波谱解析IR

1 第一章 绪论

1. 波谱分析法研究的内容

应用UV，IR，NMR，MS进行结构分析

UV：分子最外层价电子在不同能级跃迁产生的，取决于分子中含有双键数目，共轭的情况和几何排列。

IR:分子振动-转动光谱，反应出特定的官能团和相关的化学键。

NMR：主要有1H NMR、13C NMR，

1H NMR：通过化学位移，偶合常数和共振峰面积积分，表达不同的氢核。

13C NMR：提供碳原子的信息。

MS：由分子离子峰和碎片峰，推断分子的结构，构成元素的种类和分子式。

2. 波谱分析的发展

GC-MS-COM；

HPLC-MS-COM；

GC-FTIR-COM；

3. 时间安排

第一章 绪论

第二章 紫外吸收光谱法 3节

第三章 红外吸收光谱法 7节

第四章 核磁共振波谱法 8节

第五章 质谱法 4节

第六章 四种图谱的综合解析 2节

第二章 紫外光谱

第一节 概述

紫外可见光谱是电子光谱，研究分子中电子能级的跃迁。其中:

10～190 nm：远紫外区(真空紫外区)；

190～400 nm：近紫外区，(紫外区)；

400～800 nm：可见光区。

有机分子电子能级跃迁与此190～800 nm的紫外-可见光区密切相关。用紫外光测得的电子光谱称紫外光谱(简称UV)。

第二节 紫外光谱基本原理

一、紫外吸收光谱的产生

在紫外-可见光照射下，引起分子中电子能级的跃迁，产生电子吸收光谱。

在无外界干扰时，分子处于基态的零位振动能级(Vo)的几率最大，由电子的基态到激发 2 态的许多振动(或转动)能级都可发生电子能级跃迁，产生一系列波长间隔对应于振动(或转动)

能级间隔的谱线。电子能级跃迁的同时伴有振动能级和转动能级的跃迁。由于分子间的相互作用，通常只能看到宽带。

有机分子中的电子吸收光谱为宽带。不同的跃迁方式，对键强度的影响不同，因而吸收谱带宽度及谱带的对称性也有不同。

二、分子轨道与电子跃迁的类型

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、σ→σ﹡ B、π→π﹡ C、n→σ﹡ 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

1. 请对化合物Ph-CO-CO-Ph的1H-NMR进行指认（溶剂CDCl3）。

答：从结构式可知该化合物具有对称结构，两个苯环相应谱峰重合，只需考虑一个苯环。该化合物氢谱在7.0~8.0区间有三组峰，从峰面积判断从高场到低场质子数依次为2、1、2。其中，δ7.97的峰为d峰，2H，化学位移值较大说明它处于羰基的邻位（羰基为强吸电子基团，对邻对位有去屏蔽作用），应为a、a。另外该峰为双峰也证明这一点（a仅和b，a仅和b耦合）。δ7.65的峰仅有一个H，因此应为c，该峰为t峰表明c与b、b耦合。δ7.50的峰为t峰，2H，其化学位移值最小表明它应处于羰基间位，应为b、b，另外b和a、c，b和a、c耦合，因此该峰应为三重峰，与谱图吻合。

2. 请对下面化合物1H-NMR低场部分的谱峰进行指认（仪器频率400 MHz，溶剂CDCl3）。

解：该化合物的氢谱在低场共有6组峰，其中δ7.26处的单峰为溶剂峰（即氘代氯仿中残余的微量CHCl3质子吸收峰）。剩下5组峰从高场到低场峰面积比表明它们的质子数依次为1、2、1、2、1，对应a和a、b和b、c、d、e六种质子。

其中δ9.6的双峰根据化学位移应是醛基氢e，其耦合常数J = 8.0 Hz，应是e和邻位氢d的耦合常数。δ6.75处的峰（1H）为dd峰，耦合常数为J = 16, 8.0 Hz，其中16 Hz应是反式烯键的两个H的耦合常数，而8.0 Hz即是与醛基氢e的耦合常数，因此该峰为d。δ7.38处的双峰耦合常数J = 16 Hz，说明该氢和峰d处于烯键反位，因此为c。

δ 6.68 (2H, d, J = 8.8 Hz)和7.45 (2H, d, J = 8.8 Hz)应为对位二取代苯环上的两组质子，两个取代基中，二甲胺基是供电子基团，使邻对位质子移向高场，而烯键是吸电子基团，使邻对位质子移向低场。因此δ 6.68处的峰应为a和a，δ 7.45处的峰应为b和b。

北京协和医学院研究生课程教学大纲

课程编号：000

课程名称：（中文）波谱解析

（英文）Spectroscopic Analysis

开课单位：北京协和医学院药物研究所

Institute of Materia Medica, Peking Union Medical College

开课学期：秋

课程类别：基础理论课/方法课/公共必修课

面向范围：硕士和博士（药物化学和药物分析专业）

教学方式：课堂讲授

总学时数： 79 讲课学时：76 实验（实习）学时：0

学 分：3.5

考试方式：闭卷笔试

课程负责人：石建功 教学秘书：待聘 联系方式：60212110，83154789

教学目标：掌握紫外、红外、X－单晶衍射、质谱和核磁共振波谱学方法的基本原理、方法类型和特点及其在有机药物分子结构定性测定中的应用。熟悉通过几种现代波谱学方法进行有机药物分子结构鉴定的方法、相关图谱、数据和参数的应用解析思路。

教学方法：利用多媒体进行课堂口授

教学内容：

讲授包括紫外、红外、X－单晶衍射、质谱和核磁共振现代波谱方法的基本原理、应用范围、技术特点及最新进展。通过基本和典型实例解析，讲解利用各种波谱技术和实验方法以及相关参数和数据确定有机药物分子结构和构型的关键思路和方法。

使用教材：授课教师自编资料

主要参考书：无固定参考书。在学习中可参阅多种国内外近期出版的相关波谱学方法和应用的专著和文献。

备注：选课的研究生需有药物化学、有机化学和分析化学的基础知识。 北京协和医学院研究生课程教学计划

开课所院：药物研究所

课程名称 波谱解析 开课学期 秋 课程类型 基础

总学时数 79 理论学时 76 实验学时 0 考试时数 3