波譜分析知識全書總結(jié)

1、波譜分析(spectraanalysis)波譜分析的內(nèi)涵與外延：定義：利用特定的儀器，測試化合物的多種特征波譜圖，通過分析推斷化合物的分子結(jié)構(gòu)。特定的儀器：紫外，紅外，核磁，質(zhì)譜，（X-射線，圓二色譜等）特征波譜圖：四大譜；X-射線單晶衍射，圓二色譜等化合物：一般為純的有機化合物分子結(jié)構(gòu)：分子中原子的連接順序、位置；構(gòu)象，空間結(jié)構(gòu)儀器分析（定量），波譜分析（定性）綜合性、交叉科學（化學、物理、數(shù)學、自動化、計算機）作用：波譜解析理論原理是物理學，主要應(yīng)用于化學領(lǐng)域（天然產(chǎn)物化學和中藥化學、有機化學、藥物化學等），在藥物、化工，石油，食品及其它工業(yè)部門有著廣泛的應(yīng)用；分析的主要對象是有機化合物。

2、課程要求：本課將在學生學習有機化學、分析化學、物理化學等課程的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)講授紫外光譜（UV）、紅外光譜（IR）、核磁共振光譜（NMR）和質(zhì)譜（MS）這四大光譜的基本原理、特征、規(guī)律及圖譜解析技術(shù)，并且介紹這四大光譜解析技術(shù)的綜合運用，培養(yǎng)學生掌握解析簡單有機化合物波譜圖的能力。為學習中藥化學有效成分的結(jié)構(gòu)鑒定打下基礎(chǔ)。第一章紫外光譜（ultravioletspectra,UV）一、電磁波的基本性質(zhì)和分類1、波粒二象性光的三要素：波長（入），速度（c）,頻率（v）電磁波的波動性光速c：c=3.0x1010cm/s波長入：電磁波相鄰波峰間的距離。用nm,m,cm,m等表示頻率v：v=c/人用Hz

3、表示。電磁波的粒子性光子具有能量，其能量大小由下式?jīng)Q定：E=h丫=hc/（式中E為光子的能量，h為普朗克常數(shù)，其值為6.624M0-34j.s）電磁波的分類區(qū)域波長原子或分子的能級躍遷Y雌10-30,1nm原子核X雌0.11nm內(nèi)層電子遠紫外4200nm中層電子近紫外200*400nm外層價電子可見光400800nm外層價舸子紅外光0.825pm分子振動和轉(zhuǎn)動遠紅外25400pm分子振動和轉(zhuǎn)動微波0.0425cm分子轉(zhuǎn)動無線電波252110aom核磁共振2、分子的能量組成（能級圖）E分子=E平+E轉(zhuǎn)+E振+E電子能量大小：£轉(zhuǎn)E振E電子不同能級躍遷對應(yīng)的電磁波區(qū)域能級能量差值電磁波波

4、長電磁波區(qū)域電子能級12QeV1000-50nm紫外和可見光區(qū)域振動能級0-05«leVum紅外光區(qū)轉(zhuǎn)動能級104o.O5eV大于25口m遠紅外區(qū)紫外光譜遠紫外（4200nm）：又叫真空紫外區(qū)近紫外（200400nm）：又叫石英紫外區(qū)，最為常用。電子躍遷類型的影響II躍遷：150nm左右，真空紫外區(qū)門一默遷：一般小于200nm弱吸收，&約100兀一兀躍遷：160180nm（孤立雙鍵），200nm（共軻雙鍵）強吸收，&約104n一兀獄遷：200400nm弱吸收，&約1002.3. 表示方法和常用術(shù)語發(fā)色團：廣義上講，是分子中能吸收紫外光或可見光的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。狹義上

5、講，凡具有兀電子的基團。如：c=c,c=o,苯環(huán)等芳香族化合物。助色團：基團本身不能吸收大于200nm的紫外光，但它與一定的發(fā)色團相連時，則可使發(fā)色團所產(chǎn)生的吸收峰向長波方向移動，同時吸收強度也增加，這些基團稱助色團，即有助于光波的吸收。常見的助色團有-OH,-OR,-NHR,-SH,-Cl,-Br,-I等。紅移：由于取代作用或溶劑效應(yīng)導(dǎo)致紫外吸收峰向長波方向移動的現(xiàn)象。藍移：紫外吸收峰向短波方向移動。增色作用：使紫外吸收強度增加的作用。減色作用：使紫外吸收強度降低的作用。(1) 吸收強度的主要影響因素1、躍遷幾率2、靶面積(1) 測定用溶劑的選擇原則：1、紫外透明，無吸收2、溶解度好3、不與

