光谱项综合解析共83页文档
（完整word版）有机光谱分析
（完整word版）有机光谱分析第一章紫外吸收光谱电子能级跃迁所产生的吸收光谱，主要在近紫外区和可见区，称为可见-紫外光谱；键振动能级跃迁所产生的吸收光谱，主要在中红外区，称为红外光谱；自旋的原子核在外加磁场中可吸收无线电波而引起能级的跃迁，所产生的吸收光谱称为核磁共振谱；c = λ·υ；E = h υ分子吸收光谱的产生：在分子中，除了电子相对于原子核的运动外，还有核间相对位移引起的振动和转动。
△ E电子>△ E振动>△ E转动Lambert–Beer定律：A= -lgT=εCL= KCLA：吸光度；T：透光率，T=I/I o（I、I o分别是出射和入射光的强度）：物质浓度为1mol/L 时所测得的吸光度，称为摩尔吸光系数；K：物质浓度为1%（g/100ml）时测得的吸光度，称为百分吸光系数；L：通常用1cm 吸收池（比色皿）分子轨道的类型：s-s重叠；s-p重叠；p-p重叠；n轨道电子跃迁类型：1、σ→σ*跃迁：σ轨道上的电子由基态激发到激发态产生的跃迁。
它需要的能量较高，一般发生在真空紫外光区（≤150nm）。
饱和烃中的—c—c—键属于这类跃迁，例如乙烷的最大吸收波长λmax为135nm。
2、π→π*跃迁：双键或三键中轨道上的电子吸收紫外线后产生的跃迁。
它需要的能量低于σ→σ*跃迁，吸收峰一般处于近紫外光区，在200 nm左右，其特征是摩尔吸光系数大，一般εmax≥104，为强吸收带。
如乙烯（蒸气）的最大吸收波长λmax为162 nm。
3、n→π*跃迁：简单的生色团如-CO-、—CHO、-COOH、硝基等中的孤对电子向反键轨道的跃迁。
这类跃迁发生在近紫外光区。
其特点是谱带强度弱，摩尔吸光系数小，通常小于100，属于禁阻跃迁。
4、n→σ*跃迁：含有未用电子对基团中的未用电子对在吸收光能后产生的跃迁。
如-OH、-SH、-Cl等。
实现这类跃迁所需要的能量较高，其吸收光谱落于远紫外光区和近紫外光区，如CH3OH 和CH3NH2的n→σ*跃迁光谱分别为183nm和213nm。
光谱项 综合解析
2.6.2 多电子原子的状态及量子数
多电子原子中，电子之间的相互作用是非常复杂的，但大 致可以归纳为以下几种相互作用： 电子轨道运动间的相互作用； 电子自旋运动间的相互作用； 轨道运动与自旋运动间的相互作用； 1. 角动量的耦合方案 j j j-j 耦合 l1 , s1 →j1 ； l2 , s2 →j2 j1 ， j2→J ※ L-S耦合 L，S →J l1,l2→L ；s1,s2 →S
4． 证明波函数的正交性
5． 求类氢离子某一轨道径向部分的极大、极小值 6． 某些原子（或离子）的薛定鄂方程
7． 原子的斯莱脱波函数
8． 斯莱脱法计算轨道能、电离能 9． 由原子组态推出光谱项、基谱支项
10．由光谱项判断电子排布
2.5 原子光谱和光谱项
2.5.1 原子光谱
原子中的电子一般都处于基态，当原子受到外来作用 时，它的一个或几个电子会吸收能量跃迁到较高能级，使 原子处于能量较高的新状态，即激发态。 激发态不稳定，原子随即跃迁回到基态。与此相应的 是原子以光的形式或其他形式将多余的能量释放出来。 当某一原子由高能级 E2 跃迁到低能级 E1 时，发射出 与两能级之差相应的谱线，其波数表达为下列两项之差：
0 0
0
0
-1
-2
-1
-2
mLmax 2, Lmax 2 L, (2L 1) 5
(2)总自旋角动量MS
MS
S ( S 1)
两电子体系S的可能取值
S s1 s2 , s1 s2 1,..., s1 s2
ms称为总自旋磁量子数
M Sz mS
mS ms i S, (S 1), ,(S 1), (S ) 共(2S 1)个 mS
光谱分析法.docx
