【正文】 λmax不變 (雙烯 )或發(fā)生紅移 (烯酮 )。 是苯環(huán) UV特征吸收 。如果 E2帶紅移超過 210nm，將衍變?yōu)?K帶。 各種吸收帶舉例 ： (3) UV圖譜的解析 UV與 IR、 NMR不同 ， 它不能用來鑒別具體的官能團(tuán) ， 而主要是 通過考察孤對電子及 π電子的躍遷 來提示分子中是否存在共軛體系 。往往兩個(gè)化合物分子中相同的共軛結(jié)構(gòu)，而分子的其它部分截然不同，卻可以得到十分相似的紫外譜圖。 emax： 化合物特性參數(shù)，可作為定性依據(jù)； 有機(jī)化合物紫外吸收光譜：反映結(jié)構(gòu)中生色團(tuán)和助色團(tuán)的特性，不完全反映分子特性； 計(jì)算吸收峰波長，確定共扼體系等 結(jié)構(gòu)確定的輔助工具； emax， lmax都相同，可能是一個(gè)化合物； 標(biāo)準(zhǔn)譜圖庫： 46000種化合物紫外光譜的標(biāo)準(zhǔn)譜圖 The Sadtler standard spectra, Ultraviolet 1. 定性分析 紫外 可見吸收光譜的應(yīng)用 紫外 可見吸收光譜的應(yīng)用 ? 判斷異構(gòu)體： 紫外吸收光譜的重要應(yīng)用在于測定共軛分子。 乙酰乙酸乙酯烯醇式結(jié)構(gòu)中有共軛雙鍵，烯醇式結(jié)構(gòu)的摩爾吸光系數(shù)要遠(yuǎn)大于酮式。 烯醇式 : λmax =243 nm, ε =18,000 紫 外 有 吸 收 紫 外 無 吸 收 , λ m a x 2 0 0 n mOOO O HOO不同溶劑中乙酰乙酸乙酯的烯醇式的含量（ 18℃ ） 溶劑 烯醇式含量 % 溶劑 烯醇式含量 % 水 50%甲醇 氯仿 乙醇 乙酸乙酯 戊醇 苯 乙醚 二硫化碳 己烷 當(dāng)溶劑為水時(shí)，體積中幾乎不含丙烯醇式。在非極性溶劑中，烯醇式因能形成分子內(nèi)氫鍵而穩(wěn)定，相對含量較高。 分別用水、乙醇和正己烷作溶劑測定乙酰乙酸乙酯，得到不同的紫外光譜。 ? 1，正己烷； ? 2，乙醇； ? 3，水 紫外 可見吸收光譜的應(yīng)用 ? 判斷共軛狀態(tài)： 可以判斷共軛生色團(tuán)的所有原子是否共平面等。 已知化合物的驗(yàn)證： 與標(biāo)準(zhǔn)譜圖比對，紫外 可見吸收光譜可以作為有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)測定的一種輔助手段。mol1 共軛烯烴 (不多于四個(gè)雙鍵 )π→π * 躍遷吸收峰可由 伍德沃德 — 菲澤 規(guī)則 ( WoodwardFieser rule) 估算。由于 π， n和 π*軌道三者本身的極性不 同， n軌道最大， π*軌道次之，而 π軌道最小，因此它們受溶劑的溶劑化作用也不相同。同理也可解釋 π→π* 躍遷產(chǎn)生的吸收帶則發(fā)生紅移的原因。如：乙烯變成飽和烷烴需要兩個(gè)氫原子，不飽和度為 1。O。C)，則可按下式進(jìn)行不飽和度的計(jì)算： ? = （ 2 + 2 ? n4 + n3 – n1 ） / 2 n4 ， n3 ， n1 分別為分子中四價(jià)，三價(jià)，一價(jià)元素?cái)?shù)目。 ? = (2+2?n4+ n3 – n1)/2 例： C4H10 ? = (2+2?4–10)/2 = 0 例： C6H10 ? = (2+2?6–10)/2 = 2 例： C9H8O2 ? = (2+2?9–8)/2 = 6 ? = (2+2?n4 + n3 – n1)/ 2 O HOHOH O H OOOOOO OHOHOO3. 