6、樣品發(fā)生化學反應(yīng)第三節(jié)推測化合物入maX勺經(jīng)驗規(guī)則一.非共軻有機化合物的紫外吸收（了解）二、共軻有機化合物的紫外吸收（一）共軻烯煌的入maX勺計算方法1、共軻二烯，三烯及四烯入maX勺計算（Woodward-Fieser經(jīng)驗規(guī)則，）（增加共軻度）（固定構(gòu)象，增加共軻幾率）:占兀超共軻）（p-兀共軻）1,增加一個共軻雙鍵2,環(huán)外雙鍵3,取代基O、N、X、S烷基和環(huán)殘基環(huán)外雙鍵：雙鍵在環(huán)外，且其中一個C構(gòu)成環(huán)的一員（2）環(huán)殘基：與雙烯C相連的飽和環(huán)骨架的一部分。注意事項：交叉共軻體系，只能選一個較長的共軻體系芳香系統(tǒng)也不適用，另有規(guī)則。只適用于小于或等于四個雙鍵的化合物。共軻體系中的所有取代基及所

7、有的環(huán)外雙鍵均應(yīng)考慮在內(nèi)。2.共軻多烯入maXh算（Fieser-Kuhn公式）入max=114+5M+n（48-1.7n）16.5Rendo-10Rexoemax=1.74x104n其中，M一烷基數(shù)n總共軻雙鍵數(shù)Rendo具有環(huán)內(nèi)雙鍵的環(huán)數(shù)Rexo具有環(huán)外雙鍵的環(huán)數(shù)第四節(jié)紫外光譜在有機化合物結(jié)構(gòu)研究中的應(yīng)用1、確定未知化合物是否含有與某一已知化合物相同的共軻體系（確定樣品是否為已知化合物）有標準品時：若兩個化合物相同，其紫外光譜應(yīng)完全相同。但要注意，紫外光譜相同，結(jié)構(gòu)不一定相同。無標準品時：查找有關(guān)光譜文獻進行對照，注意所使用的溶劑與文獻一致。2、確定未知結(jié)構(gòu)中的共軻結(jié)構(gòu)單元（1）將入max

8、的計算值與實測值比較（2）與同類型的已知化合物UV光譜比較許多類型的化合物，如黃酮類、蔥醍類和香豆素類等，其基本骨架是一致的，其結(jié)構(gòu)與紫外光譜特征之間的規(guī)律已比較清楚。同種類型的化合物在紫外光譜上既有共性（骨架），又有個性（取代）。這種方法在鑒定化合物結(jié)構(gòu)中經(jīng)常用到。3、確定構(gòu)型、構(gòu)象4、測定互變異構(gòu)現(xiàn)象紫外光譜儀器-紫外分光光度計由五個基本部分組成：1、光源2、分光系統(tǒng)（單色器）3、吸收池4、檢測器5、記錄儀1、光源：常用的光源是鴇燈、氫燈和笊燈。鴇燈：用來做可見光的光源，其發(fā)射的波長范圍在3202500nm,用作測量可見光區(qū)的吸收光譜。氫燈和笊燈：用于紫外光區(qū)的光源，波長范圍在180375

9、nm。2、分光系統(tǒng)（單色器）單色器的主要部件是棱鏡和光柵?，F(xiàn)代多用光柵作為單色器，其分辨率較高。3、比色皿：可分為石英和玻璃兩種比色皿。前者適用于紫外可見光區(qū)，后者只能用于可見光區(qū)。4、檢測器：常用的檢測器有光電池、光電管和光電倍增管等。其中光電倍增管的靈敏度高，是應(yīng)用最廣的一種檢測器。5、記錄儀第二章紅外光譜（Infraredspectra,IR）教學要求了解紅外光譜的基本原理掌握分子的振動能級基頻躍遷與峰位的關(guān)系掌握紅外光譜區(qū)的八個重要區(qū)段概念：特征譜帶區(qū)，指紋區(qū)，相關(guān)峰了解紅外光譜在結(jié)構(gòu)分析中的應(yīng)用第一節(jié)基礎(chǔ)知識IR歷史1800年，英國科學家W.Herschel發(fā)現(xiàn)紅外線。1881年，A

