Bài giảng Hóa Học Ứng DụngTs Nguyễn Thị Thu Trâmntttram@ctump.edu.vn

Cần Thơ 20161

1 Cấu tạo nguyên tử và Bảng hệ thống tuần hoàn

2 Liên kết và hình học phân tử

3 Đại cương về sắc ký

4 Các phương pháp phổ xác định cấu trúc hợp chất hữu cơ

2

Tài liệu tham khảo

Nguyễn Thị Thu Trâm

Tài liệu tham khảo

1 William H.Brown, Thomas Poon, Introduction to Organic chemistry,

5th edition, Wiley, 2014

2 John E. McMurry and Robert C.Fay, General chemistry atoms first

2nd, Pearson, 2014

3 John E. McMurry, Organic chemistry, 9th edition, Cengage Learning,

2016

3

1. Cấu tạo nguyên tử

John Dalton1766-1844

JJ Thomson1856-1940

Ernest Rutherford1837-1937

James Chadwick1891-1974

Neils Bohr1885-1962

Edwin Schrӧdinger1887-1961

Werner Heisenberg1901-1976

Lịch sử nghiên cứu cấu tạo nguyên tử

1.1 Cấu tạo nguyên tử - Hạt nhân

X��

X: ký hiệu nguyên tử

A: số khối (A=P+N)

Z: điện tích hạt nhân (=P) C���

C��� C�

��

Đồng vị

C���

98.9% 1.1% <0.0001%

��C= (1298.9 + 131.1)/100 = 12.011

5

Hiện tượng phóng xạ

• Tia

U Th + � ( He) ��

�����

�����

β

• Tia β-

Th Pa+ β ���

�����

�����

• Tia β+ (positron)

O N + β ���

���

���

• Tia

6

? Trong hai đồng vị 173Au và 199Au,

đồng vị nào phân hủy cho ra tia β, đồng

vị nào cho tia .

? Trong hai đồng vị 196Pb và 206Pb,

đồng vị nào không phóng xạ, đồng vị

nào phóng xạ cho dòng positron?

U + n Ba+ Kr ����

�����

�� + 3 n�

���

���

E = 1.68 1010 kJ/moltương đương đốt cháy2.6 105 tấn than đá

7

N + n C + H��

���

��

���

14

C N + e���

���

���

t1/2 = 5715 năm

Một số ứng dụng của đồng vị phóng xạ

Tính tuổi bằng 14C

C-14: giới hạn tính tuổi 60.000 nămU-238 t1/2= 4.47109 nămK-40 t1/2= 1.25109 năm

- Co ���� là nguồn tạo bức xạ

điều trị các khối u

- Cr-51 dùng trong kỹ thuật xácđịnh thể tích máu của cơ thể

- Tc-99m được dùngtrong chuẩn đoánhình ảnh

- Theo dõi cơ chế phản ứng, quátrình biến đổi các chất trong cơ thểsinh vật

6CO2 + 6H2O18 C6H12O6 + 6O2

18

2H2O + h O2 + 4H+ + 4e

Nguyễn Thị Thu Trâm

1.2 Cấu tạo nguyên tử - Lớp vỏ

s

p

d

f

-1 0 +1

0

-2 -1 0 +1 +2

-3 -2 -1 0 +1 +2 +3

l = 0, m = 0

l = 1, m = -1, 0, +1

l = 2, m = -2, -1, 0, +1, +2

l = 3, m = -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3

s = + ½, s = - ½

9

- Số e tối đa trong một orbital là 2

- Trong nguyên tử không thể có hai e có cả

bốn số lượng tử n, l, m, s như nhau

- Ở trạng thái cơ bản, các e sắp xếp vào các

phân lớp có năng lượng từ thấp lên cao

- Các e sắp xếp vào các orbital sao cho tổng

số spin là cực đại (tức là số e độc thân là

lớn nhất)

1.2 Cấu tạo nguyên tử - Lớp vỏ

Cấu hình e của nguyên tử

VD: Viết cấu hình e của các nguyên tử ở trạng thái cơ bản và ion sau: C, Cl, Ca, Fe, Cu, Cl-, Br-, Ca2+, Fe2+, Fe3+, Cu+, Cu2+

