有机分子结构波谱解析朱
有机化合物波谱解析
仪器分析：测定复杂结构的化合物 样品用量少
• 四谱同时用或联用技术 • 四谱比较： • 灵敏度：MS＞UV＞IR＞1HNMR＞13CNMR
MS: 微克级
UV: ppb级
IR：毫克级（可微克级，FTIR）
1HNMR：0.5mg ｝可回收
13CNMR： 0.5mg
四谱的信息量比较：
1HNMR及13CNMR
loge2
max1
max2
/nm
不论纵坐标选用什么单位，同一化合物的最大吸收对应 的波长(λmax)不变。
四、朗伯－比耳定律（Lambert—Beer定律）
样品的吸光度A与浓度之间的关系为：
A= lc=lgI0/I=lgT-1 式中T—透射率(或透射比)；
I0——入射光强度， I——透过光强度； c——被测液浓度， l——被测液厚度，亦称样品槽厚度。 ——吸光系数 ε——摩尔吸光系数(L／mol·cm) E1%1cm ——百分吸光系数，亦称比吸光系数
液浓度为1g/100ml(1%)，液层厚度为1cm时，溶液的吸光 度。
3.两种表示方法的换算关系
设吸光物质的摩尔质量为M g/mol ，则
1mol/L＝M g/1000ml＝M/10·1g/100ml
∴ ε＝M/10·E1%1cm
通过紫外光谱测定获得吸收度或透光率，使用 Beer-Lambert定律便可计算ε值。
有机化合物波谱解析
• 概论
色谱分析：GC，HPLC，TLC 与裂解---色谱成分分析
波谱分析：UV，IR，NMR，MS（有机）----结构分析
• 色谱分析:具有高效分离能力可以把复杂有机混合物分离 成单一的纯组分
• 波谱分析：纯样品进行结构分析，特点是：微量化、测 量快、结果准确、重复性好。除MS之外，可回收样品
有机化合物波谱解析第五版课后答案
有机化合物波谱解析第五版课后答案示例文章篇一：《有机化合物波谱解析（第五版）课后答案》一、第一章：紫外光谱1. 课后习题1答案- 题目：简述紫外光谱产生的原理。
- 答案：紫外光谱产生是基于分子吸收紫外光后，发生价电子跃迁。
有机化合物中的电子有σ电子、π电子和n电子等。
当分子吸收一定能量的紫外光时，这些电子会从低能级跃迁到高能级。
就好比是一群小鸟原本在低枝上栖息（低能级状态），当有一股特殊的力量（紫外光能量）到来时，它们飞到了更高的树枝上（高能级状态）。
这种电子跃迁伴随着能量的吸收，而吸收的能量与波长有关，从而在紫外光谱上产生吸收峰。
2. 课后习题2答案- 题目：某化合物在200 - 400nm范围内没有吸收峰，试推测该化合物的结构类型。
- 答案：如果一个化合物在200 - 400nm范围内没有吸收峰，很可能是饱和烃类化合物。
因为饱和烃类只有σ键，其电子跃迁所需能量较高，吸收波长不在这个范围。
这就像一个非常稳定的堡垒（饱和烃结构），不容易被这种能量的“攻击”（紫外光能量）所撼动，所以不会在这个波长范围内显示吸收峰。
二、第二章：红外光谱1. 课后习题1答案- 题目：简述红外光谱中官能团区和指纹区的划分及意义。
- 答案：在红外光谱中，4000 - 1300cm - 1为官能团区，1300 - 600cm - 1为指纹区。
官能团区就像是一个人的面部特征，它可以比较明确地反映出分子中存在的官能团类型。
例如，羰基（C = O）在1700cm - 1左右有特征吸收峰，就像看到高挺的鼻梁就知道是某种面部特征一样。
而指纹区则如同人的指纹，每个化合物都有独特的指纹区光谱，它对于鉴定化合物的具体结构非常有用。
即使两个化合物有相同的官能团，但是指纹区的差异可以区分它们，就像两个人可能有相似的面部特征，但指纹绝对不同。
2. 课后习题2答案- 题目：某化合物的红外光谱在1740cm - 1处有强吸收峰，试推测可能存在的官能团。
有机化合物波谱解析第三章 核磁共振(NMR)
• 目的要求 • 1. 掌握核的能级跃迁与电子屏蔽效应的关系以及
影响化学位移的主要因素，能根据化学位移值初步 推断氢或碳核的类型 • 2. 掌握磁不等同的氢或碳核、1H-NMR谱裂分情况、 偶合常数
• 3. 掌握低级偶合中相邻基团的结构特征，并能初 步识别高级偶合系统
• 4. 掌握常见13C-NMR谱的类型及其特征 • 5. 熟悉发生核磁共振的必要条件及其用于有机化
合物结构测定的基本原理
• 6. 了解脉冲傅立叶变换核磁共振测定方法的原理 • 7. 了解1H-NMR及13C-NMR的测定条件以及简化图谱
的方法，并能综合应用图谱提供的各种信息初步判 断化合物的正确结构
主要内容
• 1. 核磁共振原理 • 2. 核磁共振仪器 • 3. 氢核磁共振（1H-NMR） • 碳核磁共振（13C-NMR） •
然而，要给出尖锐的NMR峰，以提高分 辨率，需要驰豫时间长，互相矛盾，最佳 半衰期范围在0.1-1秒，相应的谱线宽度为 1cps。
4）核的进动与核的共振
质子在外加磁场作用下，产生怎样的动力方式呢？ E=μHB0
ΔE0
E=-μHB0 HB00 陀螺在与重力作用方向吸偏差时，就产生摇头动力， 称为进动。核磁矩在静磁场环境中围绕B0以ω角频 率进动，称之为拉摩尔（Larmor）进动.
