波谱分析
基频峰：在红外光谱中，化合物分子吸收一定频率的红外光后，由基态跃迁到第一激发态是产生的吸收峰
偕偶：因相互干扰的两个氢核位于同一碳原子上所引起的自旋偶合；也叫同碳偶合
分子离子峰：质谱中，试样分子受到高速电子轰击后丢失电子在尚未碎裂情况下形成的离子在质谱图中所对应谱峰
生色团：分子结构中含有π电子的基团，它们能在紫外可见光范围内产生吸收，产生n→π* 或π→π*跃迁的基团，也称发色团,如C=C、C=O-N=N-、-C=S
助色团：含有非成建n电子的杂原子饱和基团，一些本身在紫外可见光区无吸收,但它们与生色团或饱和烃相连时能使生色团吸收峰红移（向长波移动）,吸收强度增大的基团称为助色团。如：-OH、-OR、-SH、-NR2、卤素等
磁各向异效应：是质子在分子中所处的空间位置不同，而导致屏蔽作用不同的现象。有的与外磁场方向相反，使这里的质子实受磁场强度降低，屏蔽效应增大，δ值减小，这个空间称为正屏蔽区。有的次级磁场与外磁场方向一致，使这里的质子实受磁场强度增加，δ值增大，这个空间称为去屏蔽区。
特征区：在红外光谱上一些主要官能团的特征吸收多发生在红外区域4000～1333（2.5~7.5），吸收峰比较稀疏，容易辨认，因而可以用来确定某些特殊的键和官能团是否存在
指纹区：在1333～400低频区域吸收带特别密集，像人的指纹一样。该区间出现的吸收峰主要是C-C、C-N、C-O单键的伸缩振动和各种弯曲振动，但是各个化合物在结构上的微小差异都会得到反映
麦氏重排：含有C=O，C=N及碳碳双键，具有γ－氢原子的不饱和化合物，经过六元环空间排列的过渡态，γ－H重排转移到带正电荷的杂原子上，同时β键发生断裂，生成一个中性分子和一个自由基阳离子。
苷化位移：糖与苷元成苷后，苷元的α—C，β—C和糖的端基碳的化学位移值均发生了变化，这种改变称为苷化位移
碳谱的γ-效应：当取代基处在被观察的碳的γ位，由于电荷相互排斥，被观察的碳周围电子云密度增大，δC向高场移动。
去偶试验：通过选择照射偶合系统中某个组或某几个组（双重照射）质子并使之饱和，则由该质子造成的偶合影响将会消除，原先受其影响而裂分的质子信号在去偶谱上将会边材单峰，或者得到简化。
分子离子：试样分子受高速电子轰击后丢失电子在尚未碎裂情况下形成的离子
RDA裂解：分子中存在含一根π键的六元环，可发生RDA反应，反Diels-Alder重排
α-裂解：反应由自由基引发，由游离基重新组成新建而在α位导致碎裂的过程。
i裂解：由正电荷（阳离子）引发的裂解过程，它涉及到两个电子的转移，导致正电荷位置迁移。
NOE效应：两个或两组不同类型质子位于相近的空间距离时，照射其中一个/组质子，会使另外一组质子的信号强度增强。
NOE差光谱测定技术：照射前后强度没有改变的信号在光谱中将全部扣去，剩下的信号中，朝下伸出的为被照射质子，朝上的即为照射后强度增强的质子信号
简述红外光谱分为哪八个重要的区段？
波数3750~3000，振动类型vOH,vVH,波数3300~3000，振动类型vCH不饱和，波数3000~2700，振动类型vCH饱和,醛基CH,波数2400~2100，振动类型vCC,CN，波数1900~1650，振动类型vCO羰基，波数1680~1500，振动类型vCC脂肪族和芳香族vCN，波数1475~1300，振动类型CH面内弯曲，波数1000~650，振动类型Ar-H面外弯曲
2，绘制J邻与二面角的关系示意图，并简述之。
当二面角为90时，J邻最小，接近0；当二面角为180时，J邻最大；当二面角为0时，J 邻次大
3，判断分子离子峰的原则是什么？
1最大质量数的峰可能是分子离子峰，同位素除外2在高m/z区域应有合理的，通过丢失中性碎片而形成的碎片峰。3应用氮规则：当化合物不含氮或含偶数个氮时，该化合物分子量为偶数；当化合物含奇数个氮时，该化合物分子量为奇数。4分子离子峰和准分子离子峰的判别。
4，氢核磁共振中（1H—NMR），磁不等价的情况有哪些？
化学环境不相同的氢核一定是磁不等同氢；处于末端双键上的两个氢核，由于双键不能自由旋转，也是磁不等同氢；若单键带有双建性质时也会产生磁不等同氢核；与不对称碳原子相连的CH2上的两个氢核也是磁不等同氢；CH2上的两个氢核如果位于刚性环上或不能自由旋转的单键上，也为磁不等同氢核；芳环上取代基的邻位质子也可能是磁不等同的。
在质谱中亚稳离子是如何产生的以及在碎片离子解析过程中的作用是什么？
答：亚稳离子：离子受电场加速后，在飞行途中碎裂而产生的离子称为亚稳离子，其对应的峰称为亚稳峰离子m1在离子源主缝至分离器电场边界之间发生裂解，丢失中性碎片，得到新的离子m2。这个m2与在电离室中产生的m2具有相同的质量，但受到同m1一样的加速电压，运动速度与m1相同，在分离器中按m2偏转，因而质谱中记录的位置在m*处，m*是亚稳离子的表观质量，这样就产生了亚稳离子。
可以确定离子的亲缘关系，有助于了解裂解规律，解析复杂图谱。由于m*＝m22/m1，用m*来确定m1与m2间的关系，是确定开裂途经最直接有效的方法。
光谱产生必须具备的两个条件是什么？
答：一是红外辐射的能量应与振动能级差相匹配，即E光＝△Eν，二是分子在振动过程中偶极矩的变化必须不为零。
核磁共振谱是具有核磁矩的原子核的自旋运动在外部的一种表现形式
核磁共振产生的必要条件？
1I不等于0的自旋核的磁性核2外加磁场H0能级裂分3与H0相互垂直的射频场V1且V1=V0
入max的主要影响因素：1、共轭效应对入max（π-π、P-π、超共轭）长移、能量减少；
2、立体效应对入max（空间位阻蓝移；顺反异构顺式：蓝移，反式：红移且能吸收强度增大）；
3、溶剂的极性对入max（极性增大1.ππ*长移，E碱少；2、n π*短移，E 增加）；
4、PH值对入max（酸在碱性下红移；碱在酸性下蓝移）
氢谱影响化学位移因素：
诱导效应：电负性越大，电子云密度越小，质子所受的屏蔽效应也越小，质子的信号在低场出现，化学位移越大。吸电子取代基对屏蔽效应的影响是有加和性的，吸电子数目越多，化学位移越处于低场。
共轭效应：电子云密度大，向高场位移，化学位移值减小
磁各向异性：有的与外磁场方向相反，使这里的质子实受磁场强度降低，屏蔽效应增大，δ值减小，这个空间称为正屏蔽区。有的次级磁场与外磁场方向一致，使这里的质子实受磁场强度增加，δ值增大，这个空间称为去屏蔽区。
活泼氢核交换：酸性氢核OH,COOH,NH2其化学位移不稳定，干扰信号识别，加入重水D2O，可消除活泼氢的峰
氢键效应：形成氢键的质子的化学位移一般出现在低场，分子内氢键不受浓度影响，分子间氢键随浓度增大，向低场移，化学位移值越大
非活性振动：对称CH3CH3
R 吸收带：n→π*(不饱和键与杂原子相连)跃迁所产生的吸收带，特点：跃迁所需能量较小，吸收峰位于250~500 nm；吸收强度弱，ε＜100。CO,CHO,COOH,CN,NO
K 吸收带：共轭双键中π→π*跃迁，特点：跃迁能量较R带大，吸收峰位于210~250nm；吸收强度强，ε10^4。随着共轭体系的增长，K 吸收带长移，210 ~ 700nm，ε增大。
计算规则：1、只适用于共轭二烯，三四烯2、选择较长共轭体系作为母体3、交叉共轭作中，只能选取一个共轭键，分叉上双键不算延长双键，选择吸收带较长的共轭体系4、不适用于芳香系统5、共轭体系中所有取代基及所有的坏外双键均应考虑在内
紫外光谱：分子吸收波长在200-400nm区间的电磁波产生的光谱。
分子能级图：E总=E平+E转+E振+E电子能（是产生分子吸收光谱的原因）
产生电子跃迁的必要条件：物质必须接受紫外光或可见光的照射。
光谱分析仪器：辐射源；分光系统；吸收池；检测系统；讯号处理及显示系统
公式：X-H：v=1307/``K` X-Y:v=1307/~2K`/M
决定峰强的因素：主要取决于偶极距变化的大小。
原子的电负性；振动形式；分子对称性；试样浓度有关
1、电子效应：诱导效应：吸电子波数升高，给电子波数降低；共轭效应波数降低
2、空间效应：场效应波数升高；空间位阻波数升高；跨环效应波数降低；环张力：环外双键环数增大波数升高，环内双键环数增大波数降低；氢键波数降低；互变异构波数降低；振动偶合效应；费米共振
J邻6-10 J间1-3 J对0-1
J 2HZ J8-12HZ J12-18HZ