10

1.3 Định luật tuần hoàn và Bảng hệ thống tuần hoàn

Kim loại(metals)

Phi kim(nonmetals)

Á kim(semimetals)

1

2

3

4

5

6

7

«Tính chất của các đơn chất cũng nhưdạng và tính chất của các hợp chất tạothành từ các nguyên tố hóa học phụthuộc tuần hoàn vào điện tích hạt nhâncủa nguyên tố đó »

11

Ái lực với electron Ae (electron affinity)

Ae có giá trị càng âm thì nguyên tửcó khuynh hướng kết hợp e càngmạnh

Năng lượng ion hóa Ei (ionization energy)

Năng lượng ion hóa

Increases

12

Tính kim loại (metallic character)

Metallic character

Decreases

Incr

ease

s

Increases

Decr

ease

s

Độ âm điện (electronegativity)

Giả sử B>A A B

13

Electron affinity

Ion

izat

ion

ener

gy

Elec

tro

n a

ffin

ity

Atomic radius

Ato

mic

rad

ius

Ionization energy

Tóm tắt sự biến thiên tuần hoàn một số tính chất của nguyên tố

Liên kết ion được hình thành giữa những nguyên tử của hai nguyên tố cósự chênh lệch độ âm điện (thường ≥ 2)

14

2.1 Thuyết cổ điển về liên kết

Tính chất của liên kết ion: là loại liên kết mạnh, không có tính định hướng, không có tính bão hòa. Hợp chất ion ở dạng rắn, có nhiệt độ nóng chảy cao.

2. Liên kết và hình học phân tử

Liên kết ion

Liên kết cộng hóa trị

Liên kết cộng hóa trị được hình thành giữa các nguyên tử của cùng một

nguyên tố ( =0) hoặc giữa các nguyên tử của các nguyên tố có sự

chênh lệch nhỏ về độ âm điện (thường < 2)

15

Liên kết cho nhận

NH

H

H

+ H+ NH

H

H

+

H N

H

H

H

Hhay

Liên kết hydro

16

17

2.2 Hình học phân tử - Thuyết VSEPR (valence-shell electron-pair repulsion)

18

- An thần

- Điều trị đau tủy, ban đỏ nốt do cùi

- Chữa ốm nghén cho phụ nữ mang thai

Bé sơ sinh bị dị tật tay, chân do mẹ dùng

Thalidomide trong quá trình mang thai

19

LevomethorphanGiảm đau, gây nghiện

DextromethorphanTrị ho

20

Sơ đồ triền quang kế

Prostaglandin F2α là acid béo chứa 20 carbon, nguyên nhân gây đau, sưng,…

Acid này có bao nhiêu cacbon phi đối xứng?

Xác đinh cấu hình lập thể của cấu trúc dưới đây.

Liên kết cộng hóa trị hình thành do sự xen phủ của hai orbital,

trong đó có 2 electron có spin trái dấu

Liên kết cộng hóa trị càng bền khi độ che phủ của các orbital

nguyên tử càng lớn

Tùy theo cách thức xen phủ của các orbital, có 02 loại liên kết

Liên kết

Liên kết

21

2.3 Thuyết liên kết hóa trị (Valence bond theory VB)

Liên kết Liên kết

22

23

C

Số orbital lai hóa = liên kết + đôi điện tử tự do

VD: CH4 C có lai hóa sp3 (4 + 0)

C2H2 C có lai hóa sp (2 + 0)

NH3 N có lai hóa sp3 (3 + 1)

H2O O có lai hóa sp3 (2 + 2)

Sự lai hóa

24

Be

Be*

2s 2p

B

B*

180°

120°

BeH2

BF3

C

C*

2s 2p

109°28’

Ethylen CH2=CH2

C

C*

2s 2p

Ethan CH3CH3

C

C*

2s 2p

Acetylen H-CC-H

C

C*

2s 2p

N

Amoniac NH3 Aldehyd formicC O

H

H

26

27

1s< 1s*< 2s< 2s

*< z < x = y < x* = y

* < z*

1s< 1s*< 2s< 2s

* < x = y < z < x* = y

* < z*

.

