Сегодня уже нет необходимости убеждать широкие круги химиков-органиков в значении таких эффективных физических методов исследования состава и строения сложных химических соединений в малых количествах, как масс-, ИК-, ЯМР-и УФ-спектроскопия. Эти современные методы взаимно дополняют друг друга и, наряду с газовой и жидкостной хроматографией, прочно вошли в повседневную практику большинства химических лабораторий. Дальнейшее, более широкое внедрение этого комплекса методов в нашей стране пока ограничивается," с одной стороны, отсутствием хороших разработок и массового производства достаточно дешевой и точной аппаратуры (за исключением УФ-спектрофотометров), с другой — необходимостью подготовки и переподготовки химиков-органиков, владеющих этими методами.
Поэтому ощущается острая потребность в издании учебных пособий, которые служили бы основой для массового обучения химиков методам идентификации веществ. В настоящее время этот процесс уже осуществляется во многих учебных заведениях через лекционные курсы и практические занятия, а также путем самообучения специалистов, окончивших вузы каких-нибудь 5—10 лет назад. На русском языке имеется три таких руководства (см. [5, 9, 24] в главе 1), в которых объединены методы ИК-, УФ- и ЯМР-спектроскопии, а также несколько руководств по отдельным методам (см. [13] в главе Я и [5] в главе 4).
Предлагаемая вниманию советского читателя книга Сильверстейна, Басслера и Моррила «Спектрометрическая идентификация органических соединений», вышедшая за рубежом третьим изданием, до сих пор остается лучшей в мировой литературе. Книга полезна для химиков-органиков любой квалификации. Ею можно пользоваться при самообучении, не имея специальной подготовки в области спектроскопии. Для студентов она — отличное учебное пособие по таким лекционным курсам, как «Физические методы в органической химии» или «Идентификация органических соединений». В повседневной работе химиков, уже освоивших спектральные методы, это превосходное справочное издание.
Книга отличается весьма удачным построением и простотой изложения (не в ущерб полноте). После краткой вводной главы, в которой рассмотрена терминология спектральных методов и дан список основной учебной литературы, следуют четыре главы, посвященные соответственно масс-, ИК-, ЯМР- и УФ-спектроскопии. В каждой из этих глав излагаются основы теории метода, рассматриваются техника и методика работы, приводится тщательно классифицированный фактический материал и обсуждаются принципы получения из спектров информации о составе и строении химических соединений. Некоторые главы сопровождаются приложениями, содержащими богатый и тщательно подобранный справочный материал, и снабжены достаточно полным списком литературы. Глава 6 содержит упражнения— двадцать один набор спектров четырех видов. Они подвергаются детальному разбору, по которому можно проследить логику рассуждений при идентификации неизвестных органических соединений. В последней главе приведено 19 задач для самостоятельной работы, т. е. наборы спектров без их интерпретации, а ответами служат ссылки на справочник органических соединений Бейльштейна. Книга богато иллюстрирована спектрами и рисунками.
Тот факт, что книга издается за рубежом уже в третий раз и непрерывно совершенствуется, говорит о многом. Сами авторы не останавливаются на достигнутом — они готовят специальное приложение с контрольными задачами, предназначенное для преподавателей.
Успех книги во многом обусловлен тем, что авторы являются хими'ками-органиками и сами «прочувствовали» в повседневной работе эти новые быстро развивающиеся методы. Р. Сильверстейн занимается выделением, идентификацией и синтезом природных соединений, Г. Басслер — химией пищевых продуктов, Т. Моррил— стереохимией, металлоорганиче-скими соединениями и шифт-реагентами. Это позволило им в какой-то мере избежать узко специального изложения того или иного спектрального метода и найти оптимальный по сложности вариант, доступный многим.
Книга позволяет приобрести основные первоначальные навыки по идентификации веществ путем активного обучения спектральным методам на примере практических задач. Но для более глубокого изучения этих методов следует обращаться к специальным изданиям, которые перечислены в соответствующих списках литературы.