J180 8-12 J60 2-4 J60 1-3
偏共振去偶谱OFR：用于鉴定碳的级数，表现出与C相连的H偶合，灵敏度低
无畸变极化转移技术DEPT：通过测定噪音去偶谱COM及DEPT，进行对比分析，判断分子中所有磁不等同C核的类型及数目135CH CH3上CH2下90 CH上45 全上无为季碳13C信号的化学位移：三个区段
1羰基区大于150PPM醛酮类大于190酸酯类在160-190
2不饱和C原子区，炔C除外90-160 烯烃，芳环，CN炔C70-90
3饱和C原子区小于100PPM，C-C0-55C-X55-100
烷系：15NH，CH3;29C2H5;43C3H7,CH3C=0;57C4H9;71C5H11;85C6H13
芳系：39,51,65,77,91,92AR-CH3，93
氧系：31CH3O,CH2OH;59COOCH3 氮系：30CH3-NH2
谐二甲基：1380双峰三甲基：1390，1365一强一弱
RCH=CH2:990,910双峰RCH=CHR:690/970
O-CH2-O：2780，930强峰2960 不对称CH3 2930 不对称CH2 2870 对称CH3
芳烃：不饱和C-H：3030 不定芳核骨架振动：双键C=C1600-1500 面外C-H：910-690
单峰》800对二取代《800邻二取代双峰》800间《800对
化学位移：CH3 0.8 CH2 1.25 CH 1.5 CH3C=0 2.1 0-CH3 3.8 OH 3-5
化学等价：化学位移相等的一组核
磁等价核：一组化学等价核与分子中其他任何一个核都有相同强度的偶合，化学位移相同
基频峰：在红外光谱中，化合物分子吸收一定频率的红外光后，由基态跃迁到第一激发态是产生的吸收峰
偕偶：因相互干扰的两个氢核位于同一碳原子上所引起的自旋偶合；也叫同碳偶合
分子离子峰：质谱中，试样分子受到高速电子轰击后丢失电子在尚未碎裂情况下形成的离子在质谱图中所对应谱峰
生色团：分子结构中含有π电子的基团，它们能在紫外可见光范围内产生吸收，产生n→π* 或π→π*跃迁的基团，也称发色团,如C=C、C=O-N=N-、-C=S
助色团：含有非成建n电子的杂原子饱和基团，一些本身在紫外可见光区无吸收,但它们与生色团或饱和烃相连时能使生色团吸收峰红移（向长波移动）,吸收强度增大的基团称为助色团。如：-OH、-OR、-SH、-NR2、卤素等
磁各向异效应：是质子在分子中所处的空间位置不同，而导致屏蔽作用不同的现象。有的与外磁场方向相反，使这里的质子实受磁场强度降低，屏蔽效应增大，δ值减小，这个空间称为正屏蔽区。有的次级磁场与外磁场方向一致，使这里的质子实受磁场强度增加，δ值增大，这个空间称为去屏蔽区。
特征区：在红外光谱上一些主要官能团的特征吸收多发生在红外区域4000～1333（2.5~7.5），吸收峰比较稀疏，容易辨认，因而可以用来确定某些特殊的键和官能团是否存在
指纹区：在1333～400低频区域吸收带特别密集，像人的指纹一样。该区间出现的吸收峰主要是C-C、C-N、C-O单键的伸缩振动和各种弯曲振动，但是各个化合物在结构上的微小差
异都会得到反映
麦氏重排：含有C=O，C=N及碳碳双键，具有γ－氢原子的不饱和化合物，经过六元环空间排列的过渡态，γ－H重排转移到带正电荷的杂原子上，同时β键发生断裂，生成一个中性分子和一个自由基阳离子。
苷化位移：糖与苷元成苷后，苷元的α—C，β—C和糖的端基碳的化学位移值均发生了变化，这种改变称为苷化位移
碳谱的γ-效应：当取代基处在被观察的碳的γ位，由于电荷相互排斥，被观察的碳周围电子云密度增大，δC向高场移动。
去偶试验：通过选择照射偶合系统中某个组或某几个组（双重照射）质子并使之饱和，则由该质子造成的偶合影响将会消除，原先受其影响而裂分的质子信号在去偶谱上将会边材单峰，或者得到简化。
分子离子：试样分子受高速电子轰击后丢失电子在尚未碎裂情况下形成的离子
RDA裂解：分子中存在含一根π键的六元环，可发生RDA反应，反Diels-Alder重排
α-裂解：反应由自由基引发，由游离基重新组成新建而在α位导致碎裂的过程。
i裂解：由正电荷（阳离子）引发的裂解过程，它涉及到两个电子的转移，导致正电荷位置迁移。
NOE效应：两个或两组不同类型质子位于相近的空间距离时，照射其中一个/组质子，会使另外一组质子的信号强度增强。
NOE差光谱测定技术：照射前后强度没有改变的信号在光谱中将全部扣去，剩下的信号中，朝下伸出的为被照射质子，朝上的即为照射后强度增强的质子信号
简述红外光谱分为哪八个重要的区段？
波数3750~3000，振动类型vOH,vVH,波数3300~3000，振动类型vCH不饱和，波数3000~2700，振动类型vCH饱和,醛基CH,波数2400~2100，振动类型vCC,CN，波数1900~1650，振动类型vCO羰基，波数1680~1500，振动类型vCC脂肪族和芳香族vCN，波数1475~1300，振动类型CH面内弯曲，波数1000~650，振动类型Ar-H面外弯曲
2，绘制J邻与二面角的关系示意图，并简述之。
当二面角为90时，J邻最小，接近0；当二面角为180时，J邻最大；当二面角为0时，J 邻次大
3，判断分子离子峰的原则是什么？
1最大质量数的峰可能是分子离子峰，同位素除外2在高m/z区域应有合理的，通过丢失中性碎片而形成的碎片峰。3应用氮规则：当化合物不含氮或含偶数个氮时，该化合物分子量为偶数；当化合物含奇数个氮时，该化合物分子量为奇数。4分子离子峰和准分子离子峰的判别。
4，氢核磁共振中（1H—NMR），磁不等价的情况有哪些？
化学环境不相同的氢核一定是磁不等同氢；处于末端双键上的两个氢核，由于双键不能自由旋转，也是磁不等同氢；若单键带有双建性质时也会产生磁不等同氢核；与不对称碳原子相连的CH2上的两个氢核也是磁不等同氢；CH2上的两个氢核如果位于刚性环上或不能自由旋转的单键上，也为磁不等同氢核；芳环上取代基的邻位质子也可能是磁不等同的。
在质谱中亚稳离子是如何产生的以及在碎片离子解析过程中的作用是什么？
答：亚稳离子：离子受电场加速后，在飞行途中碎裂而产生的离子称为亚稳离子，其对应的峰称为亚稳峰离子m1在离子源主缝至分离器电场边界之间发生裂解，丢失中性碎片，得到新的离子m2。这个m2与在电离室中产生的m2具有相同的质量，但受到同m1一样的加速电压，运动速度与m1相同，在分离器中按m2偏转，因而质谱中记录的位置在m*处，m*是亚稳离子的表观质量，这样就产生了亚稳离子。
可以确定离子的亲缘关系，有助于了解裂解规律，解析复杂图谱。由于m*＝m22/m1，用m*来确定m1与m2间的关系，是确定开裂途经最直接有效的方法。
光谱产生必须具备的两个条件是什么？
答：一是红外辐射的能量应与振动能级差相匹配，即E光＝△Eν，二是分子在振动过程中偶极矩的变化必须不为零。
核磁共振谱是具有核磁矩的原子核的自旋运动在外部的一种表现形式
核磁共振产生的必要条件？
1I不等于0的自旋核的磁性核2外加磁场H0能级裂分3与H0相互垂直的射频场V1且V1=V0
入max的主要影响因素：1、共轭效应对入max（π-π、P-π、超共轭）长移、能量减少；
2、立体效应对入max（空间位阻蓝移；顺反异构顺式：蓝移，反式：红移且能吸收强度增大）；
3、溶剂的极性对入max（极性增大 1.ππ*长移，E碱少；2、n π*短移，E 增加）；
4、PH值对入max（酸在碱性下红移；碱在酸性下蓝移）
氢谱影响化学位移因素：
诱导效应：电负性越大，电子云密度越小，质子所受的屏蔽效应也越小，质子的信号在低场出现，化学位移越大。吸电子取代基对屏蔽效应的影响是有加和性的，吸电子数目越多，化学位移越处于低场。
共轭效应：电子云密度大，向高场位移，化学位移值减小
磁各向异性：有的与外磁场方向相反，使这里的质子实受磁场强度降低，屏蔽效应增大，δ值减小，这个空间称为正屏蔽区。有的次级磁场与外磁场方向一致，使这里的质子实受磁场强度增加，δ值增大，这个空间称为去屏蔽区。
活泼氢核交换：酸性氢核OH,COOH,NH2其化学位移不稳定，干扰信号识别，加入重水D2O，可消除活泼氢的峰
氢键效应：形成氢键的质子的化学位移一般出现在低场，分子内氢键不受浓度影响，分子间氢键随浓度增大，向低场移，化学位移值越大
非活性振动：对称CH3CH3