.

.

.

2s*

2s

2.4 Thuyết orbital phân tử (Molecular orbital theory MO)

28

2s

2s*

2px 2py

2p

*2px

*2py

*2p

N2

22s< 2

2s*< 2

z < 2x = 2

y < 1x* = 1

y*

22s< 2

2s* < 2

x = 2y < 2

z

Bậc liên kết (độ bội liên kết)

Đ = (n-n*)/2

n: số e trên các MO liên kết

n*: số e trên các MO phản liên kếtThí nghiệm thể hiện

tính thuận từ của O2

Oxy lỏng

29

30

3 Đại cương về sắc ký (chromatography)

Được phát minh đầu tiên bởi nhà sinh vật học người

Nga - Mikhail Tswest: tách Chlorophills, Xanthophylls và

Carotenoids từ cây cỏ bằng CaCO3.

Từ Chromatography xuất phát từ tiếng Hy Lạp (Chroma:

màu, Graphein: ghi). Ngày nay, kỹ thuật sắc ký được sử

dụng để tách tất cả hợp chất dù có màu hay không.

Kỹ thuật sắc ký được ghép với các phương pháp khác (GC-MS, HPLC-

MS, HPTLC-MS…) có độ chính xác, độ nhạy cao giúp phân tích được

nhiều đối tượng phức tạp hơn.

Nguyễn Thị Thu Trâm

31

Phân loại

Theo bản chất của hai pha sử dụng

Pha tĩnh (station phase - SP) : là pha đứng yên

- SP rắn : gồm các hạt rắn kích thước nhỏ có cấu trúc xốp được nhồi vào cột

- SP lỏng : chất lỏng liên kết với các nhóm chức trên bề mặt giá thể

Pha động (mobile phase - MP) : là pha linh động được cho di chuyển liên tụcqua pha tĩnh

• Sắc ký lỏng - lỏng

• Sắc ký lỏng - rắn

• Sắc ký khí - lỏng

• Sắc ký khí - rắn

SPMP

Nguyễn Thị Thu Trâm

32

Theo cơ chế tách

• Sắc ký hấp thu (Adsorption Chromatography)

• Sắc ký phân chia (Partition Chromatography)

Nguyễn Thị Thu Trâm

33

• Sắc ký trao đổi ion (Ion exchange Chromatography)

• Sắc ký lọc gel (Size exclusion Chromatography)

Nguyễn Thị Thu Trâm

34

Theo kỹ thuật và phương tiện sắc ký

- Sắc ký trên cột

- Sắc ký phẳng

• Sắc ký ái lực (Affinity Chromatography)

Nguyễn Thị Thu Trâm

35

Một số khái niệm dùng trong sắc ký

tR : thời gian lưu

tm : thời gian chết

W: độ rộng của peak

tR’= tR – tm: thời gian lưu hiệu dụng

R: độ phân giải (resolution)

R = 2 �� � ���(�)

�� � ��

R > 1.5 cột đã tách tốt 2 chất 1 và 2

Các cách làm tăng độ phân giải

Tăng chiều dài cột, giảm đường kính cột

Dùng pha tĩnh có kích thước hạt nhỏ

hơn, đồng đều hơn

Tối ưu hoá tốc độ pha động

Giảm lượng mẫu, giảm nhiệt độ cột

Thay đổi thành phần pha động

36

Hệ số phân bố K

K = ��

��

CS: nồng độ của chất tan trong pha tĩnh tại thời điểm cân bằng

CM: nồng độ của chất tan trong pha động tại thời điểm cân bằng

Phần chất tan còn lại trong pha tĩnh sau n lần chiết với thể tích VM

(��

��� �.��)�

VD: Chất tan X (0.01M) trong 100ml nước (pha S), được chiết lỏng lỏng với

benzen (pha M), K=3. So sánh khả năng chiết trong 2 trường hợp

a/ Chiết 1 lần với 500 ml benzen

b/ Chiết 5 lần, mỗi lần 100 ml benzen

37

Tốc độ di chuyển trung bình �� của chất tan :

