综合波谱解析法

光谱分析基本定律——Lambert-Beer定律：电磁波的波粒二象性——Planck方程：电磁辐射按波长顺序排列称为电磁波谱（光波谱）。

分区依次（短→长）为：γ射线区→X射线区→紫外光区（UV）→可见光区→红外光区（IR）→微波区→射频区（NMR）Franck-Condon原理：①电子跃迁时认为核间距r不变，发生垂直跃迁；②电子能级跃迁时必然同时伴有多种振动能级和转动能级的变化，同理振动能级跃迁时必然同时伴有多种转动能级的变化。

有机波谱的三要素：谱峰的①位臵（定性指标）、②强度（定量指标）和③形状。

【提请注意】对《天然药物化学成分波谱解析》（以下简称“教材”）P.5图1-8不理解的同学，应注意到轨道其中的“+”“-”表示的是波函数的位相，而不是电性！E总=E0+E平+E转+E振+E电电子跃迁类型：①σ→σ*、②n→σ*、③π→π*、④n→π*，其中，后两者对紫外光谱有意义。

此外，还包括主要存在于无机物的⑤电荷迁移跃迁和⑥配位场跃迁。

分子和原子与电磁波相互作用，从一个能级跃迁到另一个能级要遵循一定的规律，这些规律称为光谱选律。

紫外光谱所遵循的选律包括：①自选旋律和②对称性选律。

影响紫外光谱最大吸收波长（λmax）的主要因素：①电子跃迁类型；②发色团（生色团）和助色团；③π-π共轭、p-π共轭和σ-π超共轭（弱）；④溶剂和介质；〃规律：溶剂极性增大，n→π*跃迁发生篮移（紫移），π→π*跃迁发生红移。

〃总结：溶剂的选择原则即紫外透明、溶解度好、化学惰性。

〃例子：甲醇、95%乙醇、环己烷、1,4-二氧六环。

【相关概念】等色点：同一化合物在不同pH条件下测得的紫外光谱曲线相交于一点，此即~。

⑤顺反异构、空间位阻和跨环效应。

影响紫外光谱吸收强度（εmax）的主要因素：εmax=0.87×1020×P(跃迁几率)×α(发色团的靶面积)【提请注意】严格地说，跃迁的强度最好是用吸收峰下的面积来测量（如果是以ε对ν作图）！吸收带：跃迁类型相同的吸收峰称为~。

波谱解析知识点总结一、波谱解析的基本原理1. 光谱学基础知识光谱学涉及到物质对光的吸收、发射、散射等现象，它是物质分析的重要手段之一。

常见的光谱包括紫外光谱、可见光谱、红外光谱、拉曼光谱等。

每种光谱方法都有其独特的应用领域和分析特点。

2. 原子光谱原子光谱是指研究原子吸收、发射光谱的一门学科，主要包括原子吸收光谱和原子发射光谱。

原子光谱可以用于分析金属元素和非金属元素的含量，它是分析化学中的重要手段。

3. 分子光谱分子光谱是指研究分子在光的作用下吸收、发射、散射等现象的一门学科，主要包括紫外光谱、红外光谱、拉曼光谱等。

分子光谱可以用于研究分子的结构和性质，对于有机化合物的分析具有重要意义。

4. 核磁共振波谱核磁共振波谱是指研究核磁共振现象的一门学科，它可以用于研究原子核的磁共振现象，得到有关物质结构和性质的信息。

核磁共振波谱在有机化学、生物化学等领域有着广泛的应用。

二、波谱解析的仪器和设备1. 分光光度计分光光度计是用于测量物质吸收、发射光谱的仪器，它可以测量紫外、可见、红外等波段的光谱，是分析化学中常用的仪器之一。

2. 核磁共振仪核磁共振仪是用于测量核磁共振波谱的仪器，它可以测量氢、碳等核的共振信号，得到物质的结构和性质信息。

3. 质谱仪质谱仪是用于测量物质离子的质量和荷质比的仪器，它可以得到物质的分子量、结构等信息，是很多化学分析的重要手段。

4. 激光拉曼光谱仪激光拉曼光谱仪是用于测量拉曼光谱的专用仪器，它可以用激光光源激发样品，得到与分子振动信息有关的拉曼光谱。

三、波谱解析的应用领域1. 化学分析波谱解析技术在化学分析中有着广泛的应用，它可以用于定量分析、质量分析、结构分析等多个方面，对于复杂的化合物和材料有很高的分析能力。

2. 药物研发波谱解析技术在药物研发中有着重要的应用，它可以用于研究药物的成分、结构和性质，对于新药物的研究和开发有很大帮助。

3. 生物医学波谱解析技术在生物医学领域有着广泛的应用，它可以用于研究生物分子的结构和功能，对于临床诊断和治疗有着重要意义。

《波谱解析》课程教学方法研究与实践摘要:简述了《波谱解析》课程教学方法存在的主要问题,结合自身课堂教学,阐述了《波谱解析》课程教学方法的改革措施,如提高兴趣点,突出形象性,强调重难点,慎选考核方式,提高自学能力等,通过以上措施,提高了本门课程的教学效果。