Быстрое развитие спектральных методов, а также недостаточное знакомство авторов с советской литературой побудило нас дополнить списки литературы отечественными и новыми зарубежными изданиями.
6 заключение следует заметить, что не только постоянно совершенствуются и расширяются рассмотренные методы идентификации органических соединений, но и создаются новые. Например, быстрое развитие лазерной техники привело к тому, что спектроскопия комбинационного рассеяния света, дополняющая ИК-спектроскопию, начинает конкурировать с ней как в простоте и скорости методики., так и в информационных возможностях. Уже сейчас публикуются первые корреляционные таблицы характеристических частот по КР-спектрам. Поэтому близок день, когда в аналогичное учебное пособие будет введена глава по КР-спектроскопии. Не менее перспективна и фотоэлектронная спектроскопия.
- Мы надеемся, что данная книга найдет широкий круг читателей среди советских химиков-органиков и послужит им ценным учебным пособием по идентификации органических соединений и прекрасным справочником.
Хочется поблагодарить канд. хим. наук П. Б. Терентьева за консультации и советы по терминологии (гл. 2), а также д-ра хим. наук Н. М. Сергеева за консультации по гл. 4.
А, Мальцев
СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие к русскому изданию................ о
Предисловие авторов к третьему изданию ............ В
Из предисловия авторов ко второму изданию ........... Ю
Из предисловия авторов к первому изданию ............ И
Глава 1 Введение.........'............. 1&
Спектрометрическая терминология и обозначения........ 16-
Список литературы.............•....., . 18-
Глава 2. Млсс-спекгрометрия.................. 20
I. Введение ....... .............. 20
II. Аппаратура.................... 21
III. Масс-спектр ................... 30
IV. Определение молекулярной формулы...........32
V. Выявление пика молекулярного иона........... 38
VI. Использование молекулярной формулы..........41
VII. Фрагментация ................... 43"
VIII. Перегруппировки.................. 46
IX. Производные ................... 47
X. Масс-спектры некоторых классов органических соединений . . 48
Углеводороды ................... 49
Гидроксилсодержащие соединения........... 53
Простые зфиры................... 57
Кетоны ..................... 61
Альдегиды .................... 65-
Карбоновые кислоты ................. б&
Эфиры карбоновых кислот............... 68
Л а ктоны...................... 74
Амины...................... 75
Циклические амины................. 77
Алифатические амиды......-........ 78
Алифатические нитрилы.............. 7$
Нитросоединения ............. ...... 80
Алифатические нитриты ............... 81
Алифатические нитраты............... 81
Соединения серы.................. 8?
Галогенсодержащие соединения........... ^fi
Гетероароматические соединения ............ 90
Другие классы соединений.............. 92
Список литературы.................-93
Приложение А....................... 9ц
Приложение Б....................... 12]
Приложение В....................... 124
Глава 3. Инфракрасная спектроскопия.....'......... 125
I. Введение ..................... 125
II- Теория ...................... 126
III. Аппаратура .................... 137
IV. Подготовка образца ................. 140
V. Интерпретация спектров ................. 145
VI. Характеристические групповые частоты органических молекул . . 150 s
Нормальные парафиновые углеводороды (алканы)...... 150
Углеводороды с разветвленной цепью........... 154
Циклопарафины (циклоалканы)............. 155
Олефиновые углеводороды (алкены)........... 155
Ацетиленовые углеводороды (алкины)........... 159
Моноядерные ароматические углеводороды......... 160
Полиядерные ароматические соединения.......... 163
Спирты и фенолы.................. 164
Простые эфиры, эпокиси и перекиси............ 16е)
Кетоны...................... 172
Альдегиды..................... 178
Карбоновые кислоты ................. '80
Карбоксилат-анион.................. 183
Сложные эфиры и лактоны . . . -.......г .... 18")
Галогенангидриды кислот .'.............. 188
Ангидриды карбоновых кислот.............. 190
Амиды ...................... '90
Лактамы ..................... '95
Амины......................'• 196
Соли аминов.................... '98
Аминокислоты и их соли................. 1™
Нитрилы ..................... 201
Соединения, содержащие группы C = N, C = N, —N = C = 0 и
-N = C = S .................... 203
Соединения, содержащие группу —N = N—......... 203
Ковалентные соединения, содержащие азотно-кислородные связи 20./
Органические соединения серы.............. ^06
908
Соединения, содержащие связи сера—кислород ...-•••• ilj°
Органические галогенсодержащие соединения........