(L: chiều dài cột sắc ký)

Tốc độ di chuyển trung bình u của pha động : u = �

��

Quan hệ giữa tốc độ di chuyển �� và hệ số phân bố K

(VS : thể tích pha tĩnh, VM: thể tích pha động)

38

Hệ số dung lượng k’ : mô tả các tốc độ dịch chuyển của các

chất tan trên cột

=

= = =- -

k’ < 1 : sự rửa giải xảy ra rất nhanh

20 < k’ <30 : thời gian rửa giải bị kéo dài

1< k’ <5: hợp lý

hay

39

Hệ số chọn lọc

= ��

��=

���

��� =

���

���

Để cho một sự tách được tốt thì α nên có giá trị > 1

Hai chất cần tách càng tách ra xa khỏi nhau khi α càng lớn

nhưng nếu quá lớn thì thời gian phân tích càng kéo dài

1,05 < α < 2,0 : hợp lý

B là cấu tử bị lưu giữ mạnh hơn

40

Chiều cao đĩa lý thuyết H

H = ��

�

�à � = ��

4��

Số đĩa lý thuyết N

N = �

�

N = 16 ��

�) 2

H càng nhỏ độ rộng hay sự

doãng rộng của peak càng nhỏ

H : 0.1 1 mm trong sắc ký khí

H ~ 10 µm trong HPLC

H < 1µm trong sắc ký điện di mao quản

Hiệu lực của cột tách sẽ tăng lên khi

số đĩa lý thuyết càng lớn và chiều cao

đĩa càng nhỏ

41

Các chất hấp thu (pha tĩnh) dùng trong sắc ký

Silica gel pha thường

Silica gel chế hóa

Alumina

Kieselguhr - Celite

Bột giấy

Gel

42

Silica gel pha thườngSilanol group

Chất hấp phụ được sử dụng rộng

rãi nhất hiện nay

Bề mặt phân cực, trung tâm hấp

phụ là các nhóm -OH silanol (-Si-OH,

HO-Si-OH, -Si-(OH)3)

Mật độ nhóm silanol càng cao (hạt càng mịn) khả năng hấp phụ càng lớn

Tan một ít trong MeOH

Khả năng hấp phụ tùy thuộc tình trạng ngậm nước

43

Nhiệt độ

(°C)

Ngậm

nước

(n H2O)

Khả năng hấp phụ Tính chất Tình trạng

<70 3 Rất kém Hoạt hóa được Bị hút ẩm

70 2 Kém Hoạt hóa được Bị hút ẩm

100-120 1 Tối ưu Hấp phụ tốt Được hoạt hóa

200-450 0 Mạnh, không giải hấp được Phục hồi được Bắt đầu trơ

450-500 -1 Mất hoàn toàn khả năng hấp phụ Hết phục hồi Hết sử dụng

Si OH

SiOH

Si

OSi

Si OHSi

HOSi SiO

Silica gel hạt lớn Silica gel hạt nhỏSilica gel mất hoạt tính Silica gel mất hoạt tính

44

Kích cỡ hạt Đường kính lỗ rỗng Kỹ thuật sắc ký

40-200 µm 40-300 Å Sk cột cổ điển

5-25 µm 60 Å Sk lớp mỏng

2-8 µm 80-300 Å HPLC phân tích

40-60 µm 80-300 Å HPLC điều chế

Silica gel GF254

G= gypsum: chất kết dính (CaSO4 5-15%, Tinh bột 2-5%, dextran…)Dùng cho TLC, cỡ hạt mịn (5-40µm)

45

Những hợp chất phân cực (có mang nhóm –OH, -NH2, -COOH…)

có khả năng tạo nối hydrogen mạnh bị silica gel giữ chặt lại

giải ly muộn hơn so với những hợp chất kém phân cực. (Tuy nhiên

khả năng giải ly một chất còn tùy vào dung môi giải ly có độ phân cực

mạnh hay yếu!!!)