关键词:波谱解析教学方法实践《波谱解析》课程是化学教育、应用化学、有机化学等化学类专业本科生及研究生的专业必修课程,也是制药、药学、中药等药学类专业及相关专业本科生及研究生的专业基础课,主要讲授紫外光谱(uv)、红外光谱(ir)、核磁共振光谱(nmr)和质谱(ms)的基本原理、特征、规律及图谱解析技术,并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[1]。

在近几年的教学中。

我们发现一个较为普遍的问题:学生普遍反映《波谱解析》中各大光谱学的基本原理及基本内容过于抽象,难以理解,更不用说让他们运用所学的相关知识去识图、解图,最终推测出未知化合物的结构,因此学习波谱的热情不高,上课疲于应付,坐等下课,学习效果非常不理想。

鉴于该门课的对专业课的重要性和未来考研、工作的实用性,根据本门课程的教学内容特点,我们大胆地对课程的教学方法进行了一系列改革,并进行了课程实践活动,有力地扭转了课程枯燥难懂、空洞抽象的印象,学生对该门课程的学习热情的提高有了质的飞跃。

现将教学中的体会总结如下:一、寻找课程兴趣点,突出实用性教学本身是一门艺术。

启发兴趣,调动学生学习积极性,使学习成为学生自觉的行动,是教师教学成功的关键。

兴趣是最好的老师,激发学生学习《波谱解析》的兴趣,是解决学生学习问题的关键。

因此,在教学中寻找兴趣点,用兴趣点带动学生学习的热情,是较为有效的方法。

如第一节课介绍《波谱解析》在新药合成鉴定方面的应用,《波谱解析》的发展历史和通过波谱研究获得诺贝尔奖的化学家[2],如 1951年诺贝尔物理学奖授予美国加利福尼亚斯坦福大学的布洛赫和美国马萨诸塞州坎伯利基哈佛大学的珀塞尔,以表彰他们发现了核磁精密测量的新方法及由此所作的发现;1966年诺贝尔物理学奖授予法国巴黎大学,高等师范学校的卡斯特勒,以表彰其发现和发展了研究原子中赫兹共振的光学方法;2003年10月6日,瑞典卡罗林斯卡医学院宣布74岁的美国科学家保罗·劳特布尔和70岁的英国科学家彼得·曼斯菲尔德为本届诺贝尔医学奖的得主,为核磁共振成像仪奠定了基础。

波谱解析的原理及应用1. 引言波谱解析是一种重要的分析技术，广泛应用于物理、化学、生物等领域。

本文将介绍波谱解析的基本原理以及其在不同领域中的应用。

2. 波谱解析的原理波谱解析是指通过测量光谱中的波长或频率分布来分析物质的成分、结构和性质。

它基于不同物质对辐射能的吸收、发射或散射的不同特性进行分析。

波谱解析的基本原理包括以下几个方面：2.1 原子和分子的能级结构原子和分子具有不同的能级结构，当光或其他辐射能与原子或分子相互作用时，会引起能级的变化。

这种能级变化会伴随着能量的吸收、发射或散射，从而产生特定的光谱现象。

2.2 光谱的测量方法波谱解析中常用的测量方法包括吸收光谱、发射光谱和散射光谱。

吸收光谱是通过测量样品对入射光的吸收程度来分析样品的成分和浓度。

发射光谱是通过测量样品发射的光的强度和波长来分析样品的性质。

散射光谱则是通过测量样品对入射光的散射程度来分析样品的形态和结构。

2.3 光谱的解析方法波谱解析方法包括光谱峰识别、波长/频率计算、能级分析等。

光谱峰识别是通过分析光谱中的峰值来确定物质的成分，每个峰对应特定的波长或频率。

波长/频率计算是通过已知的能级结构和物理常数来计算光谱中峰值的波长或频率。

能级分析是通过比较实验测得的波谱与理论模型进行对比，进而推导出物质的能级结构和特性。

3. 波谱解析的应用波谱解析在不同领域中有着广泛的应用。

以下列举了几个常见领域的应用案例。

3.1 化学分析波谱解析在化学分析中起着重要作用。

例如，红外光谱被广泛用于确定分子的结构和功能团；紫外可见光谱可用于分析溶液中的物质浓度以及化学反应的动力学过程；质谱则能够确定物质的分子量和化学结构。

3.2 材料科学波谱解析在材料科学中也有广泛应用。

例如，X射线衍射可以用于确定晶体的结构和定量分析晶体中的杂质；核磁共振波谱可用于确定物质的结构和分析样品的纯度。

3.3 生物科学在生物科学领域，波谱解析被用于分析生物分子的结构和功能。

波谱解析（一）紫外光谱解析UV应用时顾及吸收带的位置，强度和形状三个方面。

从吸收带（K带）位置可估计产生该吸收共轭体系的大小；从吸收带的强度有助于K带，B带和R 带的识别；从吸收带的形状可帮助判断产生紫外吸收的基团，如某些芳香化合物，在峰形上可显示一定程度的精细结构。