10、bney和Festing第一次將紅外線用于分子結(jié)構(gòu)的研究。1889年，Angstrem首次證實CO和CO2氣體分子具有不同的紅外光譜圖。紅外光譜的特點1、具有高度的特征性2、對樣品的適應(yīng)性相當廣泛，無論固態(tài)、液態(tài)或氣態(tài)樣品都可進行測定4、對于特征基團的分析準確3、常規(guī)紅外光譜儀價格較低（與核磁、質(zhì)譜比）一、紅外光譜是研究紅外光與物質(zhì)分子間相互作用的吸收光譜E分子=E移+E振+E轉(zhuǎn)+E電子紅外光譜又稱作振-轉(zhuǎn)光譜通常將紅外光分為三個區(qū)域：近紅外區(qū)（泛頻區(qū)：12500-4000cm-1）中紅外區(qū)（基本振動：4000-400cm-1）遠紅外區(qū)（轉(zhuǎn)動區(qū)：400-25cm-1）在常溫下，分子幾乎均處于基

11、態(tài)，所以在紅外吸收光譜中通常只考慮下面兩種躍遷：V0-V1:基頻峰，峰強v0-l=v（12Xe）V0-V2:倍頻峰，峰弱v02=2v（13Xe）（二）多原子分子的振動1、振動自由度與峰數(shù)將多原子的復(fù)雜振動分解為許多簡單的基本振動（簡正振動）基本振動的數(shù)目：振動自由度（分子自由度）分子自由度數(shù)（3N）:平動自由度+轉(zhuǎn)動自由度+振動自由度振動自由度：分子自由度數(shù)(3N)(平動自由度+轉(zhuǎn)動自由度)非線性分子振動自由度=3N-(3+3)=3N-6線性分子振動自由度=3N-(3+2)=3N52、振動類型(1)伸縮振動(v)：對稱伸縮振動vs不對稱伸縮振動vas對稱伸縮振動：兩個鍵同時伸長或縮短不對稱伸縮

12、振動：一個鍵伸長，一個縮短特點：只有鍵長的變化，沒有鍵角的變化。剪式振動8s面內(nèi)彎曲振動Sip，平面搖擺p(2)彎曲振動(8)I非平面搖擺3扭曲振動Y彎曲振動：原子在鍵軸前后或左右彎曲振動。特點：只有鍵角變化，無鍵長變化。紅外吸收在低頻率區(qū)，一般在1500cm-1以下。紅外光譜產(chǎn)生的基本條件1、hv紅外光=AE分子振動2、分子振動時，其偶極矩科必須發(fā)生變化，即A科左03、影響峰數(shù)的原因理論上，每個振動自由度在紅外光譜區(qū)都應(yīng)產(chǎn)生一個吸收峰，但實際峰數(shù)往往少于振動數(shù)目。原因：1當振動過程中分子不發(fā)生瞬間偶極矩變化時，不引起紅外吸收。2頻率完全相同的振動彼此發(fā)生簡并。3強寬峰覆蓋與它頻率相近的弱而窄

13、的吸收峰。4吸收峰有時落在中紅外區(qū)以外(4000650cm-1),不被檢測。5吸收峰太弱，無法測定。也有使峰數(shù)增多的因素，如倍頻與組頻等。但這些峰落在中紅外區(qū)的較少，而且都非常弱。三、分子偶極變化與峰強(一)峰強的表示法百分透光率：紅外光譜用百分透光率T表示峰強。T%=I/I0便0%故T%越小，吸收峰越強。百分吸收率：吸光度：A摩爾吸光系數(shù)：£>100vse=20100se=1-20me<1w(二)決定峰強的因素(1)振動過程中偶極矩的變化原子的電負性：vC=O>vC=C,vOH>vC-H>vC-C振動形式：vas>vs,v>8分子的對稱性：

