有机化学72备课讲稿.ppt

九、腈 腈也是一类重要的含氮化合物，可以看作是氢氰酸（ H－C≡N ）分子中的氢原子被烃基取代的产物，通式为R-CN，氰基(-CN)是腈类化合物的特征官能团。腈的命名常按照腈分子中所含碳原子的数目而称为某腈，或以烷烃为母体，氰基作为取代基，称为氰基某烷，例如： CH3-CN CH3CH2-CN 乙腈 丙腈 2-氰基丁烷 低级腈为无色液体，高级腈为固体。乙腈能与水混溶，随着分子量的增加，腈在水中的溶解度迅速下降，丁腈以上就难溶于水。 由于腈分子极性大，使得乙腈等低级腈不仅易溶于水，而且可以溶解许多盐类，还可溶于乙醚、氯仿、苯等有机溶剂，所以乙腈是个很好的溶剂。 腈分子中含有碳氮三键，可以起各种加成反应，其化学性质与羧酸衍生物相似，可发生水解、醇解和加氢等反应，反应式如下： 第四节 有机化合物的波谱分析方法简介 分子能级主要包括由于分子中价电子运动造成的能级称电子能级；以及由于分子中原子在平衡位置附近振动造成的振动能级，和分子绕其重心转动导致的转动能级。由于这三类能级差不同，需要吸收不同的能量，才能激发三类不同的跃迁，造成不同的吸收光谱。电子能级的跃迁产生吸收光谱主要处于紫外可见区。另二类跃迁产生的光谱为红外光谱。 一、紫外－可见光谱 紫外光谱主要用于无机化合物的定量分析。也能定性或定量测定许多有机化合物的结构。在有机结构鉴定中与其它波谱方法配合应用，对表征和鉴别新的有机化合物，有很好的效果，是分析鉴别有机化合物不可缺少的手段之一。 紫外光谱是指样品溶液在指定条件下测得的吸收波长（nm）对吸收强度（吸光度A或摩尔吸光系数ε）作图所得到吸收曲线。样品的紫外光谱中最大吸收波长λmax和在该波长处相应的最大吸收强度Amax或摩尔吸收系数εmax是该样品紫外光谱的特征信息，也是借以进行分析紫外的主要依据。 紫外光谱是由于分子中电子能级的跃迁而产生的。由于原子的内层电子能级较低，一般不会激发，因而实际上发生的都是价层电子的跃迁。分子中价层电子主要包括成键电子，反键电子，孤对电子，游离基电子和离子的电子等。各类有机化合物具有不同的碳－碳链骨架和不同的官能团，分子内价层电子的分布特点各不相同，相应的紫外光谱特征也不相同。 1．饱和碳氢化合物，如烷烃分子中只有σ键。由于σ键十分稳定，要使σ成键电子激发需要很高的能量。因此饱和化合物的分子吸收光谱落在远紫外区（λ150nm）。 饱和烷烃的含氧、硫、卤素衍生物（如醇、胺、卤代烷等）分子中，除σ键外，还含有孤对ρ电子。后者较易被激发，使其特征吸收峰移向波长更长的区域，即发生了“红移”。 2．不饱和化合物中含π键电子，它比孤对ρ电子更容易被激发。因此这类化合物的紫外吸收光谱的特征吸收峰基本都出现在紫外－可见区域内（λ：200－1000nm）。这是现代紫外可见吸收光谱研究的灵敏区域。因此紫外可见光谱最适于研究的有机化合物正是这类具有双键（ , , , 等）或三键的不饱和化合物。这类含π键的基团，即称为生色基团，它们也是这些不饱和有机化合物在紫外吸收光谱中的特征基团。每种生色团在紫外可见光谱中都有其特征吸收波长区段（λmax）及相应的摩尔吸光系数（εmax）。 3．π－π共轭作用 分子内有两个以上π键呈相间排列，即构成共轭π键，亦称大π键。如丁二烯： ，苯： ，丙烯酸： 等。由于大π键各能级间距离比单个π键或孤立π键与饱和键之间的能级差更小，价层电子更易于被激发。故含共轭π键分子的特征紫外吸收峰将比相应的非共轭分子移向红波方向。而且相应的摩尔吸光系数εmax也将变大。 生色团 化合物举例 溶剂 λmax/nm εmax H2C=CH2 193 1000 HC≡CH 173 6000 (CH3)2C=NOH 190 5000 CH3COCH3 正己烷 300 166 276 － 15 CH3COOH 水 204 40 CH3CSCH3 水 400 － H2C=CH-CH=CH2 正己烷 217 21000 常见生色基团的紫外可见吸收峰 4．芳香族化合物 芳香族化合物都是以苯环为分子骨架的基本单元。因而芳香族化合物的紫外光谱都具有苯环的特征吸收峰带。苯、萘及其它常见的稠环芳香烃的特征紫外吸收峰带的位置，可从有关手册中查出，在参数文献中也有报导。 5．π－p共轭作用 在不饱和键的一端若联结着象-NH2、－NR2、-OH、-OR、－SR、及-Cl、－Br等带有孤对p电子的基团，则它们