老师
同学们好,我是北京师范大学实验中学丰台学校的祝华同老师。今天我们学习有机化学基础第三章第二节有机化合物结构的测定。第二课时,有机化合物结构测定与有机化合物的合成紧密相关,合成天然产物前需要测定其结构才能进行合成。合成自然界没有的有机化合物合成后需要测定其结构才能证实合成工作是否成功。比如,在探秘神奇的医用胶微项目学习中,我们了解了阿尔法禽鸡丙烯酸酯类医用胶的性能及结构特点,并尝试对其结构进行改良。下面我们将探讨如何测定这类医用胶的分子结构。首先我们要做的是测定实验室某种含碳、氢、氮、氧四种元素的易用胶样品,测定其中碳的质量分数为 62. 75%,氢的质量分数为 7. 19%,氮的质量分数为 9. 15%。试求该医用胶样品的实验室。第一步,我们计算该医用胶样品中氧元素的质量分数,氧元素的质量分数等于100%,减去碳元素的质量分数 62. 75%,减去氢元素的质量分数 7. 19%,再减去氮元素的质量分数 9. 15%,等于 20. 91%。第二步,我们计算该医用胶分子内各元素原子的个数比。用碳、氢、氮、氧元素各自的质量分数除以其对应的相对原子质量,可以得到碳、氢、氮、氧四种原子的最简整数比为八比十、一比二。据此确定该医用胶样品的实验室为碳八氢十一、氮氧二。这些元素定量分析方法为现代元素定量分析奠定了基础,现在也可以使用现代化的元素分析仪,可以直接测出有机化合物中各元素的质量分数,分析的精确度和分析速度都达到了很高的水平。
老师
我们回到测定有机化合物的基本流程中,经过元素分析,我们得到了未知物的实验室。那么要确定它的分子是,还必须进一步测定其相对分子质量,然后根据其相对分子质量对实验室质量的倍数来确定分子式。目前有许多测量相对分子质量的方法,质谱法是其中最精确、最快捷的方法。质谱法是快速精确测定有机化合物相对分子质量的重要方法。测定时只需要很少量的样品,质谱仪用高能电子硫等轰击待测样品分子,使有机化合物分子失去电子,形成带正电荷的分子、离子等。这些离子因质量不同,电荷不同,在电场和磁场中的运动行为不同,计算机对其进行分析后,得到这些分子、离子等的相对质量与电荷数的比值及质赫比以至赫比为横坐标,以各类离子的相对含量为纵坐标,记录测试结果就得到有机化合物的质谱图。
老师
一般质谱图中最大的离子质赫比就是待测有机化合物的相对分子质量。例如物丸的质谱图如图所示,图查看隐藏内容