波普学论文
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试述波普学在有机化合物结构分析中的应用有机化学中应用最广泛的波谱方法是质谱、紫外和可见光谱，红外光谱，以及核磁共振谱，一般简称“四谱”。
红外光谱分析法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3. 酯基：νC=O为1750~1725cm-1，νC－O在1300~1050cm-1有两个吸收谱带3.红外光谱与分子结构的关系1.不同化合物中相同化学键或官能团的红外吸收频率近似一致。
2.红外光谱的重要区段分为八个区段不同官能团的特征吸收频率区红外光谱可分为两个区域：官能团区（4000~1350cm-1）指纹区（1350~650cm-1）官能团区分为：X-H区O-H区N-H C-H S-H4000~2500cm-1（X-H区）O-H S-H C-H N-H 官能团区2500-1900cm-1（三键区含累积双键）C≡C C≡N1900~1350cm-1（双键区）C〓O C〓N N〓O C〓C 指纹区1356~650cm-1（单键区）C—O C—C C—N C—X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。
例2. 亚甲基（CH2）：2920cm-1和2850cm-1为其伸缩振动，1470cm-1和720cm-1为其弯曲振动。
.3 红外光谱解析的顺序（1）根据确定的分子，计算不饱和度，预测可能的官能团。
（2）首先观察红外光谱的官能团区，找出该化合物可能存在的官能团。
（3）查看红外光谱的指纹区，找出官能团的相关吸收峰，最后才确定该化合物存在某官能团。
（4）判断是否芳香族化合物，若为芳香化合物，找出苯的取代位置。
（5）根据红外光谱指纹区的吸收峰与已知化合物的红外光谱或标准图谱对照，确定是否为已知化合物。
推测以下化合物C8H10O的结构从化合物组成分析，不饱和度=4。
（1）确定芳族化合物的依据是苯环、吡啶环及其它杂芳环的骨架伸缩振动位于1600-1450cm-1范围，于1600、1580、1500和1450cm-1附近出现3-4条谱带。
图中1615、1500cm-1处有峰，证明是芳族。
（2）含甲基的一个特征是1380cm-1处应出现单峰。
图中并没有。
（3）3500-3300cm-1区有吸收峰，说明含OH。
C=O峰在1700cm-1处末出现。
（4）2000-1600cm-1吸收带的形状也证明其是单取代苯。
因此推断分子式为C6H5-C2H4OH紫外光谱分析法?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。
电子跃迁类型,吸收能量波长范围，与有机物关系如下。
●核磁共振谱化学位移的一般范围脂环族和脂肪族：一般在2ppm以下；炔烃：在2－3ppm之间；亚甲基和次甲基：可在2－7ppm范围内；烯烃：一般在4－7ppm之间；芳烃和杂芳烃：在6－9ppm内；醛、烯醇和大多数羧酸则大于10ppm。
屏蔽效应和去屏蔽效应：由于核外成键电子电子云密度而产生的效应称为屏蔽效应，若所研究的核附近有一个或几个拉电子基团，使电子云密度下降，使化学位移向低场移动，称为去屏蔽效应。
偶合常数：当自旋体系存在自旋－自旋偶合时，核磁共振谱线发生分裂，由分裂所产生的裂距反映了偶合作用的强弱，称为偶合常数J。
偶合常数反映的是两个核之间的作用的强弱，和仪器的频率没有关系。
偶合作用的两核，若它们取向相同时，能量较高；反之则能量较低，分别对应于J>0和J<0。
n+1规律：当某基团上的氢有n个相邻的氢时，它将显示n＋1个峰氧原子的质子特点：它们都是可交换的，且易于形成氢键。
1、醇醇中的羟基峰出现在0.5－4.0ppm之间，它会随浓度、温度和溶剂化作用。
分子间氢键的形成会降低羟基质子周围的电子云密度，使其位移向低场移动。
若在非极性溶剂中，随着浓度的降低会破坏这种氢键，使其向高场移动。
2、水以滴状或薄膜状存在于氯仿中的水，位移为4.7ppm；溶解的水在1.55ppm处。
3、羧酸羧酸以稳定的二聚体的形式存在，因此羧酸的质子在一个特别窄的范围内，化学位移为10－13ppm。
4、酚酚质子的吸收峰一般位于低场4－7.5ppm，当邻位有羰基时，由于形成分子内氢键，使酚的吸收峰位移到低场，出现在10－12ppm之间。