R 吸收带：n→π*(不饱和键与杂原子相连)跃迁所产生的吸收带，特点：跃迁所需能量较小，吸收峰位于250~500 nm；吸收强度弱，ε＜100。CO,CHO,COOH,CN,NO
K 吸收带：共轭双键中π→π*跃迁，特点：跃迁能量较R带大，吸收峰位于210~250nm；吸收强度强，ε10^4。随着共轭体系的增长，K 吸收带长移，210 ~ 700nm，ε增大。
计算规则：1、只适用于共轭二烯，三四烯2、选择较长共轭体系作为母体3、交叉共轭作中，只能选取一个共轭键，分叉上双键不算延长双键，选择吸收带较长的共轭体系4、不适用于芳香系统5、共轭体系中所有取代基及所有的坏外双键均应考虑在内
紫外光谱：分子吸收波长在200-400nm区间的电磁波产生的光谱。
分子能级图：E总=E平+E转+E振+E电子能（是产生分子吸收光谱的原因）
产生电子跃迁的必要条件：物质必须接受紫外光或可见光的照射。
光谱分析仪器：辐射源；分光系统；吸收池；检测系统；讯号处理及显示系统
公式：X-H：v=1307/``K` X-Y:v=1307/~2K`/M
决定峰强的因素：主要取决于偶极距变化的大小。
原子的电负性；振动形式；分子对称性；试样浓度有关
3、电子效应：诱导效应：吸电子波数升高，给电子波数降低；共轭效应波数降低
4、空间效应：场效应波数升高；空间位阻波数升高；跨环效应波数降低；环张力：环外双键环数增大波数升高，环内双键环数增大波数降低；氢键波数降低；互变异构波数降低；振动偶合效应；费米共振
J邻6-10 J间1-3 J对0-1
J 2HZ J8-12HZ J12-18HZ
J180 8-12 J60 2-4 J60 1-3
偏共振去偶谱OFR：用于鉴定碳的级数，表现出与C相连的H偶合，灵敏度低
无畸变极化转移技术DEPT：通过测定噪音去偶谱COM及DEPT，进行对比分析，判断分子中所有磁不等同C核的类型及数目135CH CH3上CH2下90 CH上45 全上无为季碳13C信号的化学位移：三个区段
1羰基区大于150PPM醛酮类大于190酸酯类在160-190
2不饱和C原子区，炔C除外90-160 烯烃，芳环，CN炔C70-90
3饱和C原子区小于100PPM，C-C0-55C-X55-100
烷系：15NH，CH3;29C2H5;43C3H7,CH3C=0;57C4H9;71C5H11;85C6H13
芳系：39,51,65,77,91,92AR-CH3，93
氧系：31CH3O,CH2OH;59COOCH3 氮系：30CH3-NH2
谐二甲基：1380双峰三甲基：1390，1365一强一弱
RCH=CH2:990,910双峰RCH=CHR:690/970
O-CH2-O：2780，930强峰2960 不对称CH3 2930 不对称CH2 2870 对称CH3
芳烃：不饱和C-H：3030 不定芳核骨架振动：双键C=C1600-1500 面外C-H：910-690 单峰》800对二取代《800邻二取代双峰》800间《800对
化学位移：CH3 0.8 CH2 1.25 CH 1.5 CH3C=0 2.1 0-CH3 3.8 OH 3-5
化学等价：化学位移相等的一组核
磁等价核：一组化学等价核与分子中其他任何一个核都有相同强度的偶合，化学位移相同
波谱在有机化合物结构分析中的应用
波谱在有机化合物结构分析中的应用 摘要: 红外光谱，紫外光谱，核磁共振谱以及质谱是现代仪器分析中的常用方法，本文总结了这些现代仪器分析方法在有机化学中应用；本文将结合有机化合物结构解析的一些实例，对这四种测试方法进行总结和分析，为进一步掌握常见波谱的基本理论和有机化合物谱图解析提供指导。 关键词: 红外光谱；紫外光谱；核磁共振谱；质谱；结构解析 Abstract:Infrared spectrum, ultraviolet spectrum, nuclear magnetic resonance spectrum and mass spectrum is the commonly used method in modern instrument analysis, this paper summarizes these method applied in the organic chemistry; In this paper, some examples of structural analysis of organic compounds, summarized and analyzed for these method, in order to further grasp the basic theory and common spectrum of organic compounds to provide guidance spectra resolution. Keywords:infrared spectrum；ultraviolet spectrum；nuclear magnetic resonance；mass spectrum；structure analysis 波谱分析是一种重要的分析手段，它广泛应用于有机化合物的结构解析和定量分析。一般而言，有机化合物的结构分析需要解决三个问题：一是分子中含有哪些基团；二是基团之间是如何连接的，包括他们的空间排列；三是提出并验证整个分子结构模型。波谱分析中的紫外光谱、红外光谱、核磁共振谱和质谱是目前有机化合物结构解析的最有效工具[1]。本文总结了波谱在有机化合物结构解析中应用的一般方法。 一、红外光谱[2,3] 红外光谱是一种通过对有机化合物分子振动能级变化的测定来判断化合物分子中特定官能团的方法。用他可以确定两个化合物是否相同，也可以确定一个新化合物中某一特殊键或官能团是否存在。中红外区是有机化合物红外吸收的最
《波谱分析》教案
《波谱分析》教案 一、前言 《波谱分析》是应用四种谱学方法（紫外光谱、红外光谱、核磁共振波谱和质谱）研究和鉴定有机化合物结构相关知识的一门课 程。 1. (3).1H-NMR、13C-NMR的解析方法。 2.教学难点 (1).四种谱学的原理和规律。 (2).四种光谱学的综合解析。 四、教学方法与手段
1.教学方法 能采用启发式，谈话式、讨论式等一些先进教学方法。并能采取灵活多样的方式教学，注重创新能力培养。全部课程实现了多媒 体教学。 2.教学手段 一. （1 概念 （2 二. 紫外-可见光谱是一种电子吸收光谱，它测量的是分子中电子从基态向激发态跃迁的能量和概率。一般有机药物分子中典型的电子跃迁都是从最高占用轨道或非键轨道向最低未占轨道的跃迁，尤其对一些共轭体系，可获得相关的结构信息。
红外光谱源于分子内基团的振动吸收，可以提供有机分子结构以及对称性的大量信息。一些功能基的振动吸收总在确定的波数区间出现其特征吸收，而不会因含该功能基的分子变化而变化（如：羰基红外吸收总在1715cm-1左右出现）。所以红外光谱特别适用于 分子中功能基的鉴定。 分辨质谱则可免做元素分析）方法外，还要有目前国内外普遍使用的红外、紫外、核磁和质谱，必要时还应增加其他方法，如圆二色散（CD）、X光衍射（粉末、单晶）、热分析等。 3.《波谱解析》课程基本要求？ 了解波谱分析与经典有机结构分析的区别；
了解四大波谱的基本原理，会初步应用四大谱学技术解析典型有 机化合物的分子结构； 熟悉常见基团的特征频率和不同环境下氢和碳的化学位移与偶合 规律等； 熟悉常见有机化合物的质谱裂解规律； 第二章紫外光谱(4学时) 原子或分子的能量组成与分子轨道、紫外光谱与电子跃迁、紫外光谱的λmax及其主要影响因素以及芳香化合物的紫外光谱特征、推测不饱和化合物λmax峰位的经验规则、共轭系统的λmax
波普分析试题