第 2 章光谱分析法光谱分析法是以分子和原子的光谱学为基础建立起的分析方法。
光谱学是研究物质对电磁辐射的吸收或发射现象的科学。
光谱分析法是药物分析的重要方法，具有准确度高、精密度好、选择性好和分析快速的特点。
它包括分光光度法、荧光光度法、红外光谱法、核磁共振法、原子吸收法、质谱等。
光谱分析法在药物分析中的应用较多，发展迅速，受到了药物分析工作者的关注。
随着各种新的反应体系层出不穷，尤其是联用技术的发展，使得分析的范围更加广泛，分析样品逐渐从简单的药剂扩大到复杂的生物样品，为药物分析提供了更加广阔的发展空间。
2. 1基础知识2.1.1 光的本质光是一种电磁辐射或称电磁波，它具有波动性和粒子性( 或波粒二象性 ) 。
电磁波和物质间相互作用及能量转换关系可以用下式表示：E=hc/λ（ 2-1）式中， E 为电磁波能量 (焦耳，J)，h 为普朗克常数 (6．63× 10-36J·s)，c 为光速 (3× 1010c m／s)，λ为电磁波波长 (nm， 1cm＝ 107nm)，每厘米 (cm) 长度内所含波长的数目，即波长的倒数(1 ／λ)定义为波数 (σ)。
(2-1)式表明电磁波的波长与其能量呈反比。
人眼能产生颜色感觉的光区称为可见光区，其波长范围为 400 ～ 760 nm，它是由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七色按一定比例混合而成的白光。
由于受人的视觉分辨能力的限制，人们所看见的各种颜色，如黄色、红色等，实际上是可见光区中含一定波长范围的各种色光，即各种色光也是一种复合光。
各种有色光之间并无严格的界限，例如绿色与黄色之间有各种不同色调的黄绿色。
实验证明，七种颜色的光能混合为白光，两种特定的单色光按一定强度比例亦可混合成为白光，我们称这两种光互为补色。
各种光的互补如图 2 -1 所示。
图2 -1 中处于直线关系者互为补色。
如黄光与蓝光；绿光与紫光互为补色光。
图2-1各种光的互补2.1.2吸收和发射现象1.吸收现象当电磁辐射与物质作用时，将物质粒子 ( 原子、离子和分子 ) 吸收或发射光子的过程称为能级跃迁。
光谱分析法概论(共76张PPT)全
(2) 红外非活性振动：振动过程中分子偶极矩不发生变化。
（或说偶极矩变化为0），正负电荷重心重合 r = 0 因为µ= q·r = 0 ，Δµ= 0；红外线是个交替磁场，若
Δµ= 0，则不产生吸收。
(3) 仪器分辨率太弱。 (4) 峰太弱。
☆产生红外光谱两个必要条件：
苯环和发色团相连，使E2和B带均长移, ε大 E2，K 带合并，有的就称为K带
基本原理和基本概念
苯的乙醇溶液
基本原理和基本概念 (四)影响因素 溶剂效应 ① n→π* 极性 短移 π→π* 极性 长移 ②影响吸收强度
③影响精细结构：苯在乙醇中（极性） 精细结构消失
基本原理和基本概念
基本原理和基本概念
3080-3030 cm-1 re 平衡位置原子间距离 差频峰： ν1-ν2 亚甲基的伸缩振动形式示意图
即：不对称分子，Δµ大
质谱法
确定分子的原子组成、相对分子质量、分子
式和分子结构。经常与UV、IR及NMR等配合 运用。
光学分析仪器的基本组成
紫外光谱 Ultraviolet absorption spectra
3. n→π* :含有杂原子的不饱和基团，近紫外区， ε很小 例如：-C=O: ,-C≡N:
4. n→σ* :远紫外区，含有杂原子的饱和基团， 例如：-OH,-NH2,-X,-S
σ→σ*> n→σ*≥π→π*> n→π*
基本原理和基本概念
（二）紫外光谱中常用术语
生色团 — 结构中有π→π*或 n→π*的基团，
50 ~ 500 µm 远红外(far-infrared)
红外光区的划分与跃迁类型
注意波数和波长的换算关系
