢化物还原）用金属氢化物还原硼氢化钠硼氢化钠NaBH4：只还原醛、酮中的羰基。只还原醛、酮中的羰基。氢化锂铝氢化锂铝LiAlH4：还原性比还原性比NaBH4强，强，对醛、酮以对醛、酮以及及羧酸和酯的羰基、羧酸和酯的羰基、NO2、CN 等都能还原。等都能还原。精选课件ppt 将醛、酮用锌汞齐加将醛、酮用锌汞齐加盐酸盐酸还原成烃：还原成烃：(C)克莱门森克莱门森(Clemmensen)还原还原转化为烃转化为烃l精选课件ppt黄鸣龙的贡献：黄鸣龙的贡献：原来的条件：原来的条件：270280oC/30atm 黄鸣龙黄鸣龙1946年改进后，年改进后，170180oC，不需加压。，不需加压。(D)沃尔夫沃尔夫-凯惜钠凯惜钠-黄鸣龙反应黄鸣龙反应精选课件ppt注意：两种方法的适用范围注意：两种方法的适用范围克莱门森还原克莱门森还原适用适用对酸不敏感对酸不敏感的化合物；如：的化合物；如：NH2-CH2-CH2-CO-CH3，就不能用此方法，含有，就不能用此方法，含有-NO2也被同时还也被同时还原。原。沃尔夫沃尔夫-凯惜钠凯惜钠-黄鸣龙反应黄鸣龙反应适用适用对碱不敏感对碱不敏感的化合物；的化合物；如：含有羧基等就不行。如：含有羧基等就不行。精选课件ppt补充补充：用用HCl，可使，可使之变为酚！之变为酚！-CO，-NO2均均还原！还原！精选课件ppt例例1例例2(3)坎尼扎罗（坎尼扎罗（Cannizzaro）反应）反应 其中一分子醛还原成醇。其中一分子醛还原成醇。两两种种不不同同的的不不含含 氢氢原原子子的的醛醛在在浓浓碱碱存存在在下下可可以以发发生生交叉歧化反应，产物复杂（两个酸两个醇）。交叉歧化反应，产物复杂（两个酸两个醇）。精选课件ppt甲醛的还原性更强甲醛的还原性更强精选课件ppt 应用：应用：精选课件ppt 甲醛是无色有刺激性气味的气体，易溶于水。甲醛是无色有刺激性气味的气体，易溶于水。福尔马林：福尔马林：甲醛甲醛37%40%、甲醇、甲醇8%的水溶液。的水溶液。在酸性介质中加热在酸性介质中加热,可解聚再生成甲醛。可解聚再生成甲醛。用此法储运甲醛。用此法储运甲醛。12.5 重要的醛和酮重要的醛和酮12.5.1 甲醛甲醛(1)甲醛极易氧化和聚合甲醛极易氧化和聚合精选课件ppt（2）甲醛在水中与水加成）甲醛在水中与水加成甲二醇 浓缩甲醛水溶液和甲醛水溶液储存较久会生成白色浓缩甲醛水溶液和甲醛水溶液储存较久会生成白色的多聚甲醛（加热重新分解成甲醛）：的多聚甲醛（加热重新分解成甲醛）：（3）甲醛与氨作用）甲醛与氨作用乌洛托品（橡胶促进剂）乌洛托品（橡胶促进剂）精选课件ppt 合成气合成气(CO+2H2)或天然气或天然气(CH4)制甲醇；制甲醇；甲醇氧化脱氢制甲醛甲醇氧化脱氢制甲醛:CH3OH +O2 2HCHO +2H2OAg600700 甲甲醛醛用用于于制制造造酚酚醛醛树树脂脂、脲脲醛醛树树脂脂、合合成成纤纤维维（维维尼纶）及尼纶）及季戊四醇季戊四醇等等（4）甲醛的生产）甲醛的生产甲醇氧化脱氢法甲醇氧化脱氢法精选课件ppt 无色有刺激性气味的低沸点气体，易氧化和聚合。无色有刺激性气味的低沸点气体，易氧化和聚合。用来合成乙酸、乙酐、用来合成乙酸、乙酐、季戊四醇季戊四醇三氯乙醛三氯乙醛（1）乙醛的聚合乙醛的聚合三聚或四聚乙醛三聚或四聚乙醛 在硫酸存在下加热在硫酸存在下加热,可解聚再生成乙醛。可解聚再生成乙醛。用此法储运乙醛。用此法储运乙醛。