Соединения кремния .................
212 Соединения фосфора.................
Гетероаром этические соединения ...........212
Частоты валентных колебаний N—Н...........213
Список литературы..................215
Приложение А........................ 219
Приложение Б.......................249
Приложение В.......................257
Приложение Г......... . '.............269
Приложение Д.......................272
Глава 4. Спектроскопия ядерного магнитного резонанса ....... 277
I. Введение и теория................. 277
II. Аппаратура и приготовление образцов .......... 282
III. Химический сдвиг.................. 287
IV. Простое спин-спиновое взаимодействие........... 295
V. Протоны, связанные с гетероатомами.......... 304
Протоны, связанные с кислородом............304
Протоны, связанные с азотом..............310
Протоны, связанные с серой..............З'З
Протоны, связанные с галогенами............313
VI. Взаимодействие протонов с другими ядрами........3'4
VII. Более сложное спин-спиновое взаимодействие.......317
Основные понятия ................. 317
Магнитная эквивалентность..............322
Системы АМХ, АВХ и ABC с трем.я константами взаимодействия ......................326
VIII. Виртуальное взаимодействие и псевдопростые спектры .... 330
IX. Влияние асимметричного центра ............333
X. Внцинальное и геминальное взаимодействия в жестких системах 336
XI. Дальнее взаимодействие...............339
XII. Подавление спин-спинового взаимодействия........339
XIII. Шифт-реагенты ..................344
XIV. Спектрометрия ЯМР на ядрах 13С............350
Список литературы.................351
Приложение А....................... . 354
Приложение Б ^.......................380
Приложение В.......................397
Приложение Г.......................400
Приложение Д.......................401
Приложение Е.......................404
Приложение Ж...................... . 406
Приложение Я.......................407
Глава 5„ Ультрафиолетовая спектроскопия.............408
I. Введение .....................408
II. Теория ......................410
III. Аппаратура ....................418
Источник излучения ................. 418
Монохроматор ................... 418
Фотометр ..................... 419
Кюветное отделение................. 420
Приемник ..................... 420
IV. Подготовка образца.................. 420
V. Характеристические полосы поглощения органических соединений 422
Соединения, содержащие только а-электроны........ 422
Насыщенные соединения, содержащие «-электроны...... 422
Соединения, содержащие я-электроны (хромофоры)...... 423
Правила Вудварда.................. 427
Дисперсия оптического вращения............. 456
Список литературы .................. 457
Глава 6. Примеры идентификации органических соединений по масс-,
ИК-. ЯМР- и УФ-спектрам..............459
Соединение1 6-1.................... , 464
Соединение 6-2.....................468
Соединение 6-3.....................469
Соединение 6-4 ..................... . 473
Соединение 6-5.....................480
Соединение 6-6.....................484
Соединение 6-7.....................488
Соединение 6-8.....................492
Соединение 6-9.....................496
Соединение 6-10 ....................497
Соединение 6-11 ....................503
Соединение 6-12 .....,..............506
Соединение 6-13 ....................510
Соединение 6-14 ....................511
Соединение 6-15 ....................516
Соединение 6-16 ....................517
Соединение 6-17 ....................523
Соединение 6-18 ....................527
Соединение 6-19 ....................530
Соединение 6-20.................... 531
Соединение 6-21 ....................535
Глава 7. Задачи по спектрометрической идентификации органических соединений (с ответами из Бейльштейна)..........541
Предметны!] указатель....................58Q
Цена: 150руб.