解析示例 有一化合物 C10H16由紅外光譜證明有雙鍵和異丙基存在，其紫外光譜 l max=231nm(ε=9000)，每摩爾此化合物加氫只能吸收 2摩爾 H2，確定其結(jié)構(gòu)。 ② lmax=231 nm， K帶 3. 解析示例 ③ 可能的結(jié)構(gòu) l max： 232 273 268 268 l max =非稠環(huán)二烯 (a,b)+2 烷基取代 +環(huán)外雙鍵 =217+2 5+5=232（ 231） ④ 計(jì)算 l max A B C Dstructure determination of anic pounds （ 1） 200nm以上無吸收峰 。 （ 2） 210250nm有強(qiáng)吸收峰 (ε?104)， 一個(gè)共軛體系(K)帶 。 （ 3） 250300nm 有中等強(qiáng)度的吸收峰 (ε=2002022)，芳環(huán)的特征 吸收 (具有精細(xì)結(jié)構(gòu)的 B帶 )。 mol1 ? 下列情形下不成立或產(chǎn)生較大偏差： ? 在有化學(xué)因素影響時(shí)不成立。 有儀器因素影響時(shí)也不成立。 雜散光 (非吸收光 )會對定律產(chǎn)生影響。 有機(jī)物定量分析： 單組分定量分析 紫外 可見吸收光譜是進(jìn)行定量分析最廣泛使用的、最有效的手段之一。 其用于定量分析的優(yōu)點(diǎn)是： 可用于無機(jī)及有機(jī)體系，一般可檢測 104105 mol/L的微量組分，通過某些特殊方法 (如膠束增溶 )可檢測 106107 mol/L的組分。 有機(jī)物定量分析： 一、單組分定量分析 分析條件的選擇 溶劑的選擇 測定濃度的選擇 測定波長的選擇 定量分析方法 標(biāo)準(zhǔn)曲線法 標(biāo)準(zhǔn)加入法 有機(jī)物定量分析： 溶劑的選擇 所選擇的溶劑應(yīng)易于溶解樣品并不與樣品作用，且在測定波長區(qū)間內(nèi)吸收小，不易揮發(fā)。 誤差函數(shù)曲線分析，將吸光度值控制在 之間，光度測量誤差較小。 波長的選擇 一般選擇最大吸收波長以獲得高的靈敏度及測定精度。 有機(jī)物定量分析： 定量分析方法 標(biāo)準(zhǔn)曲線法 配制不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液，由低濃度至高濃度依次測定其吸收光譜，作一定波長下濃度與吸光度的關(guān)系曲線，在一定范圍內(nèi)應(yīng)得到通過原點(diǎn)的直線，即標(biāo)準(zhǔn)曲線。 蘆丁含量測定：取樣品 3mg稀釋至 25mL。 將待測試樣分成若干等份，分別加入不同已知量 0, C1, C2…, C n的待測組分配制溶液。 若直線通過原點(diǎn)，則樣品中不含待測組分； 若不通過原點(diǎn)，將直線在縱軸上的截距延長與橫軸相交，交點(diǎn)離開原點(diǎn)的距離為樣品中待測組分的濃度。 常用以下幾種方法： 摩爾比法 連續(xù)變換法或 Job法 有機(jī)物定量分析： 三、 絡(luò)合物的絡(luò)合比測定 摩爾比法 設(shè)有絡(luò)合反應(yīng) mM + nY = MmYn，固定一個(gè)組分 (如 M)的濃度不變，改變另一組分 (如 Y)的濃度，求得一系列 [Y]/[M]比，在絡(luò)合物 MmYn的最大吸收波長處測定吸光度的變化。