波谱解析试题A 一、名词解释（5*4分=20分） 1.波谱学：波谱学是涉及电池辐射与物质量子化的能态间的相互作用，其理论基础是量子化的能量从辐射场向物质转移。 2.屏蔽效应：感生磁场对外磁场的屏蔽作用称为电子屏蔽效应 3.电池辐射区域：γ射线区，X射线区，远紫外，紫外，可见光区，近红外，红外，远红外区，微波区和射频区 4.重排反应;在质谱裂解反应中，生成的某些离子的原子排列并不保持原来分子结构的关系，发生了原子或基团重排，产生这些重排离子的反应叫做重排反应 5.驰骋过程:要想维持NMR信号的检测，必须要有某种过程，这个过程就是驰骋过程，即高能态的核以非辐射的形式放出能量回到低能态，重建Boltzmann分布的过程。 二、选择题。（10*2分=20分）CDBBA BCCAB 1. 化合物中只有一个羰基，却在1773cm-1和1736cm-1处出现两个吸收峰这是因为：（C ） A、诱导效应 B、共轭效应 C、费米共振 D、空间位阻 2. 一种能作为色散型红外光谱仪的色散元件材料为：（） A、玻璃 B、石英 C、红宝石 D、卤化物晶体 3. 预测H2S分子的基频峰数为：（B ） A、4 B、3 C、2 D、1 4. 若外加磁场的强度H0逐渐加大时，则使原子核自旋能级的低能态跃迁到高能态所需的能量是如何变化的：（） A、不变 B、逐渐变大 C、逐渐变小 D、随原核而变 5. 下列哪种核不适宜核磁共振测定：（） A、12C B、15N C、19F D、31P 6.在丁酮质谱中，质荷比质为29的碎片离子是发生了（） A、α-裂解 B、I-裂解 C、重排裂解 D、γ-H迁移 7. 在四谱综合解析过程中，确定苯环取代基的位置，最有效的方法是（）
波谱分析
一、概述 元素分析：C.H.N.X.S.P ℅含量，经典分析：m.p ，b.p ，折光率 官能团特征反应：生成衍生物 缺点：繁琐，费时，不准确，有干扰 现代有机分析的两大支柱 1.色谱分析：GC, HPLC, TLC 裂解色谱成分分析2.波谱分析：UV,IR,NMR,MS （有机）结构分析 色谱分析:具有高效分离能力可以把复杂有机混合物分离成单一的纯组分。为有机结构分析服务 波谱分析：纯样品进行结构分析 微量化 测量快 结果准确 重复性好 除MS 之外，可回收样品 1.灵敏度：MS ＞UV ＞IR ＞1HNMR ＞13CNMR MS:微克级 UV: ppb 级 IR ：毫克级（可微克级，FTIR ）（ 1HNMR ：0.5mg 13CNMR ： 0.5mg ）可回收 质谱（MS ）—分子量及部分结构信息、红外光谱（IR ）—官能团种类、紫外—可见光谱（UV / Vis ）—共轭结构、核磁共振谱（NMR ）—C-H 骨架及所处化学环境 第二章 紫外-可见吸收光谱 有机化合物的UV 吸收位于200-400nm 之间（近紫外），V 吸收位于400-800nm 之间（可见），真空（远）U V :< 200 n m σ→ σ*跃迁吸收，石英器皿应用范围 ：2 0 0 – 3 0 0 n m 、玻璃器皿应用范围 ：> 3 0 0 n m 郎伯-比耳（Beer-Lambert)定理 A = l o g I 0 / I = l o g 1 / T = εc L 四种主要跃迁所需能量ΔΕ大小顺序:n →π＊<π→π＊< n →σ＊< σ→σ＊ π→π＊ K 带（跃迁允许）ε 10 4~5 n →σ＊ R 带（跃迁禁阻） ε≯2 0 0 0 溶剂效应 溶剂极性增大，π—π*跃迁向红移，ΔE = h ν=h/λ、n —π*跃迁向蓝移，精细结构消失 有机化合物的电子吸收光谱：饱和烃 仅有σ→σ＊ 跃迁 吸收光谱 λ<200nm 含杂原子饱和烃 含O 、S 、 N 和卤素等的 饱和烃衍生物则有σ→σ＊ 及n →σ＊ 跃迁需能量大。 150～250nm 发（生）色团：能吸收紫外或可见光而跃迁的基团，主要为含有π键的不饱和基团。如-C=C-、-C=O 、-NO 2、—N ＝N —、乙炔基、腈基等。 增（助）色团: 含杂原子的饱和基团。如-OH 、-OR 、-NH 2、-NHR 、-X 、-SH,本身无增色功能,不能吸收λ>200nm 光,但当它们与发色团相连时, 会发生n-π*共轭,E π→π＊降低，使发色团的吸收波长移向长波,吸收强度（ε）增加 不饱和烃：有σ→σ＊， π→π＊ 跃迁 单个双键,λ在远紫外,含两个双键，但不共轭，则与单个双键类似 共轭双键,λ红移,共轭体系越大红移越明显。当双键与杂原子相联则π→π＊ 红移，吸收增强 当双键上含杂原子又与杂原子相联，则 n →π＊ 蓝移 醛、酮、羧酸、酯有σ→σ＊，n →π＊,λmax =270~300nm,ε10~20, R 带,醛酮的特征 n →σ＊, λmax ~180nm,ε10~20, π→π＊ , λmax ~150nm,ε10~20 Woodward-Fieser 经验规律：（π-π* K 带） 5.α，β—不饱和醛、酮 C C C C C O αβγδ δC C C O αββ
波谱分析教学大纲
教学大纲 课程名称现代波谱分析课程负责人刘博静 开课系部化学与化工学院教研室第一基础教研室 二0一五年九月一日
《现代波谱分析》教学大纲 一、课程基本信息 课程编号： 中文名称：现代波谱分析 英文名称：Modern Spectrum Analysis 适用专业：应用化学专业 课程性质：专业方向选修课 总学时：36 (其中理论教学28学时，实验教学8学时) 总学分：2 二、课程简介 《现代波谱分析》是应用本科专业学生在掌握《无机化学》、《分析化学》和仪器分析》等课程知识后开设的一门专业选修课，该课程内容主要包括：有机质谱、核磁共振氢谱、核磁共振碳谱、红外和拉曼光谱、紫外和荧光光谱的基本原理、仪器简介与实验技术、基本规律与影响因素、谱图解析的基本程序与应用，以及谱图的综合解析。通过本课程的学习使学生了解波谱分析法的概念、作用以及各波谱之间的互相联系；掌握各分析法的基本原理和谱图特征；掌握应用四大波谱进行结构解析的基本程序；了解有关的实验技术；培养并提高学生的识谱能力、综合运用所学波谱知识解决有机化合物结构表征问题的能力，为学生后续课程学习、毕业论文（设计）和研发工作奠定良好的理论基础。 三、相关课程的衔接 已修课程：有机化学、仪器分析、分析化学 并修课程：工业分析食品分析 四、教学的目的、要求与方法 （一）教学目的 本课程的教学环节包括课题讲授，学生自学，习题讲解和期末考试，通过以上学习，要求学生掌握和了解四大谱图的基本理论及分析方法，培养并提高学生
的识谱能力、综合运用所学波谱知识解决有机化合物结构表征问题的能力，为学生今后毕业论文和工作奠定良好的理论基础。 （二）教学要求 通过本课程的学习，使学生了解有机化合物结构鉴定的现代波谱分析手段、方法；掌握结构解析的原理、规律和过程；掌握波谱的特征数据和化合物结构的关系以及在有机化合物结构鉴定中的应用；培养学生单独或综合利用波谱学技术解决实际问题的能力。 （三）教学方法 以讲授式为主，其它教学方法为辅。 五、教学内容（实验内容）及学时分配 第一章紫外光谱（4学时） 教学内容： 1、紫外光谱基本原理 2、紫外光谱仪 3、各类化合物紫外吸收光谱 4、紫外光谱的应用 本章重点：紫外光谱在结构解析中的应用 本章难点：紫外吸收与分子结构的关系、影响因素；紫外光谱在结构解析中的应用 第二章红外光谱（6学时） 教学内容： 1、红外光谱的基本原理 2、影响红外吸收频率的因素 3、红外光谱仪及样品制备技术 4、各类化合物的红外特征光谱 5、红外图谱解析 6、拉曼光谱简介 7、红外光谱技术的进期及应用 本章重点：利用红外光谱判断常见简单化合物的官能团及结构。
化教现代波谱分析实验大纲
化学专业《现代波谱分析》课程实践教学大纲（理） 课程名称：现代波谱分析 英文名称：MODERN SPECTRAL ANALYSIS 课程编号：2404048 是否独立设课：否 学分：2 实验学时：18 开课学期：5 预修课程：《无机化学》、《分析化学》、《有机化学》 一、课程简介 本课程为化学专业本科生专业选修课，通过本课程的学习，要求学生了解傅里叶变换红外光谱仪的构造，掌握傅里叶变换红外光谱的基本制样技术：液膜法、压片法、漫反射法及单次反射法，掌握OMNIC ESP5.1FTIR操作软件中的基线校正、找峰、检索等技术，能对测定的FTIR进行正确的解析。要求学生了解核磁共振仪的构造；学会傅里叶变换核磁共振仪的制样操作；掌握用核磁软件对数据进行傅里叶变换、定标、积分等操作，并能利用核磁信息对结构进行正确解析。 二、实验报告要求与实验考核方法 实验报告应包括实验的目的要求、实验步骤、结果和结构分析。关于实验步骤的描述应根据具体所做实验内容作概要的描述。 实验考核方法以平时实验考勤、实验能力及实验报告为基础进行综合考评。 三、实验指导书与主要参考书 1.程存归.有机波谱学.北京：中国科学技术出版社，200 2.
