有机波谱分析 实验一、紫外分光光度法表征共轭有机化合物(new)

实验一、紫外分光光度法表征共轭有机化合物

【实验目的】

1. 掌握有机化合物的紫外光谱测定，通过最大吸收峰位及强度判断共轭体系的类型； 2. 了解溶剂极性、体系PH值的大小及互变异构效应对吸收光谱的影响； 3. 熟悉紫外可见分光光度计的性能指标检查、工作原理及构造。

【实验原理】

紫外—可见分光光度法是研究物质在紫外—可见区（200-800nm）分子吸收光谱的分析方法。就其能级跃迁类型紫外—可见吸收光谱属于电子光谱，是由分子的外层电子跃迁产生的，主要适用于研究具有不饱和双键系统的分子。紫外光谱不仅能识别分子中的不饱和系统，而且还可以测定不饱和化合物的含量。定性分析主要根据吸收光谱图上的特征吸收，如最大吸收波长、强度和吸收系数，定量分析主要根据Beer定律，即物质在一定波长处的吸收度与浓度之间有线性关系。溶剂的极性对有机物的紫外吸收光谱有一定的影响。溶剂极性增大，n--π*跃迁产生的吸收带发生紫移，而π--π*跃迁产生的吸收带是红移。

具有β二酮结构的化合物如苯甲酰丙酮，乙酰乙酸乙酯等，它们存在酮式和烯醇式的互变异构平衡。酮式和烯醇式在分子结构上存在一定的差异，前者有两个互不相关的羰基，后者是具有烯双键共轭的α，β不饱和羰基化合物结构，因此它们的紫外吸收光谱也有明显的差异。一般β二酮化合物在溶剂中存在的酮式和烯醇式的平衡取决于溶剂的极性，即平衡化合物中酮式和烯醇式的相当含量与溶剂极性有关。在极性溶剂中由于溶剂分子能与β二酮分子中的羰基形成分子间氢键，所以互变异构平衡体系中烯醇式结构较高。

【实验仪器和试剂】

仪器：紫外可见分光光度计，万分之一分析天平，石英比色皿，容量瓶，小烧杯，移液管，胶头滴管，玻棒等。

试剂：阿司匹林、水杨酸、苯甲酸分别配成1mg/mL的标准溶液，作为储备液。然后吸取1mg/mL的苯甲酸标准储备液25.00mL，在250mL容量瓶中定容（此溶液的浓度为100 ug/mL）。再分别准确移取1、2、4、6、8、10mL上述溶液，在100mL容量瓶中定容（浓度分别为1、2、4、6、8、10ug/mL）。无水乙醇，正己烷，蒸馏水， 0.1mol/L NaOH溶液，0.1mol/L HCl溶液，乙酰乙酸乙酯（配制浓度为4.0×10mol/L乙酰乙酸乙酯的正己烷溶液、浓度为3.6×10mol/L的乙醇溶液、浓度为1.2×10mol/L的乙醚溶液）。

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【实验步骤】

1. 石英比色皿配套性检查

石英比色皿在波长220nm处盛蒸馏水，以在一号格的比色皿为参比，调节其透光率T为100%，测量第二个比色皿的的透光率，透光率的偏差小于0.5%的比色皿可以陪套使用。记录校正值。

2. 溶剂剂性对吸收峰位的影响

配制适当浓度的水杨酸溶液，其溶剂为石油醚、乙醇和蒸馏水 ，分别绘制它们的紫外图谱。

比较石油醚、乙醇和蒸馏水三种不同溶剂绘制的紫外图谱，观察溶剂极性大小对不同跃迁类型吸收峰的移动方向，比较它们的λmax的变化，并简单解释之。 3. 体系PH值的大小对吸收峰的影响

配制适当浓度的阿司匹林溶液，其溶剂为0.1mol/LNaOH\\0.1mol/LHCl和蒸馏水，分别绘制他们的紫外图谱。观察碱性 酸性和中性三种不同PH值的溶剂对阿司匹林吸收峰位和形状的影响。比较它们的λmax的变化，并简单解释之。 4. 互变异构效应的影响。

用石英吸收池，用相应的溶剂为参比，测定乙酰乙酸乙酯的正己烷溶液、乙醚溶液和乙醇溶液的紫外吸收光谱，确定其紫外吸光带波长和吸光度。比较它们的λmax的变化，并简单解释之。

5. 苯甲酸的定性定量分析

选用苯甲酸试样溶液，以蒸馏水为参比，用1cm的石英比色皿，在波长200～350nm范围内，扫描测量一次。以吸光度为纵坐标，波长为横坐标，得出吸收曲线。并依据吸收曲线确定测定波长。

标准曲线的绘制：在选定的测量波长λmax=227nm处，以蒸馏水为参比，用1cm的比色皿盛溶液，准确测定以上配制好的各个苯甲酸标准溶液的吸光度A，每个标准溶液读三次取其平均值。以浓度C作横坐标，吸光度A作纵坐标，绘制标准曲线。

准确移取10.00mL苯甲酸未知液，在100mL容量瓶中定容，于最大吸收波长处分别测定以上溶液的吸光度。由标准曲线上查得未知液的浓度。 6. 注意事项

有机化合物的紫外光谱是用样品溶液绘制的，为了清楚地表征样品的结构特征所涉及到的吸收带的位置、强度和形状，应选择合适的溶剂，配成适当的浓度。一般样品溶液的浓度范围约10—20ug/ml，长共轭体系的样品浓度小于10 ug/ml,，只含有生色团和助色团的

化合物其浓度范围在100 ug/ml,以上，适合的样品溶液的吸收度在0.3—0.7之间，从而为样品的定性和定量及结构分析提供准确可靠的数据。对溶剂的要求：1.不与样品发生化学反应； 2.是样品的良好溶剂； 3.不吸收绘制样品光谱所用波长的辐射。

【实验结果与分析】

根据上述实验结果，结合课堂所学理论知识进行实验分析。

【思考题】

1、 可见—紫外吸收光谱是怎样产生的？它与红外光谱有何区别？ 2、 分子中那类电子的跃迁将会产生紫外吸收光谱？

3、 为什么溶剂极性增大，n--π*跃迁产生的吸收带发生紫移，而π--π*跃迁产生的吸收

带则发生红移？

4、 将乙酰乙酸乙酯在不同溶剂中的烯醇式的含量与文献值比较，如果数值有差异，

讨论其可能的原因。