紫外光谱在有机化学中的应用

紫外光谱在有机化学中的应用1. 一般原理2. 有机分子电子跃迁类型3. 紫外光谱表示法及Lambert- Beer 定律4. 有机化合物的 UV 吸收特征5. 立体结构对 UV 的影响6. UV 的具体应用7. 旋光色散及圆二向色性1. 一般原理光的波粒二相性 CC为光的速度 ( 31010 cm s-1); 为光的频率 ; 为光的波长 , 其单位为 cm-1。根据量子理论，光的能量E与频率成正比，和波长成反比。E = h = h C / 表 1. 各种不同的电磁波谱波长 cm波谱区波谱方法跃迁类型10-10~10-8射线核反应10-8~10-6X-射线X-晶体分析内层电子10-5~10-4100~200nm 真空 UV200~400nmUV400~800nm 可见光电子光谱外层价电子10-3~10-2~33M)~15(25)红外光谱分子振动与转动10-1~10微波区顺磁共振光谱分子的转动102~103无线电波区<300 MHz核磁共振光谱60,100,200,300 MHz核自旋常用电磁波单位 :X-射线 ~10 ?紫外光谱100-400 nm, 可见光400-800nm红外光谱~25 m, 4000-400 cm-1核磁共振60~600MHz.例：一个分子在400 纳米处有吸收 , 则该分子所吸收的能量如下:E= hC / = 10-34 J s 1010cm 1nm400 nm s 10-7cm=10-19 J(焦耳 ).=1/: E = hC / = hC所以 = E / hC例: 一分子吸收能量等于10-19 焦耳, 则相当为下= 10-19 J s = 104cm-110-34 Js 1010cm根据普通紫外光的波长可算出紫外光能量为609－300KJ/mol(约为 145－74Kcal/mol),对应可见光区的能量为300－151 KJ/mol(74-36Kcal/mol)。由此可见，紫外光能量和化学键能量相仿，所以紫外光有足够的能量使分子进行光化学反应。2. 有机分子电子跃迁类型紫外吸收光谱的产生紫外吸收光谱是由于分子中价电子的跃迁而产生的，因此分子中价电子的分布和结合情况决定了这种吸收光谱。分子通常是处于基态的， 当分子吸收一定能量E 的紫外光后，这些价电子将跃迁到较高的能级（激发态），此时产生的吸收光谱叫紫外吸收光谱。EE 4E 3E 2E 1最高最低E2 - E1 = E E = h C / 不同结构的分子吸收的能量不同, 因此产生不同的光谱。Eh-v有机分子中电子种类及跃迁类型:形成单键的电子它的跃迁类型为*，该跃迁的能量较大，普通紫外光难以使其跃迁。能量高 , <180nm, 不易跳 , UV 无, 出现近紫外区 .2.2未成键的 n 电子NC=OC--O因原子的孤电子对n* , n*跃迁，所需能量较小， 容易跃迁。a)2.2.1 n*, 如醚R-O-R中，从 n*跃迁，其紫外吸收 < 180 nm ( 500)；...