14、CO2的對稱伸縮O=C=O其它（2）能級躍遷的幾率基頻幾率最大四、影響峰位的因素（一）內(nèi)部因素.電子效應(yīng)由于取代基具有不同的電負性，通過電子效應(yīng)使分子中的電子云分布發(fā)生變化，從而改變化學鍵的鍵力常數(shù)，也就改變了基團的特征吸收頻率。11）誘導(dǎo)效應(yīng)（inductiveeffect）取代基的電負性，引起電子云密度的變化，稱為誘導(dǎo)效應(yīng)。分為吸電子誘導(dǎo)效應(yīng)（-I效應(yīng)）和給電子誘導(dǎo)效應(yīng)（+I效應(yīng)）（2）共軻效應(yīng)（簡稱+C或+M效應(yīng)）共軻效應(yīng)使電子密度平均化，C=O的雙鍵性降低，鍵力常數(shù)減少，故吸收峰移向低波數(shù)區(qū)。當同時存在I效應(yīng)和C效應(yīng)時，吸收峰的位移方向由影響較大的那個效應(yīng)決定。.空間效應(yīng)（1）場效應(yīng)（

15、簡稱F效應(yīng)）（2）空間障礙（位阻）（3）跨環(huán)效應(yīng)是一種特殊的空間電子效應(yīng)，由于兩基團的空間位置相近而產(chǎn)生的跨環(huán)共軻效應(yīng)，使紅外吸收向低波數(shù)移動。（4）環(huán)張力環(huán)外雙鍵和環(huán)上談基，其頻率隨著環(huán)張力增加而增加。環(huán)內(nèi)雙鍵的伸縮頻率則隨環(huán)張力的增加而降低。.氫鍵效應(yīng)氫鍵的形成使參與形成氫鍵的化學鍵力常數(shù)減少，可使伸縮頻率向低波數(shù)方向移動，譜帶變寬。（1）分子內(nèi)氫鍵（與濃度無關(guān)）氫鍵的形成使參與形成氫鍵的化學鍵力常數(shù)減少，可使伸縮頻率向低波數(shù)方向移動，譜帶變寬。（1）分子內(nèi)氫鍵（與濃度無關(guān)）可使譜帶大幅度向低波數(shù)方向移動（P54舉例）（2）分子間氫鍵（與濃度有關(guān)）醇、酚、竣酸。其中竣酸的分子間氫鍵締合不僅

16、使默基的吸收頻率發(fā)生變化，而且也使羥基出現(xiàn)在32002500cm-1區(qū)間。.互變異構(gòu).振動偶合效應(yīng)當兩個基團在分子中靠近，且振動頻率相同或相近時，其相應(yīng)的吸收峰強度增強或發(fā)生裂分，形成兩個峰，這叫振動偶合。費米共振：當倍頻峰（或組頻）位于某強的基頻吸收峰附近時，弱的倍頻或組頻峰的吸收強度被大大強化，間或發(fā)生峰帶裂分，這種倍頻與基頻峰之間的振動偶合稱為費米共振。.樣品的物理狀態(tài)的影響同一樣品在不同的狀態(tài)測定（氣、液、固），其紅外吸收光譜有不同程度的差異。核對光譜時要注意。（二）外部因素.溶劑影響極性基團的伸縮頻率常隨溶劑極性增大而降低。如竣酸的默基在不同溶劑中伸縮頻率如下：氣體vC=O1780c

17、m-1乙醛vC=O1760cm-1乙醇vC=O1720cm-1堿液vC=O16101550cm-1第二節(jié)紅外光譜中的重要區(qū)段一、特征譜帶區(qū)、指紋區(qū)及相關(guān)峰的概念1、特征譜帶區(qū)有機化合物的分子中一些主要官能團的特征吸收多發(fā)生在紅外區(qū)域的40001333cm-1。該區(qū)域吸收峰比較稀疏，容易辨認，故通常把該區(qū)域叫特征譜帶區(qū)，該區(qū)相應(yīng)的吸收峰稱做特征吸收或特征峰。2、指紋區(qū)1333400cm-1的低頻區(qū)稱為指紋區(qū)。該區(qū)域?qū)τ诟鱾€化合物來說特異性較強，猶如每個人的指紋一樣。3、相關(guān)峰一個基團常有數(shù)種振動形式，每種紅外活性的振動通常都相應(yīng)產(chǎn)生一個吸收峰。習慣上把這些相互依存而又相互可以佐證的吸收峰叫相關(guān)峰

