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有机化合物结构的测定


主讲:程为民

一周强化

一、一周内容概述

1、掌握确定有机物元素组成和相对分子质量、实验式的方法。

2、了解质谱仪测定有机化合物相对分子质量的方法和原理。

3、了解不饱和度的概念,理解不饱和度在有机物结构确定中的作用。

4、掌握常见官能团的确定方法。

5、能通过计算和实验分析确定有机物的结构式或结构简式。

二、重难点知识剖析

(一)有机化合物分子式的确定

  1、测定有机化合物的元素组成

  2、测定有机化合物的相对分子质量的方法

    (1)依据气体的密度(标准状况):Mr=22.4×p

    (2)依据气体的相对密度(D):Mr=DA×MA

    (3)依据理想气体状态方程:PV=nRTMr=mRT/(PV)

    (4)气体的平均相对分子质量:=m/n

    (5)Mr= m/n

    (6)质谱法

    质荷比:有机物分子在高能电子流的轰击下形成的分子离子和碎片离子的相对分子质量与其所带电荷的比值。(横坐标上最大的分子离子即为该有机化合物的相对分子质量)

(二)有机物分子式的确定

  1、商余法(确定烃分子式):Mr表示相对分子质量、 n表示分子式中C的下标。

    (1)=n……2,该烃为:CnH2n+2

    (2)=n……0,该烃为:CnH2n

    (3)=n……-2,该烃为:CnH2n-2

    (4)=n……-6,该烃为:CnH2n-6

  2、燃烧法:

    (1)根据燃烧产物的质量

    (2)根据燃烧方程式:

  3、最简式法:根据各元素的质量分数或燃烧法得到该有机物的最简式,结合其Mr进行求算

  4、求1mol有机物中C、H、O原子的物质的量,即可得分子式

    测定有机物的结构,关键步骤是判定有机物的不饱和度及其典型化学性质,进而确定有机物所含的官能团及其所处的位置。

(三)不饱和度的计算

    (1)概念:烷烃分子的通式为CnH2n+2,分子中每减少2个碳氢键,同时必然会增加一个碳碳键,该碳碳键可能是重键(双键或叁键),也可能连接成环状,这些都称为增加了一个不饱和度,又叫缺氢指数,用字母表示。

    (2)计算公式:

  ① 烃() :  =n(C)+1-n(H)/2

   ② 烃的衍生物():=n(C)+1-n(H)/2

    (3)利用不饱和度确定有机分子的官能团

(四)确定有机物的官能团

  1、定性实验(可用多种方法)

  2、定量实验

    根据乙醇的分子式和各元素的化合价,乙醇分子可能有两种结构:

    设计实验证明乙醇分子到底是哪种结构?

(五)确定有机物结构

  1、红外光谱(CH3CH2OH)

  2、核磁共振氢谱

    下图是分子式为(C2H6O)的两种同分异构体中的两类1H的核磁共振氢谱

 

 

           CH3CH2OH            CH3OCH3

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