苯环上的氢在环的上下方为屏蔽区，其他地方为去屏蔽区，环外氢的化学位移为7－9ppm，而环内氢的化学位移非常小，甚至可以为负值解析图谱的步骤1.先观察图谱是否符合要求;①四甲基硅烷的信号是否正常；②杂音大不大；③基线是否平；④积分曲线中没有吸收信号的地方是否平整。
如果有问题，解析时要引起注意，最好重新测试图谱。
2.区分杂质峰、溶剂峰、旋转边峰（spinning side bands）、13C卫星峰(13C satellite peaks)（1）杂质峰：杂质含量相对样品比例很小，因此杂质峰的峰面积很小，且杂质峰与样品峰之间没有简单整数比的关系，容易区别。
（2）溶剂峰：氘代试剂不可能达到100％的同位素纯度（大部分试剂的氘代率为99－99.8％），因此谱图中往往呈现相应的溶剂峰，如CDCL3中的溶剂峰的δ值约为7.27 ppm处。
（3）旋转边峰:在测试样品时，样品管在1H-NMR仪中快速旋转，当仪器调节未达到良好工作状态时，会出现旋转边带，即以强谱线为中心，呈现出一对对称的弱峰，称为旋转边峰。
（4）13C卫星峰：13C具有磁距，可以与1H偶合产生裂分，称之为13C卫星峰，但由13C的天然丰度只为1.1％，只有氢的强峰才能观察到，一般不会对氢的谱图造成干扰。
3.根据积分曲线，观察各信号的相对高度，计算样品化合物分子式中的氢原子数目。
可利用可靠的甲基信号或孤立的次甲基信号为标准计算各信号峰的质子数目。
4.先解析图中CH3O、CH3N、、CH3C=O、CH3C=C、CH3-C等孤立的甲基质子信号，然后再解析偶合的甲基质子信号。
5.解析羧基、醛基、分子内氢键等低磁场的质子信号。
6.解析芳香核上的质子信号。
7.比较滴加重水前后测定的图谱，观察有无信号峰消失的现象，了解分子结构中所连活泼氢官能团。
8.根据图谱提供信号峰数目、化学位移和偶合常数，解析一级类型图谱。
9.解析高级类型图谱峰信号，如黄酮类化合物B环仅4，－位取代时，呈现AA,BB,系统峰信号，二氢黄酮则呈现ABX系统峰信号。
10. 如果一维1H-NMR难以解析分子结构，可考虑测试二维核磁共振谱配合解析结构。
11. 组合可能的结构式，根据图谱的解析，组合几种可能的结构式。
12. 对推出的结构进行指认，即每个官能团上的氢在图谱中都应有相应的归属信号例如：某化合物的分子式是C11H20O4，其中HNMR，＆为0.79，1.23，1.86，4.14处分别有三重峰，三重峰，四重峰和四重峰，积分高度比为3：3：2：2;红外光谱显示还有酯基，是推测分子结构。
解：1)有四组化学等同核2）由积分比3：3：2：2及分子中有20个质子，表明分子结构对称，有2个甲基，2个甲基和2个亚甲基及另两个亚甲基，由偶合知有两个相同的CH3CH2 3）除去两个相同的酯基—COO—剩下一个C 为季碳4）该化合物为CH2CH3︳CH3CH2——O—C—C—C—OCH2CH3‖| ‖O C OH2CH3核磁共振碳谱化合物的类型和化学位移1、烷烃未被杂原子取代的烷基在0－60ppm左右，甲烷可以到－2.5ppm；2、烯烃仅被烷基取代的烯烃，化学位移为110－150ppm之间；丙烯中的甲基信号在15.8ppm，而双键上的碳为136和116ppm；3、芳环在氘仿中，苯环上碳原子在128.5ppm，取代基使与其相连的芳碳原子位移可达±35ppm；4、醇烷烃中的H被取代后，C1向低场移动35－52ppm，C2位移5－12ppm，C3位移0－6ppm。
5、胺与烷基链相连引起C1向低场移动约30ppm，C2移动11ppm，C3向高场移动4.0ppm。
6、醛和酮酮在203.3ppm，醛在199.3ppm，α－碳烷基取代使化学位移向低场移动2－3ppm，丙酮或乙醛的甲基被苯基取代，使羰基向高场移动（苯乙酮195.7ppm，苯乙醛190.7ppm）7、羧酸及其衍生物羰基在150－185ppm之间，羧酸根负离子出现在较低场。
碳原子δ值的分区碳原子大致可分为三个区（1）高δ值区δ＞165ppm，属于羰基和叠烯区：①分子结构中，如存在叠峰，除叠烯中有高δ值信号峰外，叠烯两端碳在双键区域还应有信号峰，两种峰同时存在才说明叠烯存在；②δ＞200 ppm的信号，只能属于醛、酮类化合物；③160－180ppm 的信号峰，则归属于酸、酯、酸酐等类化合物的羰基。
（2）中δ值区δ90－160ppm（一般情况δ为100－150ppm）烯、芳环、除叠烯中央碳原子外的其他SP2杂化碳原子、碳氮三键碳原子都在这个区域出峰。
（3）低δ值区δ＜100ppm，主要脂肪链碳原子区：①不与氧、氮、氟等杂原子相连的饱和的δ值小于55ppm；②炔碳原子δ值在70－100ppm，这是不饱和碳原子的特例。