补补充充三三聚聚乙乙醛醛为为香香味味液液体体；四四聚聚乙乙醛醛为为白白色色固固体体，熔点熔点246，燃烧时无烟，用作，燃烧时无烟，用作固体无烟燃料固体无烟燃料。12.5.2 乙醛乙醛精选课件ppt A：乙炔与水加成：乙炔与水加成P71B：乙烯的乙烯的Wacker氧化氧化 主要主要C：由乙醇制备由乙醇制备CH3CH2OH+O2 CH3CHO +H2O Ag（2）乙醛的制备）乙醛的制备精选课件ppt 具具有有愉愉快快香香味味的的液液体体。重重要要的的有有机机溶溶剂剂；能能溶溶解解多多种有机物。种有机物。（1）丙酮的制备）丙酮的制备A：玉米或糖蜜发酵：玉米或糖蜜发酵B：异丙苯氧化制苯酚和丙酮（：异丙苯氧化制苯酚和丙酮（P249）（2）用途：）用途：有有机机合合成成原原料料；在在高高分分子子工工业业中中用用以以制制备备有有机机玻玻璃璃、环氧树脂环氧树脂等。等。12.5.3 丙酮丙酮C：丙烯直接氧化：丙烯直接氧化精选课件ppt 核核磁磁共共振振谱谱是是由由具具有有磁磁矩矩的的原原子子核核，受受辐辐射射而而发发生生跃迁所形成的吸收光谱（原子核跃迁所形成的吸收光谱（原子核自旋运动自旋运动引起）。引起）。凡原子序数为凡原子序数为奇数奇数的原子核由于自旋而具有磁性。的原子核由于自旋而具有磁性。常常见见的的C12、O16、S32没没有有磁磁性性,不不发发生生核核磁磁共共振振；F19、P31具具有有强强的的磁磁矩矩，但但不不重重要要；N13、Cl35太太复复杂杂，所所以以核核磁共振的主要研究对象是磁共振的主要研究对象是H1；C13近年来已引起注意。近年来已引起注意。12.6 核磁共振谱（核磁共振谱（NMR）确定分子的确定分子的C-H骨架及所处化学环境骨架及所处化学环境质量数质量数原子序数原子序数自旋量子数自旋量子数INMR信号信号电荷分布电荷分布偶数偶数偶数偶数0无无均匀均匀偶数偶数奇数奇数1,2,3,(I为整数为整数)有有不均匀不均匀奇数奇数奇数奇数或偶数或偶数1/2,3/2,5/2,(I为半整数为半整数)有有I=的均匀的均匀其它不均匀其它不均匀精选课件ppt H1的的自自旋旋量量子子数数I=1/2；所所以以自自旋旋磁磁量量子子数数m=1/2，即氢原子核在外场中应有两种取向。，即氢原子核在外场中应有两种取向。能量低能量高（1）核磁共振的基本原理）核磁共振的基本原理精选课件ppt E=h 0在外场作用下，自旋能级的裂分：在外场作用下，自旋能级的裂分：精选课件ppt 只有当电磁波的辐射能等于只有当电磁波的辐射能等于H1的能级差时，才能发生的能级差时，才能发生H1的核磁共振：的核磁共振：E射射=h 射射=E=h 0所以要使所以要使H1发生核磁共振的条件必须是使电磁波的辐射发生核磁共振的条件必须是使电磁波的辐射频率等于频率等于H1的进动频率：的进动频率：射射=0=H0/2(1)固定固定H0，逐渐改变辐射频率，逐渐改变辐射频率 射，进行扫描；射，进行扫描；(2)固定辐射频率固定辐射频率 射射,然后从低场到高场改变磁场强度然后从低场到高场改变磁场强度.