2.北京化工学院等.波谱分析法实验与习题.重庆大学出版社 3.毛希安.现代核磁共振实用技术及应用.科学技术文献出版社 四、实验项目一览表 《现代波谱分析》课程实验项目一览表 撰写人：程存归、孔黎春审定人：王小霞
《现代波谱分析》课程实验项目1 FTIR液膜法测定并分析液态有机物的结构 一、实验目的 通过本实验的学习，要求学生了解傅里叶变换红外光谱议的构造，掌握傅里叶变换红外光谱的基本制样技术：液膜法； 能对测定的FTIR进行正确的解析。 二、实验内容 1、FTIR仪的使用。 2、液体样品的制样方法――液膜法 三、实验原理 纯液态样品的FTIR测定是采用可拆卸的液体样品池。该池光程长度为0.01～1mm。这就是一般红外图谱上注明的液膜法。 液体池窗口一般采用溴化钾晶片。它的优点是方法简单，没有溶剂干扰。但是液膜法厚度往往难以重复。 四、实验方法与步骤 1、制样：①带上乳胶手套，打开红外灯。②用无水乙醇清洗2 块溴化钾晶片，然后在绒布上抛光，备用。③用毛细滴管加一小滴试样在一片溴化钾晶片的中心位置，然后盖上另一片溴化钾晶片，抛光面朝里，使试样分布均匀，形成一层液膜，最后装到可拆池支架上。 2、红外测定：①根据电脑中的设置要求，可先扫本底，再打开 仪器仓盖，把可拆池插入样品架上；②扫描样品的红外光谱。
波普分析试题及答案
波普分析试题及答案 《波谱分析》自测题1 一、简要回答下列可题(每小题5分，共30分) 1、用其它方法分得一成分，测得UV光谱的λ=268nm，初步确定该max 化合物结构可能位A或B。试用UV光谱做出判断。 (A) (B) 2、应用光谱学知识，说明判定顺、反几何异构的方法。 3、试解释化合物A的振动频率大于B的振动频率的原因。 CH3OO NCC HHCH3 -1-1 (A) ν1690cm (B) ν1660cmC=OC=O OO CHC ClCHC CH333 -1 -1 (A)ν1800cm (B)ν1715cmC=OC=O 4、下列各组化合物用“*”标记的氢核，何者共振峰位于低场,为什么, OCH3 CHC3 5、某化合物分子离子区质谱数据为M(129)，相对丰度16.5%; M+1 (130)，相对丰度1.0%;M+2(131)，相对丰度0.12%。试确定 其分子式。
二、由C、H组成的液体化合物，相对分子量为84.2，沸点为63.4 ?。其红外吸收光谱见图11-12，试通过红外光谱解析，判断该化合物的结构。 1三、化合物的H—NMR如下，对照结构指出各峰的归属。 a c d b NCHCHCHCH2332 N O 13四、某化合物CHO，经IR测定含有OH基和苯基，其C—NMR信息1312 为76.9(24,d), 128.3(99,d), 127.4(57,d), 129.3(87,d), 144.7(12,s)，试推断 其结构。(括号内为峰的相对强度及重峰数) 五、某酮类化合物的MS见下图，分子式为CHO，试确定其结构。 816
六、试用以下图谱推断其结构。
有机波谱分析的应用
有机波谱分析新应用 摘要：有机化学领域内，无论研究何种有机化合物，在分析或合成时都会遇到结构测定的问题。近三四十年来，各种波谱测量技术的出现及其迅速发展，使紫外光谱、红外光谱、核磁共振波谱和质谱法得到了普遍应用。现在这四种谱已成为鉴定有机化合物以及测定其结构的常用手段。 前言 利用各种不同波长的电磁波，如长的无线电波或短的X射线来测定有机物质结构的学科,也就是将这些物理方法取得的有关物质内部的某些信息与化学结构联系起来，从而得到有关分子内部的许多细致的情况，如化学键的长短、原子在分子中的取向等；也可用来观察反应进行的情况，推断或验证反应机理和在混合物体系中测定某一个或几个组分的含量等。波谱解析必须与化学行为结合起来考虑，并且最终以化学反应来证实，二者的关系是相辅相成的。20世纪60年代以来，波谱学发展很快。有机合成和天然有机化合物的研究，都离不开波谱学这个有力工具。目前已经普遍应用的有红外光谱、紫外光谱、质谱法和核磁共振谱等。四谱的发展，使有机分析能力、分析速度、样品需要量等重要方面都取得了很大的进步。目前，这四种谱在化学工业、石油化工、橡胶工业、食品工业、医药工业等方面都有着广泛的用途。同时对有机化学、生物化学等的发展也起着积极的推动作用。最近几年，随着波谱技术的发展，经过各机构和个人的努力专研，波谱技术又有了新的突破。 1.在环境保护方面的应用 近几年，随着科学技术水平的发展和人民生活水平的提高，环境污染也在增加，特别是在发展中国家。环境污染问题越来越成为世界各个国家的共同课题之一。每一个环境污染的实例，可以说都是大自然对人类敲响的一声警钟。为了保护生态环境，为了维护人类自身和子孙后代的健康，必须积极防治环境污染，而有机波谱在此方面有很大的应用和发展。水体污染、大气污染、放射性污染等，危害日益严重，化学家们在这些方面经过不懈努力，终于有所突破，水体中的大多数有机污染物在紫外区域有较强的吸收，因此可利用紫外吸光度检测水体中的有机污染物浓度。通过平滑、导数、标准正态变量变换等光谱预处理后，采用主元回归、偏最小二乘、支持向量机等方法建立回归模型，并由该
波谱解析试题4
波谱解析试题库-试卷4 （天然药物化学教研室） 一、名词解释(15分)： 1、Red shift ：由于取代作用或溶剂效应导致吸收峰向长波方向移动的现象。 2、基频峰：分子振动能级由基态跃迁到第一激发态产生的吸收峰。 3、磁等价：以相同的偶合常数与分子中其它氢核偶合的化学等价核。 4、均裂： 5、屏蔽效应：核外电子在对外加磁场垂直的平面运动，产生与外加磁场方向相反 的感应磁场，这种核外电子对抗外加磁场的作用叫屏蔽效应。二、选择题（20分，只有一个正确答案，将答案填入下表中） 1、所需电子能量最大的电子跃迁是： A:σ →σ * B: n→σ * C:π →π* D:n→π* 2、不是助色团的是： A: -OH B: -Cl C: -SH D: CH3CH2- 3、下列说法正确的是： A: 饱和烃类在远紫外区有吸收。 B: UV吸收无加和性。 C: π →π*跃迁的吸收强度比n→σ*跃迁要强10-100倍。 D: 共轭双键数目越多，吸收峰越向蓝移。 4、非线性分子的自由度为： A：3N-5 B: 3N-6 C: 3N+5 D: 3N+6 5、下列化合物的νC=C的频率最大的是： A B C D A B C D 6、亚甲二氧基与苯环相连时，其亚甲二氧基的δCH特征强吸收峰为： A：925~935cm-1B：800~825cm-1 C：955~985cm-1D：1005~1035cm-1
7、下图为某化合物的IR 图，其不应含有： A ：苯环 B ：甲基 C ：-NH 2 （双峰） D ：-OH 8、分子中质子受到的屏蔽效应的大小，取决于： A ．电子密度 B ．外加磁场 C ．测定溶剂 D ．NMR 仪器 9、烯质子δ值范围一般为： A ．0.5-1.5ppm B ．4.5-8.0ppm C ．2.0-2.8ppm D ．9-10ppm 10、偕偶：即间隔两个单键的偶合，即同C 上两个质子的偶合，J 2值范围在： A ．0-3 Hz B ．6-8 Hz C ．2-5 Hz D ．10-16Hz 11、二旋系统用AX 表示，其特点是： A 四条谱线，A 和X 各两条。 B ． 二条谱线，A 和X 各一条。 C ．三条谱线，A 一条、X 两条。 D ． 五条谱线，A 叁条、X 两条。 12、下列结构中偶合常数大小顺序为： A B C A ．A ＞ B ＞ C B ．B ＞A ＞C C ．C ＞A ＞B D ．B ＞C ＞A 13、烷基质子和SP 3 杂化碳原子相连时，其β位亦是SP 3杂化碳原子，其化学位移约在： A ．2.0-2.5 ppm B ．3.5-4.2 ppm C ．0.9-1.5 ppm D ．6-8 ppm 14、偕偶：即间隔两个单键的偶合，即同C 上两个质子的偶合，J 2值范围在： A ．0-3 Hz B ．6-8 Hz C ．2-5 Hz D ．10-16Hz 15、质谱主要用于测定化合物中的： A ．官能团 B ．共轭系统 C ．分子式 D ．质子数 16、在高质区，下列脱去的碎片是合理的是： A ．M-5 B ．M-15 C ．M-13 D ．M-11 C C HA B H C C HA HB C C HA
波谱分析在煤化学中应用