46

Silica gel chế hóa

Silica gel tạo nối dùng cho

pha đảo

Thường dây C-8, C-18

40-60% các nhóm silanol

bị biến thành các dẫn xuất

Chịu được pH 1.0-13.0

Silica gel tạo nối dùng cho pha

thường

Bền với mọi loại dung môi

Có thể dùng dm phân cực

mạnh để giải ly ra khỏi cột tất

cả các hợp chất

Silica gel pha thường

47

Silica gel tạo nối dùng cho sắc ký thủ tính

48

Alumina

Muốn có alumina hoạt tính mạnh nung nóng 400-500°C

trong 12-16 h (khác với silica gel). Muốn làm giảm hoạt tính

thêm nước vào

Acidic : -Al-OH tách các hợp chất có tính acid, trung tính. Trong môi trường nước

hoặc alcol, được dùng như chất trao đổi ion.

Neutral: -Al-OH + -Al-O- sử dụng với dung môi hữu cơ, tách các chất dễ bị hư hỏng

Basic: -Al-O- sử dụng với dung môi hữu cơ, hấp thu các chất thơm, hydrocacbon bất

bão hòa, steroid, alcaloid… Trong môi trường nước hoặc alcol-nước, hấp thu amino

acid có tính kiềm, cation vô cơ…

Alumina xúc tác một số phản ứng: khử nước, sự chuyển

dịch nối đôi… ít được ưa chuộng

49

Kieselguhr - Celite

Lỗ rỗng lớn, diện tích bề mặt lớn, có tính hấp thu yếu

50

Bột giấy (cellulose powder)

- Tách các hợp chất ưa nước: amino acid, đường,…

- Có nhiều loại dẫn xuất khác nhau của cellulose để sử dụng

như chất trao đổi ion: cellulose diethylaminoethyl DEAE,

cellulose carboxymethyl CM…

51

Gel

Polyacrylamid

N, N’-Methylenbisacrylamide

Dùng để tách các hợp chất ưa nước: carbohydrat, petid, tanin…

52

Gel dextran

- Thích hợp cho sắc ký lọc gel

- Không tan trong nước, bền

với dung môi hữu cơ, nước,

dung dịch acid hoặc kiềm…,

trong môi trường acid mạnh

các nối glycosid có thể bị

thủy giải.

- Có thể tái sử dụng mà không

cần tái tạo lại hạt gel

Tên thương mại: Sephadex G, chữ G: biểu diễn lượng nước mà gel khô sẽ

hút để trương nở

53

Sephadex LH-20 Sephadex G-25

- Vừa có tính ái nước vừa có

tính ái dầu.

- Tách các hợp chất có trọng

lượng phân tử 100-4000 Da.

- Ứng dụng để loại các diệp

lục tố trong cây cỏ.

54

Dung môi giải ly (pha động)

Nguyễn Thị Thu Trâm

Nắp đậy bằng kiếng

Tờ giấy lọc

Bản mỏng

Điểm chấm mẫu

Mức tiền tuyếndung môi

Mức xuất phát

Mức dung môitrong bình

* Bình sắc ký

* Pha tĩnh

* Pha động

* Mẫu chất cần phân tích

Sắc ký lớp mỏng (Thin layer chromatography TLC)

Tại sao các chấttrong hỗn hợp có thểtách ra khỏi nhau?

Nguyễn Thị Thu Trâm

56

Sự tương tác giữa hợp chất cần phân tích với pha tĩnhvà pha động

• Lực hút của pha tĩnh đối với chất tan

• Lực lôi kéo của dung môi đối với chất tan

Nguyễn Thị Thu Trâm

57

Các công dụng của sắc ký lớp mỏng

- Để công bố đặc điểm của hợp chất vừa cô lập

Rf = b

a

Đoạn đường di chuyển của dung môi

Đoạn đường di chuyển của hợp chấta

b=

- Để kiểm tra xem hai hợp chất có giống nhau không?