核磁共振核磁共振精选课件ppt 质质子子的的能能级级差差是是一一定定的的,但但有有机机化化合合物物中中的的质质子子周周围围都都有有电电子子,电电子子对对外外加加电电场场有有屏屏蔽蔽作作用用,质质子子周周围围电电子子云云密密度度越越高高,屏屏蔽蔽作作用用就就越越大大,该该质质子子信信号号就就要要在在越越高高的的磁磁场场下获得下获得:ClCl-CH2-C-CH3 Cl1,2,2-三氯丙烷三氯丙烷低场低场(2)核磁共振谱分析核磁共振谱分析精选课件ppt 乙醇的核磁乙醇的核磁 共振谱共振谱 化学位移化学位移以四甲基硅烷以四甲基硅烷(TMS)作为标准物作为标准物,以它的质子峰作以它的质子峰作为零点为零点,其他化合物的质子峰化学位移都是相对的其他化合物的质子峰化学位移都是相对的:越小越小,对应的磁场强度高对应的磁场强度高.0为核磁共振仪的频率。为核磁共振仪的频率。精选课件ppt精选课件ppt例例1:乙醇的核磁共振谱乙醇的核磁共振谱 c b aa b c 积积 分分 曲曲 线线高高度度比比（峰峰面面积积）可可得得质子比。质子比。(3)吸收峰的裂分吸收峰的裂分精选课件ppt例例2:1,1,2-三氯乙烷的核磁共振谱三氯乙烷的核磁共振谱精选课件pptCH的吸收峰分析的吸收峰分析:HCl-CH2-C-Cl Cl1,1,2-三氯乙烷三氯乙烷 自自旋旋偶偶合合通通常常只只在在两两个个相相邻邻碳碳上上的的质质子子之之间间发发生生；一一般般说说来来,当当质质子子相相邻邻碳碳上上有有n个个同同类类质质子子时时,吸吸收收峰峰裂裂分为分为n+1个（个（不同类不同类质子分裂成质子分裂成(n+1)(n+1)个）。个）。自旋偶合自旋偶合（spin coupling)精选课件ppt例例1:化合物化合物Cl2CH-CH2-CHBr2 中的中的-CH2-应分裂应分裂成成(1+1)(1+1)=4重峰重峰;例例2:ClCH2-CH2-CH2Br 中中间间的的-CH2-应应分分裂裂成成(2+1)(2+1)=9重峰重峰.补充补充：质子相邻碳上不同类质子质子相邻碳上不同类质子精选课件ppt 由此可判断不同分裂峰的个数及谱线相对强度。由此可判断不同分裂峰的个数及谱线相对强度。1：2：1如如1：CH2Cl-CHCl2(n+1)型：型：精选课件ppt如如2：CH3CHCl2 1/81/83/83/8几率几率峰强度比为峰强度比为1：3：3：1精选课件ppt 例：乙醚（例：乙醚（CH3CH2-O-CH2CH3）的核磁共振谱）的核磁共振谱精选课件ppt例如例如:若有样品两个若有样品两个(A,B),只知只知利用核磁共振谱区分利用核磁共振谱区分:一个是：一个是：3-戊酮戊酮,一个是：一个是：3-甲基甲基-2-丁酮丁酮A样品样品核磁共振谱核磁共振谱精选课件ppt七重峰七重峰B样品核磁共振谱样品核磁共振谱精选课件ppt有机化学最新进展与当代物理实验方法有机化学最新进展与当代物理实验方法 课堂讨论2有机化学四大谱：有机化学四大谱：1.红外光谱（红外光谱（IR）（Infrared Spectroscopy）2.紫外光谱（紫外光谱（UV）（Ultraviolet Spectroscopy）3.核磁共振谱（核磁共振谱（NMR）（Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy）4.质谱（质谱（MS）（Mass Spectroscopy）精选课件ppt元素分析元素分析 元素组成元素组成u质谱质谱（MS）分子量及部分结构信息分子量及部分结构信息u红外光谱红外光谱（IR）官能团种类官能团种类u紫外紫外可见光谱可见光谱（UV/Vis）共轭结构共轭结构u核磁共振波谱核磁共振波谱（NMR）C-H骨架及所处化学环境骨架及所处化学环境uX-射线单晶衍射射线单晶衍射 立体结构立体结构有机化合物结构研究方法有机化合物结构研究方法精选课件ppt