核磁共振波普在煤化学研究中的应用 摘要本文介绍了不同核磁共振方法在煤化学研究中的应用，其中主要论及核磁共振中H1-NMR和13C-NMR这两种技术。 关键词核磁共振波普煤化学 H1-NMR 13C-NMR 1、引言 煤中碳含量高及无机矿物质和硫、氮等杂原子的存在, 使它作为能源与石油、天然气、核能和水电等相比不具优势. 但由于煤中富含芳环, 特别是缩合芳环, 作为生产高附加值化学品的原料有石油和天然气不可比拟之处。因此由煤生产高附加值化学品应该是煤炭利用的合理途径, 也是煤转化技术的根本发展方向。 煤结构的研究一直是煤化学的中心环节。通常用两种方法研究煤的组成结构。一种是化学方法, 降解煤的大分子结构为有代表性的碎片, 从碎片结构推测煤的原始结构。另一种方法是物理方法, 即通过对固体煤进行非破坏性的研究, 直接检测煤的结构, 如红外光谱、固体核磁共振波谱、x射线衍射、电子光谱、光电子能谱等的应用。 2、煤化学中H1-NMR和13C-NMR的应用 (1) 核磁共振氢谱是研究煤液化产物结构的有效方法。早在1955年,Friedle 和Brown就开始用H1-NMR研究煤中抽出物的结构，了解其中氢分布情况。1960年, Brown和Ladner发展了一套经验公式被称为Brown-Ladner方程，在氢谱数据的基础上，通过一些必要的假设，计算碳原子的分布信息，得出了煤液化产物的芳香度，这一经典方法一直被许多研究者采用和改进。由于H1-NMR中各
类型氢信号均出现，定量分析较准确，是一种较成熟的分析方法,在煤结构研究中得到广泛应用。 (2) 为了得到高分辨的固体1H-NMR,常联合使用多脉冲和魔角旋转的CRAM PS 技术, 由于CRAM PS技术可直接测定煤中不同类型氢的分布, 与CP/MAS测得的碳分布结合起来, 可直接获得煤的芳氢和芳碳比(H/C)。二维谱技术中的氢-氢 相关谱(1H-1H COSY谱)可提供1H-1H 之间通过成键作用的相关信息，COSY谱 已应用于煤的液体产物中氢化芳香环结构的确定. 一般情况下, 对煤大分子结 构的鉴定, 可结合1H-1HCOSY谱和C-H COSY谱, 逐个推出各官能团之间的关联, 得出不同的子结构, 从而推断出整个煤大分子骨架结构模型[4]。 (3) 朱素渝等用13C-NMR和1H-NMR联合解析法及1H-NMR/FTIR解析法分别求得了平朔煤镜质组吡啶抽提物中7个馏分的平均分子结构参数, 并结合其它分析 结果构造了以上7个馏分的平均分子结构模型。徐秀峰等利用1H-NMR, 13C-NMR及DEPT技术分析了气煤吡啶抽提残煤热解加氢产物的组成结构, 计算得到 了各组分的平均分子结构中含有的芳环数、芳核片数和平均取代度, 这些结果 对推断原始煤的大分子结构具有参考价值。马志茹等利用高分辨1H-NMR和定量13C-NMR方法对峰峰肥煤热解加氢产物进行了定性及定量分析，得到了各个馏 分的氢、碳原子的分布, 计算了各馏分的平均结构参数, 获得了峰峰肥煤的结 构特征。 (4) 近年来出现的核磁共振成象技术已开始应用于煤的研究中, 探测煤的化学 和物理结构。Dieckman等用吡啶和氘代吡啶处理煤, 观察质子成象. 被氘代溶 剂溶胀的煤可用来描绘煤大分子结构中的小分子流动相部分, 用质子溶剂处理 的煤可用来观察进入煤中溶剂的分布情况。
波谱解析习题 适合波谱考试及练习用
波谱分析试题（C） 一、解释下列名词（每题2分，共10分） 1、摩尔吸光系数； 2、非红外活性振动； 3、弛豫时间； 4、碳谱的γ-效应； 5、麦氏重排 二、选择题：每题1分，共20分 1、频率（MHz）为4.47×108的辐射，其波长数值为（） A、670.7nm B、670.7m C、670.7cm D、670.7m 2、紫外-可见光谱的产生是由外层价电子能级跃迁所致，其能级差的大小决定了（） A、吸收峰的强度 B、吸收峰的数目 C、吸收峰的位置 D、吸收峰的形状 3、紫外光谱是带状光谱的原因是由于（） A、紫外光能量大 B、波长短 C、电子能级跃迁的同时伴随有振动及转动能级跃迁的原因 D、电子能级差大 4、化合物中，下面哪一种跃迁所需的能量最高？（） A、ζ→ζ﹡ B、π→π﹡ C、n→ζ﹡ D、n→π﹡ 5、π→π﹡跃迁的吸收峰在下列哪种溶剂中测量，其最大吸收波长最大（） A、水 B、甲醇 C、乙醇 D、正已烷 6、CH3-CH3的哪种振动形式是非红外活性的（）
A、νC-C B、νC-H C、δasCH D、δsCH 7、化合物中只有一个羰基，却在1773cm-1和1736cm-1处出现两个吸收峰 这是因为：（） A、诱导效应 B、共轭效应 C、费米共振 D、空间位阻 8、一种能作为色散型红外光谱仪的色散元件材料为：（） A、玻璃 B、石英 C、红宝石 D、卤化物晶体 9、预测H2S分子的基频峰数为：（） A、4 B、3 C、2 D、1 10、若外加磁场的强度H0逐渐加大时，则使原子核自旋能级的低能态跃迁到高能态所需 的能量是如何变化的？（） A、不变 B、逐渐变大 C、逐渐变小 D、随原核而变 11、下列哪种核不适宜核磁共振测定（） A、12C B、15N C、19F D、31P 12、苯环上哪种取代基存在时，其芳环质子化学位移值最大（） A、–CH2CH3 B、–OCH3 C、–CH=CH2 D、-CHO 13、质子的化学位移有如下顺序：苯（7.27）>乙烯(5.25) >乙炔(1.80) >乙烷(0.80)，其原因为：（） A.导效应所致 B. 杂化效应和各向异性效应协同作用的结果 C. 各向异性效应所致 D. 杂化效应所致 14、确定碳的相对数目时，应测定（） A、全去偶谱 B、偏共振去偶谱 C、门控去偶谱 D、反门控去偶谱
现代波谱分析研究进展 综述
现代波谱分析研究进展 摘要：介绍了波谱分析技术的基本原理及进展，主要阐述了红外光谱，紫外光谱，核磁共振和质谱应用于分析的基本原理，及近几十年来在有机物质鉴定，石油化工，生物化学等方面的应用研究，并对各分析技术的研究现状及新技术的研究进展作综述，并对未来予以展望。关键词：波谱分析，紫外光谱，红外光谱，核磁共振，质谱，研究进展 0 前言 近三四十年来，随着科技的发展，技术的革新和计算机应用，波谱分析也得到迅速发展。而各种波谱测量技术的出现及其迅速发展，也使得以紫外光谱、红外光谱、核磁共振波谱和质谱为代表的波谱分析技术得到了普遍应用。现在波谱分析技术已成为测定其结构的常用手段[1]，这就使有机分析能力、分析速度、样品需要量等重要方面都取得了很大的进步。目前，在化学工业、石油化工、橡胶工业、食品工业、医药工业等方面都有着广泛的用途，同时对有机化学、生物化学等的研究与发展也起着积极的推动作用。 1 波谱分析基本原理 波谱分析主要是以光学理论为基础，以物质与光相互作用为条件，建立物质分子结构与电磁辐射之间的相互关系，从而进行物质分子几何异构、立体异构、构象异构和分子结构分析和鉴定的方法,其具有快速，灵敏，准确等特点，还具有样品用量少，不破坏样品等优点。 波谱法主要包括红外光谱、紫外光谱、核磁共振和质谱，简称为四谱。除此之外还包含有拉曼光谱、荧光光谱等，波谱法的种类也将越来越多。 2 红外光谱分析（IR） 2.1 红外光谱简介 分析原理：波数13000cm- 1至 10cm- 1或波长0175 至1000μm之间称为红外区, 在此范围内的物质吸收红外辐射后, 因分子振动、转动、或晶格等运动产生偶极矩变化, 形成可观测的红外光谱。红外吸收带的位置和强度变化成化合物的特性, 是光谱定性和定量分析的基础。鉴于其专属性强各种基因吸收带信息多, 故可用于固体、液体和气体定性和定量分析[2]。 继傅立叶变换红外(FTIR) 光谱法后, 又相继出现了时间分辨光谱, 步进扫描光谱, 基体分离光谱,光声光谱, 光热光谱及多维光谱分析技术等。联用技术的应用与发展如: 气相色谱( GC)、高效液相色谱(HPLC )、临界超流体色谱( SFC )、薄层色谱(TLC )、热重分析技术( TGA )、裂解色谱( PYGC ) 等与傅立叶变换色谱联用, 大大拓宽了红外光谱法的应用范围[3]。目前已广泛用于石油化工、生化、医药、食品环保、油漆、涂料、超导材料、天文学、军事科学等各个领域。 2.2 红外光谱研究进展 2.2.1 基本技术 漫反射傅里叶变换红外光谱（FTIR）技术是红外光谱分析测量技术中的一种基本技术，是一种对固体粉末样品进行直接测量的光谱方法。由于反射峰通常很弱, 同时, 它与吸收峰基本重合, 仅仅使吸收峰稍有减弱而不至于引起明显的位移, 对固体粉末样品的镜面反射光及漫反射光同时进行检测可得到其漫反射光谱[4.5]。 漫反射傅里叶变换红外光谱法不需要制样、不改变样品的形状、不要求样品
