波谱分析学习心得

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波谱分析学习心得

篇一：波谱分析知识全书总结

波谱分析(spectraanalysis)

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（ultravioletspectra,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=3.0x1010cm/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

2、分子的能量组成（能级图）

e分子=e平＋e转＋e振＋e电子

能量大小：e转不同能级跃迁对应的电磁波区域

紫外光谱

远紫外（4～200nm）：又叫真空紫外区

近紫外（200～400nm）：又叫石英紫外区，最为常用。

电子跃迁类型的影响

ζ→ζ*跃迁：150nm左右，真空紫外区

n→ζ*跃迁：一般小于200nm弱吸收，ε约100

π→π*跃迁：160～180nm（孤立双键），>200nm(共轭

双键）强吸收，ε约104

n→π*跃迁：200～400nm弱吸收，ε约100

2.3.表示方法和常用术语

发色团：

广义上讲，是分子中能吸收紫外光或可见光的结构系统。

狭义上讲，凡具有π电子的基团。

如：c=c,c=o,苯环等芳香族化合物。

助色团：

基团本身不能吸收大于200nm的紫外光，但它与一定的发色团相连时，则可使发色

团所产生的吸收峰向长波方向移动，同时吸收强度也增加，这些基团称助色团，即有助于光

波的吸收。

常见的助色团有-oh,-oR,-nhR,-sh,-cl,-br,-I等。

红移：由于取代作用或溶剂效应导致紫外吸收峰向长波方向移动的现象。

蓝移：紫外吸收峰向短波方向移动。

增色作用：使紫外吸收强度增加的作用。

减色作用：使紫外吸收强度降低的作用。

2.6吸收强度的主要影响因素

1、跃迁几率

2、靶面积

2.7测定用溶剂的选择

原则：

1、紫外透明，无吸收

2、溶解度好

3、不与样品发生化学反应

第三节推测化合物λmax的经验规则

一．非共轭有机化合物的紫外吸收（了解）

二、共轭有机化合物的紫外吸收

(一)共轭烯烃的λmax的计算方法

1、共轭二烯，三烯及四烯λmax的计算

（woodward-Fieser经验规则，）

1，增加一个共轭双键（增加共轭度）

2，环外双键（固定构象，增加共轭几率）

3，取代基

烷基和环残基（ζ-π超共轭）

o、n、x、s（p-π共轭）

(1)环外双键：双键在环外，且其中一个c构成环的一员

(2)环残基：与双烯c相连的饱和环骨架的一部分。

注意事项：

交叉共轭体系，只能选一个较长的共轭体系

芳香系统也不适用，另有规则。

只适用于小于或等于四个双键的化合物。

共轭体系中的所有取代基及所有的环外双键均应考虑在内。

2．共轭多烯λmax计算（Fieser-Kuhn公式）

λmax=114+5m+n(48－1.7n)－16.5Rendo－10Rexo

εmax=1.74×104n

其中，m―烷基数

n―总共轭双键数

Rendo―具有环内双键的环数

Rexo―具有环外双键的环数

第四节紫外光谱在有机化合物结构研究中的应用

1、确定未知化合物是否含有与某一已知化合物相同的共轭体系（确定样品是否为已知化

合物）

有标准品时：若两个化合物相同，其紫外光谱应完全相同。但要注意，紫外光谱相同，结

构不一定相同。

无标准品时：查找有关光谱文献进行对照，注意所使用的溶剂与文献一致。

2、确定未知结构中的共轭结构单元

（1）将λmax的计算值与实测值比较

（2）与同类型的已知化合物uV光谱比较

许多类型的化合物，如黄酮类、蒽醌类和香豆素类等，其基本骨架是一致的，其结构与紫

外光谱特征之间的规律已比较清楚。同种类型的化合物在紫外光谱上既有共性（骨架），又

有个性（取代）。

这种方法在鉴定化合物结构中经常用到。

3、确定构型、构象