芳香族化合物的紫外吸收光谱及溶剂效应实验
| 实验方法原理 | 作为有机化合物结构解析四大光谱之一，紫外吸收光谱具有方法简单、仪器普及率高、操作简便，紫外吸收光谱吸收强度大检出灵敏度高，可进行定性、定量分析的特点。尽管紫外光谱谱带数目少、无精细结构、特征性差，只能反映分子中发色团和助色团及其附近的结构特征，无法反映整个分子特性，单靠紫外光谱数据去推断未知物的结构很困难，但是紫外光谱对于判断有机物中发色团和助色团种类、位置、数目以及区别饱和与不饱和化合物，测定分子中共轭程度进而确定未知物的结构骨架等方面有独到之处。因此紫外吸收光谱是配合红外、质谱、核磁进行有机物定性鉴定和结构分析的重要手段。 利用有机光谱定性的依据是化合物的吸收光谱特征，主要步骤是绘制纯样品的吸收光谱曲线，由光谱特征依据一般规律作出判断；用对比法比较未知物和已知纯化合物的吸收光谱，或将未知物吸收光谱与标准谱图对比，当浓度和溶剂相同时，若两者谱图相同（曲线形状、吸收峰数目、λmax及εmax等），说明两者是同一化合物。为进一步确证可换溶剂进行比较测定。常用的光谱图集是Sadtler谱图，它收集了46000多种化合物的紫外吸收光谱图，并附有五种索引，使用方便。最后要用其他化学、物理或物理化学等方法进行对照验证才能作出正确的结论。 有机物的紫外吸收光谱谱图解析： 1．如果化合物在200-400nm内无吸收带，可推断未知物可能是饱和直链烃、脂环烃或只含一个双键的烯烃。 2．如果化合物只在270-350nm内有弱吸收带（ε=10-100L.mol-1.cm-1）这是R带吸 收的特征，则可推断未知物可能是一个简单的、非共轭的含有杂原子的双键化合物，如：羰基、硝基等，此谱带是n→Π? 跃迁产生的吸收带。 3．如果化合物在210-250nm内有强吸收带（ε≥104L.mol-1 .cm-1）这是K带吸收的特 征，则可推断未知物可能是含有共轭双键的化合物。如果在260-300nm内有强吸收带，则表明该化合物中含有三个或三个以上共轭双键。如果吸收带进入可见区，则该化合物可能是含有长共轭发色基团或是稠环化合物。 4．如果化合物在250-300nm内有中强吸收带（ε=103-104L.mol-1.cm-1）这是苯环B吸收带的特征，则可推断未知物往往含有苯环。芳香族化合物都具有环状的共轭体系，其紫外吸收光谱特征是具有Π→Π?跃迁产生的三个特征吸收带，例如：苯在184nm（ε=47000L.mol-1.cm-1），在真空紫外区。在204nm（ε=7900L.mol-1.cm-1）有中强吸收带，在末端吸收范围。254nm（ε=204L.mol-1.cm-1）有弱吸收带。当苯环上有取代基时能影响苯原有的三个吸收带，使B带简单化，向长波移动同时吸收强度增大。 | ||||||
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| 试剂、试剂盒 | 苯环己烷正己烷乙醇丁酮氯仿 仪器、耗材 | WFZ-26A紫外可见光光度计石英吸收池具塞比色管刻度移液管 实验步骤 | 1．苯及其衍生物的吸收光谱 在8个5ml具塞比色管中分别加入0.5ml苯、甲苯、苯酚、苯胺、硝基苯、苯甲醛、苯甲酸、萘的环己烷溶液，用环己烷稀释至刻度，摇匀。用1cm石英吸收池，以环己烷作参比溶液，在紫外区进行波长扫描，得8种物质的紫外吸收光谱。观察比较苯及其衍生物的吸收光谱，讨论取代基对苯原有的吸收带的影响。 2．溶剂极性对紫外吸收光谱 （1）溶剂极性对n→Π? 跃迁的影响在3个5ml具塞比色管中分别加入0.02ml丁酮，各用环己烷、乙醇、水稀释至刻度，摇匀。用1cm石英吸收池，分别以各溶剂作参比溶液，在紫外区进行波长扫描，得丁酮在3种不同极性溶剂中的紫外吸收光谱。观察比较不同极性溶剂对n→Π?跃迁的影响。讨论原因。 （2）溶剂极性对Π→Π? 跃迁的影响 在3个5ml具塞比色管中分别加入0.2ml以异亚丙基丙酮，各用环己烷、乙醇、水稀释至刻度，摇匀。用1cm石英吸收池，分别以各溶剂作参比溶液，在紫外区进行波长扫描，得异亚丙基丙酮在3种不同极性溶剂中的紫外吸收光谱。观察比较不同极性溶剂对Π→Π?跃迁的影响。讨论原因。 （3）溶剂极性对β—羰基化合物酮式和烯醇式互变异构体的影响： 在3个5ml具塞比色管中分别加入0.5ml乙酰乙酸乙酯，各用正己烷、乙醇、水稀释至刻度，摇匀。用1cm石英吸收池，分别以各溶剂作参比溶液，在紫外区进行波长扫描，得乙酰乙酸乙酯在3种不同极性溶剂中的紫外吸收光谱。观察比较不同极性溶剂中乙酰乙酸乙酯的烯醇式产生K带吸收（λmax=243nm）的ε值大小。讨论原因。 （4）溶剂对吸收光谱精细结构的影响 用滴管取2滴苯加入1cm石英吸收池中，加盖，放置2-3min后置于样品光路中，以空石英吸收池作参比，在紫外区进行波长扫描，得苯蒸气的吸收光谱。 在2个10ml具塞比色管中分别加入0.01ml苯，各用环己烷、乙醇稀释至刻度，摇匀。用1cm石英吸收池，分别以各溶剂作参比溶液，在紫外区进行波长扫描，得苯在2种不同极性溶剂中的紫外吸收光谱。观察比较以上3种吸收光谱，讨论溶剂对吸收光谱精细结构的影响，说明原因。 （5）溶液的酸碱性对苯酚吸收光谱的影响 在2个5ml具塞比色管中分别加入0.5ml苯酚水溶液，各用0.1mol.L-1HCl和NaOH溶液稀释至刻度，摇匀。用1cm石英吸收池，以水作参比，在紫外区进行波长扫描，得苯酚在2种酸度不同的溶液中的吸收光谱。观察比较以上2种吸收光谱，讨论原因。 其他 | WFZ—26A紫外可见分光光度计操作规程 1．接通计算机电源，在WINDOW98桌面上，双击wfz-26图标，运行WFZ—26A紫外可见分光光度计操作软件，按开机提示界面的要求，开启紫外主机电源。 2．在计算机屏幕上，点击开机提示界面上的“确定”，紫外主机进行系统初始化，各项目检测正确后进入紫外可见分光光度计的操作软件主画面。 3．在进行光谱测量前，应先进行“参数设置”，设置内容包括：测量模式、工作电源、扫描速度、波长范围、测量范围、光谱带宽。 4．在参比和样品室中放入空白试液进行“基线扫描”。 5．在参比和样品室中分别放入空白和样品比色皿，进行光谱扫描。 6．关闭紫外仪器时，应选择文件菜单中“退出系统”，当计算机屏幕出现关机提示时，点击“确定”，关闭紫外主机电源。 |
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发布于 ： 2018-08-03
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