孟令芝-有机波谱分析-第三版课后习题及答案
孟令芝-有机波谱分析-第三版课后习题及答案
第二章 质谱习题及答案 解：A 、C 2H 3Cl ，B 、C 2H 6S 分子离子峰为偶数表明含有偶数个氮或不含氮。 C x H y N z O w S S 不含氮 含氮 2 2 RI(M+1) 100 1.10.370.8RI(M) RI(M+2)(1.1 ) 1000.2 4.4RI(M)200 x z s x w s ?=++?=++ 2 2 RI(M+1) 100 1.10.370.8RI(M) RI(M+2)(1.1) 1000.2 4.4RI(M)200 x z s x w s ?=++?=++ A 、RI(M+1) 4.8 100 1.10.37100RI(M)100 x z ?=+=?，设z=1，则x=4.02，C 4N 分子量＞62，不合理。所以无氮元素。 同理B ，设z=1，则x=3.11，C 3N 分子量＞62，不合理。所以无氮元素。 同位素相对丰度表，p26表2.3。 对于A ，RI 相对丰度，M ：(M+2)=3:1，则A 中有氯原子，推断其分子式为CH 2=CHCl 对于A ，RI 相对丰度，M ：(M+2)=25:1，则A 中有硫原子，推断其分子式CH 3CH 2SH 解：C 2H 2Cl 2，ClCH=CHCl
m/z=98分子离子峰，M ：(M+2)=6:1，有两个氯。同位素相对丰度表，p26表2.3。 M-35=98-Cl ，M-36=98-HCl ，M-37=98-HCl-H 解：m/z 142=M -43(?C 3H 7)，m/z 142=C 9H 20N ，(n-C 4H 9)3N, 分子离子峰为奇数表明含有奇数个氮。 C x H y N z O w S S RI(M+1)10 100 1.10.37100RI(M)100x z ?=+=?，设z=1，则x=8.75，若z=3，则x=8.08，不合理。M ：(M+1)=10:1，表明不含有卤素和氧硫。 m/z 44=CH 2=N +HCH 3，m/z 100=142-42(C 3H 6) m/z 57=M -43(?C 3H 7)， m/z 44=57-13(CH 3)，CH 2=N +HCH 3， 第四章 红外课后习题及答案
波谱分析知识全书总结
波谱分析(spectra analysis) 波谱分析的内涵与外延： 定义：利用特定的仪器，测试化合物的多种特征波谱图，通过分析推断化合物的分子结构。特定的仪器：紫外，红外，核磁，质谱，（X-射线，圆二色谱等） 特征波谱图: 四大谱；X-射线单晶衍射，圆二色谱等 化合物：一般为纯的有机化合物 分子结构：分子中原子的连接顺序、位置；构象，空间结构 仪器分析（定量），波谱分析（定性） 综合性、交叉科学（化学、物理、数学、自动化、计算机） 作用：波谱解析理论原理是物理学，主要应用于化学领域（天然产物化学和中药化学、有机化学、药物化学等），在药物、化工，石油，食品及其它工业部门有着广泛的应用；分析的主要对象是有机化合物。 课程要求：本课将在学生学习有机化学、分析化学、物理化学等课程的基础上，系统讲授紫外光谱(UV)、红外光谱(IR)、核磁共振光谱(NMR)和质谱(MS)这四大光谱的基本原理、特征、规律及图谱解析技术,并且介绍这四大光谱解析技术的综合运用,培养学生掌握解析简单有机化合物波谱图的能力。为学习中药化学有效成分的结构鉴定打下基础。 第一章紫外光谱（ultraviolet spectra,UV) 一、电磁波的基本性质和分类 1、波粒二象性 光的三要素：波长（λ），速度（c），频率(v) 电磁波的波动性 光速c：c=3.0 x 1010 cm/s 波长λ ：电磁波相邻波峰间的距离。用nm,μm,cm,m 等表示 频率v：v=c/ λ，用Hz 表示。 电磁波的粒子性 光子具有能量，其能量大小由下式决定： E = hν = hc/λ(式中E为光子的能量，h为普朗克常数，其值为6.624× 10-34j.s ) 电磁波的分类
波谱解析试题及答案
波普解析试题 一、名词解释（5*4分=20分） 1.波谱学 2.屏蔽效应 3.电池辐射区域 4.重排反应 5.驰骋过程 二、选择题。（10*2分=20分） 1. 化合物中只有一个羰基，却在17731和17361处出现两 个吸收峰这是因为：（） A、诱导效应 B、共轭效应 C、费米共振 D、空间位阻 2. 一种能作为色散型红外光谱仪的色散元件材料为：（） A、玻璃 B、石英 C、红宝石 D、卤化物晶体 3. 预测H2S分子的基频峰数为：（） A、4 B、3 C、2 D、1 4. 若外加磁场的强度H0逐渐加大时，则使原子核自旋能级的低能态跃迁到高能态所需的能量是如何变化的：（）
A、不变 B、逐渐变大 C、逐渐变小 D、随原核而变 5. 下列哪种核不适宜核磁共振测定：（） A、12C B、15N C、19F D、31P 6.在丁酮质谱中，质荷比质为29的碎片离子是发生了（） A、α-裂解 B、裂解 C、重排裂解 D、γ迁移 7. 在四谱综合解析过程中，确定苯环取代基的位置，最有效的方法是（） A、紫外和核磁 B、质谱和红外 C、红外和核磁 D、质谱和核磁 8. 下列化合物按1H化学位移值从大到小排列 ( ) 22 b. CH CH d. A、a、b、c、d B、a、c、b、d C、c、d、a、b D、d、 c、b、a 9.在碱性条件下，苯酚的最大吸波长将发生何种变化? ( ) A．红移 B. 蓝移 C. 不变 D. 不能确定 10. 芳烃(134), 质谱图上于91处显一强峰，试问其可能的结构是：( ) A． B. C. D. 三、问答题（5*5分=25分）
波谱分析(完成)
一、名词解释（每小题5分，共30分） 1.化学位移：化学位移是用核磁共振仪可以记录到有关信号，处在不同化学环境中的氢原子因产生共振时吸收电磁波的频率不同，在谱图上出现的位置也不同，各类氢原子的这种差异被称为化学位移。 2.屏蔽效应：由于其他电子对某一电子的排斥作用而抵消了一部分核电荷对该电子的吸引力，从而引起有效核电荷的降低，削弱了核电荷对该电子的吸引，这种作用称为屏蔽作用或屏蔽效应。 3.相对丰度：相对丰度又称同位素丰度比，指气体中轻组分的丰度C与其余组分丰度之和的比值。在生态中相对丰度：群落内物种数目的多少。不同的群落中物种丰度是不同的，从赤道到南北极，群落的物种丰度逐渐减少。 4.氮律：氮律是质谱分析中判断分子离子峰质量数的规律。 5.分子离子：分子失去一个电子所形成的正离子称为分子离子，它的质荷比值即代表了试样分子所对应的分子量数值。 6.助色团：本身在200 nm以上不产生吸收，但其存在能增强生色团的生色能力（改变分子的吸收位置和增加吸收强度）的一类基团。
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二、简答题（每小题8分，共40分） 1.色散型光谱仪主要有几部分组成及其作用； 答：由光源、分光系统、检测器三部分组成。光源产生的光分为两路：一路通过样品，一路通过参比溶液。切光器控制使参比光束和样品光束交替进入单色 器。检测器在样品吸收后破坏两束光的平衡下产生信号，该信号被放大后被记录。 2.紫外光谱在有机化合物结构鉴定中的主要贡献； 答：在有机结构鉴定中，紫外光谱在确定有机化合物的共轭体系、生色团和芳香性等方面有独到之处。 3.在质谱中亚稳离子是如何产生的？以及在碎片离子解析过程中的作用是什么？ 答：离子m1在离子源主缝至分离器电场边界之间发生裂解，丢失中性碎片，得到新的离子m2。这个m2与在电离室中产生的m2具有相同的质量，但受到同m1一样的加速电压，运动速度与m1相同，在分离器中按m2偏转，因而质谱中记录的位置在m*处，m*是亚稳离子的表观质量，这样就产生了亚稳离子。 由于m*＝m2/m1，用m*来确定m1与m2间的关系，是确定开裂途经最直接有效的方法。 4.下列化合物OH 的氢核,何者处于较低场?为什么? 答：（Ⅰ）中—OH 质子处于较低场，因为—HC=O 具有诱导效应。而（Ⅱ）中甲基则具有电子效应。 5.在CH3-CH2-COOH 的氢核磁共振谱图中可观察到其中有四重峰及三重峰各一组．(1)说明这些峰的产生原因;(2)哪一组峰处于较低场为什么？ 答：（1）由于α, β 位质子之间的自旋偶合现象，根据 规律， （n+1)规律，CH3-质子核磁共振峰被亚甲基质子裂分为三重 规律 质子核磁共振峰被亚甲基质子裂分为三重 同样，亚甲基质子被邻近的甲基质子裂分为四重峰． 峰，同样，亚甲基质子被邻近的甲基质子裂分为四重峰． 位质子受到羧基的诱导作用比β 质子强。 （2）由于α-位质子受到羧基的诱导作用比β-质子强，所以亚 由于α 位质子受到羧基的诱导作用比 质子强 甲基质子峰在低场出峰（四重峰）． 甲基质子峰在低场出峰（四重峰）． 三、解析题（共30分） C H OH O C OH H 3 ( I ) ( I I )