A B AAA BBB

E : C 3:7 C : AE 4:6 C : M 8:2

- Biết sơ bộ số lượng và thành phần phần trăm của các hợpchất có trong mẫu ban đầu

Nguyễn Thị Thu Trâm

- Kiểm tra độ tinh khiết của một hợp chất (thực hiện giống nhưphần “xem hai chất có giống nhau không”)

- Theo dõi diễn tiến của một phản ứng tổng hợp hữu cơ

A + B C

AB

BCA BCA BCA BCA BCA

Bắt đầu phản ứng

Sau 10’ Sau 20’ Sau 30’ Sau 40’

- Để chuẩn bị cho việc sắc ký cột

- Để kiểm tra xem hợp chất có kém bền hay không

- Để cô lập hợp chấtNguyễn Thị Thu Trâm

60

Các cách giải ly bản mỏng

- Dung môi giải ly di chuyển từ trên xuống

- Dung môi giải ly di chuyển từ dưới lên

Nguyễn Thị Thu Trâm

61

- Giải ly nhiều lần liên tiếp

Giải ly 1 lần Giải ly 3 lần liên tiếp Giải ly 5 lần liên tiếp

- Giải ly nhiều hai chiều

Nguyễn Thị Thu Trâm

62

Hiện hình các vết sau khi giải ly

UV 365 UV 254- Bằng tia UV

- Bằng phun xịt thuốc thử

Nguyễn Thị Thu Trâm

63

64

Sắc ký cột (Column chromatography)

Trong sk cột với pha tĩnh là

silica gel pha thường, hợp chất

kém phân cực thường được

giải ly khỏi cột trước, hợp chất

phân cực được giải ly sau

Tính phân cực giảm dần Thứ tự giải ly ra khỏi cột

Trước khi triển khai sắcký cột, phải dùng sắc kýlớp mỏng để tìm hệ dungmôi giải ly phù hợp

65

Các loại pha tĩnh dùng trong sắc ký cột

- Silica gel: pha thường, chế hóa

- Alumina

- Kieselguhr Celite

- Bột giấy

- Gel: gel dextran, sephadex…

Tỉ lệ giữa lượng chất cần tách đối vớikích thước cột

mchất hấp thu lớn hơn ít nhất 25 lần mmẫu Chiều caochất hấp thu

trong cột

Đường kínhtrong của cột

Chiều cao chất hấp thu trong cột

Đường kính trong của cột=

����

�

66

- Những bức xa điện từ khác nhau về bước sóng

- Vừa có tính chất sóng vừa có tính chất hạt

4.1 Bản chất của bức xạ điện từ

4 Các phương pháp phổ xác định cấu trúc hợp chất hữu cơ

67

• Tần số sóng (, Hz) là dao động mà

bức xạ điện từ thực hiện trong 1 giây

� = �

�

c: vận tốc ánh sáng trong chân không 3.108 m/s

• Số sóng (�)

� = 1

�

• Năng lượng

h: hằng số planck, h = 6,6262.10-34 J.s

� = ℎ� = ℎ�

�

68

Bức xa điện từ

Vật chất

Trạng thái năng lượng của phân tửkhông thay đổi

Trạng thái năng lượng của phân tửthay đổi

Sự hấp thụ :E = E* - E0 = h

Sự phát xạ :E = E* - E0 = h

E*

E0+ h- h

Nguyễn Thị Thu Trâm

Phân tử không thê hấp thu bức xạ một cách hỗn loạn mà chỉ hấp

thu những bức xạ tương ứng chính xác với biến thiên giữa các mức

năng lượng của chúng.

69

Các phân tử có cấu trúc khác nhau sẽ hấp thụ và phát xạ năng lượng khác nhau. Kết quả của sự hấp thụ và phát xạ năng lượng này chính là phổ, từ phổ có thể xác định cấu trúc phân tử.

Etoàn phần = Etịnh tiến + E quay + Edao động + Eđiện tử

Hay E = Et + Er+ Ev + Ee

70

4.2 Phương pháp phổ

- Phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử:

+ Phương pháp phổ quay và dao động: phương pháp

quang phổ hồng ngoại IR

+ Phương pháp phổ Raman

+ Phương pháp electron UV-VIS

- Phương pháp phổ cộng hưởng từ hạt nhân NMR

- Phương pháp phổ khối lượng MS

I0 (λ) Il

l

Dung dịch hấp thụ

Định luật Lambert – Beer :

Il = I0.10– .l.C

Các đại lượng hay sử dụng :