18、。二.紅外光譜中的八個重要區(qū)段（一）37503000cm-1,X-H伸縮振動區(qū)（二）33003000cm-1,不飽和煌和芳煌C-H伸縮振動區(qū)（三）30002700cm-1,飽和煌的C-H和醛基C-H伸縮振動區(qū)（四）24002100cm-1,三鍵對稱伸縮振動區(qū)（五）19001650cm-1,默基的伸縮振動區(qū)（六）16801500cm-1,雙鍵的伸縮振動區(qū)（七）14751050cm-1,C-H彎曲振動（面內(nèi)）及X-Y伸縮振動（八）1000650cm-1,C-H彎曲振動（面外）1、3750-3000cm-1X-H(X=N,O,S)伸縮振動區(qū)波數(shù)cm-1峰強備注vO-H游離O-H37003500較強，

19、尖銳稀溶液或氣態(tài)締合O-H34503200強，寬竣酸34002500強而散（很特征）vN-H游離N-H35003300弱，稍尖伯胺雙峰締合N-H35003100弱而尖仲胺是單峰叔胺無吸收峰酰胺35003300可受2、3300-3000cm-1不飽和燒和芳煌C-H伸縮振動區(qū)波數(shù)cm-1峰強備注CC-H3300強很特征Ar-H3030弱一中C=C-H30403010弱中強此區(qū)域是區(qū)別飽和及不飽和煌的重要區(qū)域，不飽和煌和芳煌C-H伸縮振動均在3000cm-1以上，飽和烷燒均在3000cm-1以下。3、30002700cm-1飽和煌的C-H和醛基C-H伸縮振動區(qū)2820,2720中強，尖-O-CH2-

20、O2780-2765弱雙山12720低，特征相關(guān)峰930(四)三鍵C-C對稱伸縮振動區(qū)(24002100cm-1)三鍵類型波數(shù)cm-1峰強H-C三C-R2140-2100強R'-CGR2260-2190可變R-CGR無吸收RG=N2260-2240強R-CCCCR2400-2100弱一中強（五）厥基的伸縮振動區(qū)（19001650cm-1）默基吸收最常出現(xiàn)的區(qū)域為17551670cm-1,表現(xiàn)為一特征的強峰。默基峰位的計算方法：p74（六）雙鍵的對稱伸縮振動區(qū)（16801500cm-1）雙鍵類型波數(shù)cm-1峰強>C=C<>C=NN=N168016201690164016

21、301575不定不定不定說明：1、分子比較對稱時，C=C峰很弱。2、芳香化合物在16001500cm-1處有一個或一個以上強峰。3、C=C吸收高頻區(qū)與C=O區(qū)別。（七）C-H彎曲振動（面內(nèi)）（14751300cm-1）及X-Y伸縮振動（1300基團類型波數(shù)cm-1峰強SasCH314701430中SsCH313961365中一弱SasCH214701430中1050cm-1)說明：1、竣酸鹽（COO-）vs14501300強峰,硝基（NO2）vs1385-1290強峰，碉類（SO2）vas1440-1290強峰2、偕二甲基，雙峰；偕三甲基，雙峰，一強一弱p78X-Y伸縮振動（強）：對鑒定醇、醍

22、、酯有幫助（八）C-H彎曲振動（面外）（1000650cm-1）基團類型波數(shù)cm-1峰強C-H鍵類型波數(shù)cm-1峰強備注-CH32960,2780高強雙峰-CH22930,2850強雙峰不特征-C-H2890中強-OCH328302810中強RCH=CH2RCH=CHR（順）RCH=CHR（反）R2C=CH2R2C=CHR990,910690970890840790強中一強中一強中一強中一強脂肪族化合物CH面外彎曲振動區(qū)說明：1、分子中有一（CH2）n基團，且n>4時，在720750cm-1也會出現(xiàn)CH平面搖擺振動吸收峰，隨著n的減少，吸收峰向高波數(shù)移動。2、亞甲二氧基（-O-CH2-O