波谱分析 试题及答案
波谱分析试题及答案 <波谱分析>答案 一、简要回答下列可题(每小题8分，共48分) 1、从防风草分离得一化合物，其紫外光谱在乙醇中λ=241nm。根据文献及其它光max 谱测定可能为松香酸(A)或左旋海松酸(B)。试问从防风草分离的该化合物为何物, A=217+20+5=242nm (4分) B=217+20+5+36=278nm (4分) 从防风草分离的该化合物为何物位A。 2、如何用紫外光谱法、红外光谱法、核磁共振法区别有机化合物(如1，2—二苯基乙 烯)的顺、反几何异构体, 紫外光谱法:反式紫外吸收波长大于顺式的紫外吸收波长(2分) -1-1红外光谱法:反式γ970cm 顺式γ690cm(3分) =CH =CH 33核磁共振法:反式J =12—18Hz 顺式J =6—12Hz(3分) 3、如何用红外光谱法区别下列化合物,它们的红外吸收有何异同, CHNHCHOHCHCOOH2222(1) -1 -1 -1υ 3400,3490cm, υ 3500—3200cm,υ 1725cm(4分) NHOHCO CH3CH3 CHCHC33CH(2) CH3CH3 -1 -1-1-1-1 δ1380cm单峰, δ1385cm，1370cm, δ1390cm，1365cm(4分) CHCHCH 4、比较化合物中用箭头标记的氢核，何者氢核的共振峰位于低场,为什么,
(1)后者氢核的共振峰位于低场，因为两个苯环的磁各向异性。(4分) (2)后者氢核的共振峰位于低场，因为双键的磁各向异性。(4分) 5、某化合物经MC检测出分子离子峰的m/z为67。试问，从分子离子峰的质荷比，你可获得哪些结构信息,分子式可能为CHO、CH、还是CHN, 435745 可获得的结构信息有:该化合物的分子量为67;含奇数个氮(4分) 分子式可能CHN (4分) 45 6、在甲基异丁基酮(M=100)的质谱中，有m/z85、58、5 7、43、15和M-15等主要 碎片离子，试写出开裂过程。 +O+O O+(1)(2)CHCHC33CHCHCHCCCHCHCHCH32332m/z43 m/z15m/z100CHCH33 (4)(3)m/z85OH OC CHCHCHCHCHCCH32233 M-1m/z58 第一步裂解过程(2分)，第二步裂解过程(2分)，第三步裂解过程(2分)，第四步裂解过程(2分) 二、已知化合物分子式为CHO，IR光谱图如下，试推断化合物结构。(10分) 882 不饱和度=5 含有苯环(1分) -1-1 不饱苯环:>3000cm 不饱和C-H的伸缩振动;泛频区单取代峰型;1600，1500 cm -1和C-C(苯环骨架)的伸缩振动;770，690 cm 不饱和C-H面外弯曲振动;单取代峰位。
波谱分析技术在淀粉研究中的应用
122 2010V o l 136N o 11(T o ta l 265) 波谱分析技术在淀粉研究中的应用 3 赵凯,高惠梅,丁文明 (哈尔滨商业大学食品工程学院,食品科学与工程省级重点实验室,黑龙江哈尔滨,150076) 摘 要 近年来随着对淀粉研究的深入,波谱分析技术在淀粉研究中的使用日益广泛。文中综述了近年来红外傅里叶光谱、核磁共振和紫外可见光谱这些波谱分析技术在淀粉研究中的应用。着重阐述了其在淀粉颗粒结构、糊化过程、水解程度及变性过程分析等方面的应用,为淀粉及其衍生物在不同领域的应用提供相关的信息。关键词 波谱分析,红外傅里叶光谱,核磁共振,紫外-可见光谱,淀粉 第一作者:博士,副教授。 3黑龙江省教育厅科技项目(11411093);哈尔滨市科技局青年基金项目(2004AF QXJ036)收稿日期:2009-08-25 淀粉结构和性质研究的传统方法包括X 2射线衍射(x 2ray diffracti on,XRD )、扫描电子显微镜(scan 2ning electr on m icr oscope,SE M )、差示扫描量热法(dif 2ferential scanning cal ori m etry,DSC )等,随着淀粉科学 研究的深入,傅里叶红外变换光谱(fourier transf or m infrared,FTI R )、核磁共振(nuclear magnetic res o 2nance,NMR )、紫外2可见光谱(ultravi olet 2visible s pec 2tru m ,UV /V is )这些波谱分析技术在淀粉的颗粒结 构、老化、糊化、变性分析等方面的应用日益广泛。FTI R 主要用于分析淀粉经过处理后结晶区、无定形 区以及化学键的变化;NMR 主要用于研究淀粉经过 处理后结晶类型和双螺旋结构的变化及变性后取代度(DS )的测定和糊化程度的测定;UV /V is 可用于分析淀粉经过处理后直链淀粉含量的变化。 1 FTI R 分析技术在淀粉研究中的应用 111 FT I R 的原理 传统的光谱分析获得图谱的方法是扫描物质的波长或与之对应的频率。它有2个缺点,一是扫描全 谱的过程要花费相当长时间;二是为获得单一波长有些信号会无偿的丢失。采用光谱的时间域信息(图谱的横坐标用时间表示)能克服以上的缺点。而时间域信息和频率域信息(图谱的横坐标用与频率相关的数据表示)之间存在着傅里叶变换的关系。将时间域信号经傅里叶变换后就是常见的频率域光谱。112 FT I R 在淀粉结晶结构分析的应用 1995年,van Soest 等 [1] 得出,淀粉在1047c m -1 的红外吸收是淀粉结晶区的结构特征,代表了短程分 子内的有序结构;而在1022c m -1 的红外吸收则是淀粉非结晶区的结构特征,两者的比值可用来表示淀粉颗粒在短程范围内的结晶程度。利用FTI R 可以研 究温度、湿度、储藏时间、水分含量等对淀粉结晶结构的影响。S m its 等 [2] 研究了储藏时间和水分含量对淀 粉结晶的影响,研究表明,随着储藏时间和相对湿度的增加淀粉的结晶区域增加而无定形区域减少。 Stephan 等[3] 用衰减全反射傅里叶红外光谱(ATR 2FTI R )研究了在淀粉膜中淀粉结晶度的变化。研究 显示,在1047/1032吸收峰的比例增加,表明淀粉膜 中淀粉的结晶度增加。L iu 等[4] 研究了在淀粉和水两项体系中,淀粉形成凝胶过程中结晶结构的变化。在65℃以下红外吸收没有大的变化。表明淀粉的结晶结构和无定形结构没有变化,并且淀粉和水分子之间没有相互的影响。随着温度的增加在结晶处聚合的1-4糖苷键中的氢键和氢氧根中的氢键都会被破坏。同样在1020c m -1 处出现一个新峰。在1020c m -1 处的峰是C —O —H 键,它和无定形区、结晶区 的变化有关。1020c m -1和1640c m -1 的变化说明了淀粉的凝胶首先是一个水解过程。在71℃这2个峰强度进一步减弱,说明了淀粉之间的氢键和氢氧根的破裂加剧。这两个键的破裂导致了淀粉的水解。李钟芳等 [5] 用FTI R 研究了不同种类的大米淀粉在糊 化过程中结晶结构的变化。结果表明,直链淀粉含量越低,淀粉颗粒的结晶结构在糊化过程中损失得越多。 113 FT I R 在变性淀粉研究中的应用 在FTI R 中,不同的波数对应不同的化学键。当所测物质的化学键发生变化时FTI R 也就发生相应的变化。利用FTI R 可以研究淀粉化学变性过程和变性后化学键的变化。用时也可利用FTI R 来推测 淀粉经过了哪类变性。Is mael E R iver o 等[6] 用FTI R