說明試劑 Y無吸收，吸光度的增加只是絡(luò)合物的單獨(dú)貢獻(xiàn)。 2) 吸光度出現(xiàn)一轉(zhuǎn)折點(diǎn)后繼續(xù)增加。如 ZnPAN絡(luò)合物。 3) 吸光度出現(xiàn)一轉(zhuǎn)折點(diǎn)后呈直線下降。如 Bi二甲酚橙絡(luò)合物。 有機(jī)物定量分析： 三、 絡(luò)合物的絡(luò)合比測定 連續(xù)變換法或 Job法 保持金屬離子 M和絡(luò)合劑 Y的總摩爾數(shù)不變，連續(xù)改變兩組分的比例，并逐一測定體系的吸光度 A。但此法對n/m 4的體系不適用。 可見光區(qū)：鎢燈作為光源，其輻射波長范圍在 320～ 2500nm。發(fā)射 185～ 400 nm的連續(xù)光譜。強(qiáng)度比氫等大 35倍，壽命長。 作用： 將光源發(fā)射的復(fù)合光分解成單色光并可從中選出一任波長單色光的光學(xué)系統(tǒng)。 單色器的作用 ? 入射狹縫用于限制雜散光進(jìn)入單色器，準(zhǔn)直鏡將入射光束變?yōu)槠叫泄馐筮M(jìn)入色散元件 (反射光柵或棱鏡 )。出射狹縫用于限制通帶寬度。吸收池主要有石英池和玻璃池兩種。 利用光電效應(yīng)將透過吸收池的光信號變成可測的電信號，常用的有光電池、光電管或光電倍增管。目前最常見的檢測器是光電倍增管，有的用二極管陣列作為檢測器。但強(qiáng)光照射會引起不可逆損害，因此高能量檢測不宜，需避光。經(jīng)光柵分光后的光是一組以角度分布的 λ1,λ2等的光線通過旋轉(zhuǎn)光柵角度使某一波長的光經(jīng)物鏡聚焦到出口狹縫。二極管陣列檢測器的特點(diǎn)是響應(yīng)速度快。 檢流計(jì)提供信號、打印機(jī)打出 計(jì)算機(jī)進(jìn)行儀器控制、數(shù)據(jù)采集和結(jié)果處理 打印輸出或數(shù)據(jù)保存 5. 結(jié)果顯示記錄系統(tǒng) 分光光度計(jì)的類型 紫外 可見分光光度計(jì)，按其光學(xué)系統(tǒng)可分為 單波長與雙波長分光光度計(jì) 單光束與雙光束分光光度計(jì)。這種儀器結(jié)構(gòu)簡單，適用于測定特定波長的吸收，進(jìn)行定量。雙光束儀器克服了單光束儀器由于光源不穩(wěn)引起的誤差，并且可以方便地對全波段進(jìn)行掃描。熒光和磷光是分子吸光成為激發(fā)態(tài)分子，在返回基態(tài)時(shí)的發(fā)光現(xiàn)象，又稱光致發(fā)光分析 (photoluminescence)。檢測限比吸收光譜法低 13個(gè)數(shù)量級。 ? 發(fā)光參數(shù)多，可進(jìn)行動力學(xué)分析。 ? 分析線性范圍比吸收光譜法寬許多。能產(chǎn)生紫外 可見吸收的分子不一定發(fā)射熒光或磷光。但采用探針技術(shù)可大大拓寬發(fā)光分析的應(yīng)用范圍。 ? 熒光、磷光都隸屬于光致發(fā)光。 ? 磷光是指電子從 第一激發(fā)三線態(tài) (兩個(gè)電子自旋方向相同 )到基態(tài)釋放的輻射躍遷 ,相對而言 ,熒光用得較多 . Jablonski 能級圖 分子熒光的發(fā)生過程 三線態(tài)和單線態(tài) ? 激發(fā)態(tài)的多重態(tài)是在強(qiáng)度適當(dāng)?shù)拇艌鲇绊懴禄衔锏脑游蘸桶l(fā)射光譜中的 譜線的數(shù)目 。 s是體系內(nèi)電子自旋量子數(shù)的代數(shù)和。