23、-）與苯環(huán)相連時，在925935cm-1有很強的特征吸收峰。3、其鍵為3構(gòu)型時，在890cm-1處會出現(xiàn)糖的端基原子的8CK收，可作為鑒俵2-13）峰強中不定判斷取代類型備注芳核骨架振動定黃鍵構(gòu)型的輔助手段。三.芳香族化合物的特征吸收相關(guān)峰波數(shù)cm-1vCH3040-3030vC=C1600-14301600,15008CH910690強芳香化合物的判斷:考察30403030vCH和16001430芳核骨架振動同時存在，確定有無芳香環(huán)。與烯煌的區(qū)別：烯煌在1600附近只有一個峰，一般以1640為中心；芳香環(huán)在16001430至少兩個以上的峰（一般有1600和1500附近兩個主峰）與烷燒的區(qū)別：

24、烷煌vCH在2900,芳香環(huán)在3030。（以3000為界）烷煌在1450和1390附近的SCH,與芳香環(huán)在16001430至少兩個以上的峰最主要能與同時含烷基和烯基的化合物分開：芳香環(huán)在16001430至少兩個以上的峰（一般有1600和1500附近兩個主峰，特別是1600的峰）紅外譜圖解析的一般步驟根據(jù)分子式，計算不飽和度。通過不飽和度可估計分子結(jié)構(gòu)中是否有雙鍵、三鍵或芳香環(huán)等?？上葟?0001333cm-1的特征區(qū)入手，找出存在的官能團，并兼顧指紋區(qū)的譜帶，估計分子類型。通過標準譜圖驗證解析結(jié)果的正確性。對于新化合物，還需配合UV,NMR,MS等數(shù)據(jù)進行綜合解析。不飽和度（Degreeofu

25、nsaturation）定義：又稱缺氫指數(shù)。是指分子與同碳數(shù)的飽和開鏈煌比較，每缺少2個氫為1個不飽和度。如：乙烯變成飽和烷燒需要兩個氫原子，不飽和度為1。作用：由分子的不飽和度可以推斷分子中含有雙鍵，三鍵，環(huán)，芳環(huán)的總數(shù)目。注意多環(huán)：剪開而不剪短計算：-1/2n1n1,n3,n4,n5,n6分別為分子中一價，三價，四價，五價，六價元素數(shù)目理解：骨架，串糖葫蘆若分子中僅含一，二，三，四價元素（H,O,N,C）,則可按下式進行不飽和度的計算:數(shù)+C數(shù)-1/2H數(shù)注意：與O無關(guān)化合價不分正負，按提供的成鍵電子數(shù)計算注意變價元素（S,P）DMSO譜圖解析的注意事項：1、如果在4000400cm-1區(qū)

26、間只顯示少數(shù)幾個寬吸收峰的譜圖，這很可能是無機化合物。（特別是3000附近）2、解析譜圖時，辨認吸收峰位置無疑是重要的，但吸收峰的強度和峰形也是紅外吸收的重要特點，對確定結(jié)構(gòu)很有用。如羥基，氨基。（三要素）3、同一基團的幾種振動吸收峰的相互印證，如苯環(huán)、醛類。（相關(guān)峰）4、判斷化合物是飽和還是不飽和。（以3000cm-1為界）5、注意區(qū)別和排除非樣品的譜帶的干擾。如大氣中的CO2在2350和667cm-1有吸收；因KBr吸水，在34103300cm-1有吸收（1630附近也有弱峰）。6、在一張譜圖上，并不是所有的吸收峰都能指出其歸屬，有許多譜峰，特別是指紋區(qū)的譜峰很難找到它們的歸屬的。第三節(jié)紅