光谱综合解析题.doc-黄酮.doc-1
光谱综合解析题1．某化合物A ，分子式C 27H 30O 16；Mg-HCl 反应显红色，SrCl 2反应呈绿色沉淀，ZrOCl 2-柠檬酸反应呈黄色后消褪，Molish 反应具棕色环。
（15分）UV λmax nm ：MeOH 259，266sh ，299sh ，359NaOMe 272，327，410AlCl 3 275，303sh ，433AlCl 3/HCl 271，300，364sh ，402NaOAc 271，325，393NaOAc/H 3BO 3 262，298，3871H-NMR （DMSO-d 6）δ：7.52（1H, dd, J=2.0, 8.0Hz ）； 7.40（1H, d, J=2.0Hz ）；6.82（1H, d, J=8.0Hz ）； 6.64（1H, d, J=2.5Hz ）；6.24（1H, d, J=2.5Hz ）; 5.76（1H, d, J=7.0Hz ）；4.32（1H, d,J=2.3Hz ）； 3.0~4.0（10H, m ）；1.08（3H, d, J=6.5Hz ）。
化合物A 经酸水解，得到化合物B 、D-glc 和 L-rha 。
HMBC 谱显示，L-rha 端基质子与D-glc 的C 6相关。
化合物B 亦为淡黄色结晶，Mg-HCl 反应红色，SrCl 2反应呈绿色沉淀，ZrOCl 2—柠檬酸反应呈黄色且不消褪；Molish 反应阴性。
请综合解析以上条件和数据，并推断出化合物A 的可能结构式。
（1）化学反应中，Mg-HCl 反应显红色、Molish 反应具棕色环显示化合物A 为一黄酮苷类化合物。
SrCl 2反应呈绿色沉淀说明具邻位酚羟基；ZrOCl 2-柠檬酸反应呈黄色后消褪，说明有游离5-OH 、无游离3-OH 。
分子式显示该黄酮苷中含有2个单糖，结合酸水解结果，可知为1分子葡萄糖和1分子鼠李糖。
（2）UV 解析：MeOH 谱：带Ⅰ359nm 证实为黄酮苷类；加诊断试剂谱中，NaOMe 谱：带Ⅰ红移51nm ，示有4′-OH ；327峰旁证7-OH 游离。
综合波谱解析法(课堂PPT)
12.07.2020
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核磁共振氢谱在综合光谱解析中的作用
核磁共振氢谱(1H—NMR) 在综合光谱解析中主 要提供化合物中下列三方面的结构信息。
⒈质子的类型：说明化合物具有哪些种类的含氢 官能团。
⒉氢分布：说明各种类型氢的数目。
⒊核间关系:氢核间的偶合关系与氢核所处的化学 环境。核间关系可提供化合物的二级结构信息，如连
峰，只有季碳信号消失。
以取代偏共振去偶谱中同一朝向的多重谱线。
12.07.2020
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DEPT谱图A、B、C谱：
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DEPT谱图R、Q及P谱：
还可以通过A、B及C谱的加减处理，而 得DEPT的R、Q及P谱，分别只呈现CH3、 CH2及CH的信号，而且都呈现向上的单 一谱线。
12.07.2020
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二、综合光谱解析的顺序与重点
7．核磁共振碳谱的解析重点 ①查看全去偶碳谱(COM谱)上的谱线数与分子
式中所含碳数是否相同？
数目相同:说明每个碳的化学环境都不相同， 分子无对称性。
数目不相同(少):说明有碳的化学环境相同, 分子有对称性
②由偏共振谱(OFR)，确定与碳偶合的氢数。 ③由各碳的化学位移，确定碳的归属。