根據(jù)Pauli不相容原理，兩個(gè)電子在同一個(gè)軌道里，必須是自旋配對的，也就是一個(gè)電子的自旋量子數(shù)是+1/2(用表示 )，另一個(gè)是 1/2(用表示 )。多重態(tài) (2s+1)等于 1，分子是在 單線態(tài) ，用符號 S(singlet)表示之。 ? 如果把在基態(tài)是單線態(tài)的分子的一個(gè)電子激發(fā)到能級比較高的軌道上去，并且被激發(fā)的電子仍然保持其自旋方向不變，這時(shí) s之和仍然等于零，體系處于單線激發(fā)態(tài)。 ? 由于吸收同時(shí)自旋轉(zhuǎn)變是禁阻的，因而，電子激發(fā)首先形成單線態(tài)。 圖 : 單 線 基 態(tài) （ A ） 、 單 線 激 發(fā) 態(tài) （ B ） 和 三 線 激 發(fā) 態(tài) （ C ）A B CE n e r g yπ π ππππ***基態(tài)、單線激發(fā)態(tài)和三線激發(fā)態(tài) ? 分子在基態(tài)時(shí)電子能量最低，單線態(tài)基態(tài)用 S0表示。單線第一激發(fā)態(tài)和三線第一激發(fā)態(tài)分別用 S1和 T1表示。對于這些激發(fā)態(tài)，依能級提高的順序，分別用 S S S4… 和 T T T4… 表示。激發(fā)單線態(tài)電子排斥力比較大，因而激發(fā)三線態(tài)比相應(yīng)的激發(fā)單線態(tài)能級低。kf熒 光S1 T1ki s c 系 間 竄 越T1 S0 + h γ 39。kp磷 光T1 + T1 S0 + S1k5T T 湮 滅S0 + S1 2 S0 + h γ 39。kfT1 熱 活 化 延 遲 熒 光熒光 ? 熒光，又作“螢光”，是指一種光致發(fā)光的冷發(fā)光現(xiàn)象。具有這種性質(zhì)的出射光就被稱之為熒光。由于該過程是自旋禁阻的 ，因此與熒光相比其速度常數(shù)要小的多。 ? 熒光是從第一激發(fā)態(tài) S1的最低振動能級返回基態(tài) S0的各振動能級時(shí)的光輻射。因此，激發(fā)態(tài)與基態(tài)的振動能級間隔類似時(shí)，吸收光譜與熒光光譜呈鏡象對稱。 ? 固定某一激發(fā)波長，測定熒光發(fā)射強(qiáng)度隨發(fā)射波長變化的光譜，得到熒光發(fā)射光譜，又稱熒光光譜。這是由于熒光總是從最低激發(fā)單線態(tài)回到基態(tài)時(shí)所發(fā)射的輻射，而激發(fā)過程有可能將分子激發(fā)到高的振動能級或更高的電子能級上去。即激發(fā)與發(fā)射熒光間的能量損失是斯托克斯位移產(chǎn)生的主要原因。 熒光發(fā)射光譜與激發(fā)波長無關(guān)。吸收光譜可以有幾個(gè)吸收帶，而熒光發(fā)射總是從 S1到 S0的過程，一般只有一個(gè)發(fā)射帶，且與激發(fā)波長無關(guān)。 發(fā)光量子產(chǎn)率 ? 發(fā)光量子產(chǎn)率為發(fā)光物質(zhì)發(fā)射的光子數(shù)與吸收的激發(fā)光光子數(shù)之比。 ? 量子產(chǎn)率的實(shí)驗(yàn)測定方法可采用參比法。 奎寧 (quinine) NOH ON奎 寧 , 金 雞 納 堿 , q u i n i n e分子結(jié)構(gòu)與熒光 ? 分子中必須具有大的共軛 π鍵結(jié)構(gòu)。 ? 一般具有高度共軛穩(wěn)定性的芳香族化合物有熒光