27、外光譜在結(jié)構(gòu)分析中的應(yīng)用一.鑒定未知結(jié)構(gòu)的官能團1、對于結(jié)構(gòu)簡單的化合物，有時僅需知道其分子式和其他少量信息，即可利用IR譜完全確定其結(jié)構(gòu)式。2、一般來說，完整的確定一個未知化合物的結(jié)構(gòu)，需要測定一些物理常數(shù)和UV,NMR,MS等波譜數(shù)據(jù)的配合才能完成。但紅外光譜在確定化合物中存在的官能團上，有獨到之處。二.鑒定是否為某已知成分.有標準品時，樣品和標準品在同一條件下測得的紅外光譜比較，完全相同時（包括指紋區(qū)）可以判定為同一化合物。（有極個別例外）.無標準品，但有標準圖譜時，與譜圖核對。注意所用儀器是否一致，樣品的物理狀態(tài)及所用溶劑是否一致等。標準譜圖集：P92紅外光譜儀器及實驗技術(shù)一、色散型紅

28、外光譜儀由光源、單色器、樣品池、檢測器和計算機組成。1、光源能斯特燈、硅碳棒2、單色器棱鏡和光柵3、檢測器熱檢測器和光檢測器二、傅立葉變換紅外光譜儀(FT-IR)最核心的部分是邁克爾遜干涉儀。較色散型紅外光譜儀有以下優(yōu)點：1、分辨率高0.10.005cm-1(0.23cm-1)2、掃描時間短1秒(幾分鐘)3、光譜范圍寬1000010cm-1(4000400cm-1)4、靈敏度高10-9g樣品處理技術(shù)技術(shù)1、氣態(tài)樣品可直接導(dǎo)入已抽真空的氣體池內(nèi)測定。2、液體樣品液膜法3、固體樣品KBr壓片法(2)研糊法(石蠟油)1,紅外數(shù)據(jù)庫2,聯(lián)用技術(shù)(GC/FTIR)(SFC/IR)拉曼光譜拉曼光譜：散射光

29、譜紅外光譜：吸收光譜雷利散射：彈性散射拉曼散射：非彈性碰撞拉曼光譜強度取決于極化率的變化，與紅外光譜互補。第三章核磁共振教學要求基本概念：了解核自旋，核進動等。理解核躍遷，核馳豫，磁旋比掌握屏蔽效應(yīng)，化學位移，偶合常數(shù)，化學等價，磁等價等。及其影響因素。根據(jù)化學位移和偶合常數(shù)等數(shù)據(jù)解譜了解二維核磁共振第一節(jié)核磁共振的基礎(chǔ)知識核磁共振的基本原理產(chǎn)生核磁共振的必要條件屏蔽效應(yīng)及在其影響下的能級躍遷核磁共振的基本原理原子核的自旋與自旋角動量、核磁矩、磁旋比核自旋原子核是帶正電的微粒（由質(zhì)子+中子組成），大多數(shù)原子核都具有自旋現(xiàn)象。1=1/2:電荷均勻分布于原子核表面，核磁共振譜線較窄，最適宜于核磁共

30、振檢測，是NMR研究的主要對象。如1H,130;19F,31P等I>1/2電荷非均勻分布于原子核表面的核，都具有特有的弛豫機制（Relaxation）,導(dǎo)致核磁共振的譜線加寬，不利于核磁共振檢測。分子中，電子能級、振動能級躍遷，較大，可以有效的自發(fā)輻射；核自旋能級小,自發(fā)輻射幾率幾乎為0。自旋-晶格弛豫（spin-latticeRelaxation）晶格泛指環(huán)境，即高能態(tài)自旋核把能量傳給周圍環(huán)境（同類分子、溶劑小分子、固體晶格等）轉(zhuǎn)變?yōu)闊徇\動而本身回到低能態(tài)維持Boltzmann分布。結(jié)果是N-數(shù)目下降。自旋-晶格弛豫又稱縱向弛豫。高能態(tài)核把能量傳給同類低能態(tài)的自旋核，本身回到低能態(tài)，維

31、持Boltzmann分布。結(jié)果是高低能態(tài)自旋核總數(shù)不變。核的進動和拉莫（Larmor）I的自旋核，繞自旋軸旋轉(zhuǎn)（自旋軸的方向與一致），自旋軸又與H0保持一角進動（Precess）,或稱Larmor進動。類似于陀螺在重力場中的進動。產(chǎn)生核磁共振的必要條件若在垂直于H0的方向加射頻場，其頻率為，當時，核就會吸收能量，由低能態(tài)（+1/2）躍遷至高能態(tài)（-1/2）,這種現(xiàn)象稱核磁共振。產(chǎn)生NMR條件（1）I的自旋核磁性核（2）外磁場H0能級裂分（3）與H0相互垂直的射頻（輻射頻率），且（1）根據(jù)書上公式3-6核磁共振實現(xiàn)方法2種掃場法：固定射頻磁場頻率，讓H0連續(xù)變化。掃頻法：磁場H0固定，讓射頻場頻