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三、综合光谱解析示例
前面已分别介绍了综合解析的大致顺 序与重点
在下面列出的13个未知化合物中，提 供了它们的UV、MS、IR、1HNMR 和13CNMR谱图或部分谱图。
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(二)波谱解析综合示例
练习1：某化合物A的分子式为C9H10O， 请解析各谱图并推测分子结构。
含氢的官能
氢谱不足
团
综合光谱解析
2013-7-28
综合波谱解析法
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二、综合光谱解析的顺序与重点
1．了解样品 来源： 天然品、合成品、三废样品等、 物理化学性质与物品理化学参数： 物态、熔点、沸点、旋光性、折射率、 溶解度、极性、灰分等，
可提供未知物的范围，为光谱解析提供线索。一 般样品的纯度需大于98％，此时测得的光谱，才 可与标准光谱对比。
2013-7-28
综合波谱解析法
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红外光谱解析应遵循的原则
―先否定、后肯定；解析一组相关峰” 因为某吸收峰不存在，而否定某官能团不存在， 比有某吸收峰，肯定某官能团的存在，确凿有 力。因此，应先否定，后肯定，以防误认。由 “一组相关峰”确定一个官能团的存在是又一 重要原则，不但可防止孤立解析，而且能将未 知物的红外吸收光谱上的吸收峰按相关关系分 组，便于解析。一般解析数组相关峰，即可完 成解析任务。
201395综合波谱解析法11核磁共振氢谱在综合光谱解析中的作用201395综合波谱解析法12核磁共振碳谱在综合光谱解析中的作用201395综合波谱解析法13核磁共振碳谱在综合光谱解析中的作用201395综合波谱解析法14碳谱与氢谱之间关系互相补充氢谱不足不能测定不含氢的官能团碳谱补充对于含碳较多的有机物烷氢的化学环境类似而无法区别201395综合波谱解析法15碳谱与氢谱可互相补充碳谱不足氢谱峰面积的积分高度与氢数成比例com谱的峰高常不与碳数成比例氢谱补充201395综合波谱解析法16碳谱与氢谱可互相补充201395综合波谱解析法17四大光谱综合波谱解析?一般情况由ir1hnmr及ms三种光谱提供的数据即可确定未知物的化学结构
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二、综合光谱解析的顺序与重点
7．核磁共振碳谱的解析重点 ①查看全去偶碳谱(COM谱)上的谱线数与分子式中 所含碳数是否相同？ 数目相同:说明每个碳的化学环境都不相同，分 子无对称性。 数目不相同(少):说明有碳的化学环境相同,分子 有对称性 ②由偏共振谱(OFR)，确定与碳偶合的氢数。 ③由各碳的化学位移，确定碳的归属。
紫外光谱详解..共66页文档
谢谢！
紫外光谱详解..
36、“不可能”这个字(法语是一个字 )，只 在愚人 的字典 中找得 到。--拿 破仑。 37、不要生气要争气，不要看破要突 破，不 要嫉妒 要欣赏 ，不要 托延要 积极， 不要心 动要行 动。 38、勤奋，机会，乐观是成功的三要 素。(注 意：传 统观念 认为勤 奋和机 会是成 功的要 素，但 是经过 统计学 和成功 人士的 分析得 出，乐 观是成 功的第 三要素 。
39、没有不老的誓言，没有不变的承 诺，踏 上旅途 ，义无 反顾。 40、对时间的价值没有没有深切认识 的人， 决不会 坚韧勤 勉。
Байду номын сангаас
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