一般紫外吸收光谱都比较简单，大多数化合物只有一、两个吸收带，因此解析较为容易。

可粗略归纳为以下几点：①如果化合物在220～800nm区间无吸收，表明该化合物是脂肪烃、脂环烃或它们的简单衍生物。

②如果在220～250nm间显示强吸收（ε近10000或更大），表明有R带吸收，即分子结构存在共轭双烯或α，β—不饱和醛、酮。

③如果在250～290nm间显示中等强度（ε为200～1000）的吸收带，且常显示不同程度精细结构，表明结构中有苯环或某些杂芳环的存在。

④如果在290nm附近有弱吸收带（ε<100），则表明分子结构中非共轭羰基。

⑤如果在300nm上有***度吸收，说明该化合物有较大的共轭体系；若***度吸收具有明显的精细结构，说明为稠环芳、稠环杂芳烃或其衍生物。

（二）红外光谱1. 解析红外光谱的三要素（位置、强度和峰形）在解析红外光谱时，要同时注意红外吸收峰的位置，强度和峰形。

吸收位置是红外吸收最重要的特点，但在鉴定化合物分子结构时，应将吸收峰的位置辅以吸收峰强度和峰形综合分析。

每种有机化合物均显示若干吸收峰，对大量红外图谱中各吸收峰强度相互比较，归纳出各种官能团红外吸收强度的变化范围。

只有熟悉各官能团红外吸收的位置和强度处于一定范围时，才能准确推断出官能团的存在2 .确定官能团的方法对于任何有机化合物的红外光谱，均存在红外吸收的伸缩振动和多种弯曲振动。

因此，每一个化合物的官能团的红外光谱图在不同区域显示一组相关吸收峰。

只有当几处相关吸收峰得到确认时，才能确定该官能团的存在。

例1. 甲基（CH3）：2960cm-1和2870cm-1为伸缩振动，1460cm-1和1380cm-1为其弯曲振动。

波谱解析综合解析综合解析的方法识别氢谱与碳谱中的溶剂峰与杂质峰。

初步分析谱图找出特征峰并确定各谱线的大致归属初步分析谱图，找出特征峰并确定各谱线的大致归属。

分析一维1H 谱，根据谱图中化学位移值、耦合常数值、峰形和峰面积找出一些特征峰，获得一些最明显的结论。

出些特征峰，获得些最明显的结论。

对照13C 质子噪声去偶谱以及各个DEPT 碳谱，确定各碳原子的级数。

按照化学位移分区的规律，大致确定各谱线所属的区域，如在饱和区还是在不饱和区是否含杂原子羰基以及活泼氢等是在不饱和区，是否含杂原子、羰基以及活泼氢等。

借助二维核磁共振谱对图谱作进一步的指认。

解析H -H COSY 谱，从一维谱中已经确定的氢谱线出发找到与之相关的其它谱线。

解析13C -1H COSY （或HMQC 、HSQC ）谱，同样从已知的氢谱线出发找到各相关的碳谱线，以此推断出这些碳谱线的归属。

发找到各相关的碳谱线，以此推断出这些碳谱线的归属 解析13C -1H 远程相关谱（COLOC 或HMBC ），从已确定的碳谱线出发，找到与之相关的各氢谱线或从已知的氢谱线出发找到各相关的碳谱线，由此完成对一些未知谱线的指认。

在二维谱中由于一些相关峰的强2线，由此完成对些未知谱线的指认。

在二维谱中由于些相关峰的强度较弱，在实验中常常未被检测到，另外在图谱中还常常会出现假峰，这些在二维谱的解析中应特别注意。

根据下面给出的1H,13C（dept）,COSY和HMBC谱确认C10H10O的结构，并指出所有的相关信号OO41120137HNMR中12.0和13.7处的两个宽单峰为两个活泼氢的信号，8.2~6.8处的氢为芳香氢的信号。

该化合物活泼氢含7个氢。

活泼氢814(d J78H)8.14(d,J=7.8Hz)8.14(d,J=7.8Hz),7.54(t,J=7.8Hz),7.37(t,J=7.8Hz),737(t J78H)7.22(d,J=7.8Hz)处的四个氢为明显的苯环邻二取代的信号，8.14处的一个d峰明显处于低场，暗示其受附近羰基的各向异性效应。