32、率連續(xù)變化。連續(xù)波核磁共振儀已被脈沖傅立葉變換核磁共振儀所取代。核外電子云的密度高，I值大，核的共振吸收向高場（或低頻）位移。核外電子云的密度低，I值小，核的共振吸收向低場（或高頻）位移。第二節(jié)氫核磁共振譜1HNMR化學位移（Chemicalshift）由于化學環(huán)境不同所引起的NMR信號位置的變化?；瘜W位移常用8表示。化學位移的表示方法以某一標準物為標準，測得樣品共振峰與標準樣共振峰的距離。以8表示：V樣品一一樣品的共振頻率；V標樣一一標準樣的共振頻率；V0儀器的工作頻率；乘106是為了讀數(shù)方便?；瘜W位移的影響因素誘導(dǎo)效應(yīng)化學鍵的各向異性濃度、溫度、溶劑對8值的影響誘導(dǎo)效應(yīng)（電負性取代基的影響

33、）值得注意的是，誘導(dǎo)效應(yīng)是通過成鍵電子傳遞的，隨著與電負性取代基距離的增大，誘導(dǎo)效應(yīng)的影響逐漸減弱，通常相隔3個以上碳的影響可以忽略不計。化學鍵的各向異性因化學鍵的鍵型不同，導(dǎo)致與其相連的氫核的化學位移不同。氫核交換1,化學位移值不固定2,可能出峰，也可能不出峰判斷活潑H的辦法1,重水交換DMSO活潑氫的化學位移（CDCl3)化合物類型:U:-而P咻0廣？rt洽物e隹型5(ppm)醉RSHArSn1-44-8RSOjHil-12酚（內(nèi)氫鍵）10,5-16RMI2043.5烯醇15-19ArNH,2.94810-13RCONILj,ArONH25-7眄7-10RCONHR,ArCONHR6-8氫

34、鍵形成氫鍵，質(zhì)子受屏蔽作用小，化學位移向低場移動，如5-羥基黃酮。峰面積與氫核數(shù)目各吸收峰的面積正比于引起該吸收的氫核數(shù)目1,階梯式積分曲線（近代）2,積分面積（現(xiàn)代實際）3,書面直接告知面積比面積比得同類型氫核比實際譜圖中很少完美的正數(shù)比（基線不平、峰型畸變、活潑H,峰交疊）（0.91.1）同類型氫核峰的裂分及耦合常數(shù)自旋-自旋偶合自旋核與自旋核之間的相互作用（干擾）。偶合的結(jié)果造成譜線增多，稱之裂分。偶合的程度用偶合常數(shù)（J）表示，單位：Hz1,自旋-自旋偶合機理（裂分原因）2,核的等價性3,峰裂分：（n+1）規(guī)律4,偶合常數(shù)裂分原因：在外磁場下，相鄰的磁性核的自旋偶合（自旋干擾）。HF的F核，在外磁場中的兩種自旋取向，產(chǎn)生兩種不同方向的小磁場。對H核產(chǎn)生作用。偶合常數(shù)：Ja,b=Jb,a2、核的等價性化學等價（chemicalequivalence）若分子中兩相同原子（或相同基團）處于相同化學環(huán)境時，他們是化學等價的。在化學反應(yīng)中：反應(yīng)速度相等在波譜測定中：測量結(jié)果相等。在HNMR中：化學等價的H核，其化學環(huán)境完全相等，化學位移相等?；瘜W不等價，則化學位移不相等。（化學環(huán)境相差越大，化學位移也就相差越大）1,對稱性導(dǎo)致的化學等價：二重軸（繞軸旋轉(zhuǎn)180度后與原圖型完全重合）（化學等價）只有對稱面（非手性環(huán)境，化學等價；手性環(huán)境，化學不等價）。2,鍵的快速旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致