• Độ truyền quang :

và :

• Độ hấp thụ :

• Quan hệ giữa A và T :

A = - lg T ; T = 10 – A

0I

IT l 100.%

0I

IT l

ClA ..: hệ số hấp thụ mol (lít/mol.cm)

l: chiều dài cuvet (cm)

C: nồng độ (mol/l)

nếu C (g/100ml)

thì được thay bằng �����% (hệ số hấp thu riêng)

Nguyễn Thị Thu Trâm

72

4.3 Quang phổ tử ngoại khả kiến UV-Vis

73

Nhóm mang màu (Chromophore)

- Các chất có màu là do trong phân tử của các chất chứa nhiều nhóm nối đôi

hay nối ba như C=C, C=O, C=N, N=N, CC, NN, -NO2… chúng được gọi

là nhóm mang màu.

- Nếu trong phân tử có nhiều nhóm mang màu liên hợp tạo thành mạch dài thì

màu của chất sẽ càng đậm.

- Các chất màu đậm khi đo phổ tử ngoại khả kiến cho max nằm ở vùng có

bước sóng dài những hợp chất hữu cơ có mạch liên hợp dài thì cực đại

nằm ở phía sóng dài.

-Nhóm trợ màu: thường là các nguyên tử hay nhóm có một hay nhiều cặp

electron tự do : –OH, -NH2, các halogen….

1,5-Hexadien max 178 nm

2,4-Hexadien max 227 nm

Etylenmax 171 nm

Acetonmax 279 nm

Crotonaldehydmax 290 nm

CH3 C

O

CH3CH2 CH2

CH2 CH CH2 C

O

CH3

74

Các dịch chuyển và hiệu ứng

- Chuyển dịch bathochrome (bathochrome shift, red shift):

chuyển dịch max về vùng có bước sóng dài.

- Chuyển dịch hypsochrome (hypsochrome shift, blue shift):

chuyển dịch max về vùng có bước sóng ngắn.

- Hiệu ứng hyperchrome (hyperchrome effect): tăng cường

độ hấp thụ max.

- Hiệu ứng hypochrome (hypochrome effect): giảm cường

độ hấp thụ max.

75

cis-β-Carotene = 90000trans-β-Carotene = 148000

effect

effect

76

Cấu tạo máy quang phổ UV-Vis

77

78

Ứng dụng phổ UV-Vis

79

Dựa vào max , có thể biết được loại liên kết

- max < 150nm: chỉ có loại liên kết σ của hợp chất no

- max > 150 nm: có liên kết bội

- max quanh vùng 200 – 260 nm có thể có benzen và benzen thế

- max >280 nm: hệ liên hợp

- max càng lớn thì hệ liên hợp càng dài

Phân giải phổ UV-Vis

80

4.4 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân NMR (nuclear magnetic resonance spectroscopy)

- Các nguyên tử có sốproton và neutron là sốchẵn như 12C, 16O khôngtạo ra tín hiệu trong khảosát cộng hưởng từ

- Thông thường khảo sát: 1H, 13C

81

4.4.1 Phổ 1H-NMR

Độ dịch chuyển hóa học (chemical shift)

Cường độ tích phân của mũi cộng hưởng (integration)

Cường độ tích phân của mũi cộng hưởng chỉ cho biết cường độ tương đối của mũi khảo sát so vớinhững mũi khác trên phổ đồ chứ không phải là con số proton thật sự gây nên mũi cộng hưởng đó

Phổ 1H-NMR (CDCl3, 300 MHz) của �-methyl orsellinate

82

Sự ghép spin-spin (spin-spin coupling)

Phổ 1H-NMR (CDCl3, 300 MHz) của ethyl 2-aminobenzoate

83Phổ 1H-NMR (CDCl3, 300 MHz) của ethyl 2-aminobenzoate vùng từ 6.6 đến 8.0 ppm

84

4.4.1 Phổ 13C-NMR

Độ dịch chuyển hóa học (chemical shift)

85

Phổ 13C-NMR (CDCl3, 75 MHz) kết hợp với phổ DEPT của ethyl 2-aminobenzoate