• BN = B0 - ·B0
• BN = B0·(1 - ) • 氢核外围电子云密度的大小，与其相邻
原子或原子团的亲电能力有关，与化学 键 子 高 ·B的 云 场0亦类密；小C型度H；有大3-共关，O，振。·氢吸B如0核收大CH外出，3-围现共Si电振在，子吸低氢云收场核密出。外度现围小在电，
B0
二、产生核磁共振的必要条件
有机波谱解析-第一章 绪论
Ω =4r-s
式中：r为稠环芳烃的环数；s为共用边数目。
有机波谱分析
第五节 波谱实验样品的准备
1.样品量 紫外:Mr×10-6—Mr×10-5;红外:1-5mg;核磁 共振:2-5mg;质谱:10-2。 2.样品纯度 色谱-质谱、X-射线粉末可以是混合物；其 它大多数要求是纯净物。 准备足够的量；足够的纯度；制样处理。
有机波谱分析
教材：
《波谱分析教程》，邓芹英、刘岚等，科学出版社
参考书目：
《有机仪器分析》，陈贻文、李庆宏等，湖南大学出版社 《有机化合物的光谱鉴定》，唐恢同，北京大学出版社 《有机波谱分析》，孟令芝，何永炳，武汉大学出版社 《有机波谱分析》，陈洁，宋启泽，北京理工大学出版社 等等
有机波谱分析
与化学分析方法相比，现代仪器分析法具有较 多优点：省时、省力、省钱、快速、准确，试剂耗 量是微克级的，甚至更少。它不仅可以研究分子的 结构，而且还能探索到分子间各种集聚态的结构构 型和构象的状况，对人类所面临的生命科学、材料 科学的发展，是极其重要的。
紫 外 光 谱 UV 吸收光谱 红 外 光 谱 IR 核磁共振谱 常用的波谱法 NMR
有机波谱析
（2）20世纪中期以后，以仪器（光谱）为主，化学分析为 辅分析阶段 首先，紫外可见光谱仪和红外光谱仪进入实验室
N H3CO H O C O
N H H H H H H3COOC H H3CO
OCH3 OCH3
H3CO
利血平 Reserpine
1952年，离析提纯 Nears通过紫外光谱解析， 确定主要结构； 1956年，Woodward等全合成；
有机波谱分析
有机波谱解析
雷 萌
有机波谱分析
主要内容 第一章 绪论 第二章 紫外光谱 第三章 红外光谱 第四章 核磁共振谱 第五章 质谱 第六章 综合图谱解析
有机化合物波谱解析三 裂解机理2018(1)
C
C2H5 (2)
.OH +
m/z 相对丰度
(1) C4H9 C C2H5 115 15％ +OH
(2) C4H9 C CH3 101 + OH
35％
(3) H3C C C2H5 73 + OH
100％
4－辛酮
43 29
57 71
58
85
86 100
128(M )
20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 m/z
m/z
CH2 +
OH
+
3.1%
31
.CH2
NH2
.+
CH2 CH2 OH NH2
.CH2
+ OH
CH2
NH
+
57% 30
但是如果取代烷基增多可增强正电荷的稳定性，会有改变，如：
CH3
.+
H3C C
CH2
OH NH2
.CH2
+
CH3 C CH3
CH2 NH
+
NH2 + OH
m/z
59
30
强
弱
（ⅱ） 含不饱和杂原子（Y）化合物的-断裂反应
+
腈
H2C C NH 41
硝基化合 物
+O
.
H2C N
61
OH
②含杂原子化合物的氢重排
含卤素、氧、硫的化合物失去HX、H2O及乙烯，通过 四、五、六元环过渡态来实现氢重排。
卤代物
H3C CH CH2
H B+r.
C2H5
有机化学 12 第七章 波谱分析 (三) 核磁共振
H 实 = H 0 H 0σ = H 0 (1 σ )
在真实分子中,发生核磁共振的条件是:
ν RF
γ = H 0 (1 σ ) 2π
这里σ是屏蔽常数. 不同化学环境的质子,因其周围电子云密度不同,裸 露程度不同,其σ值也不同,从而发生核磁共振的H0 不 同.这就是化学位移的来源. 所以,化学位移也可定义为由于屏蔽程度不同 由于屏蔽程度不同而引起 由于屏蔽程度不同 的NMR吸收峰位置的变化.
OCH3
的NMR?
与氧原子相 连的甲基氢
δ3.9(单峰 单峰) 单峰 -OCH3 δ6.7~7.3 苯环氢
苯氢
所以,该图是2,3,4-三氯苯甲醚的NMR.
例3:下图与A,B,C哪个化合物的结构符合?
ClCH2C(OCH2CH3)2 Cl A Cl2CHCH(OCH2CH3)2 B CH3CH2OCH-CHOCH2CH3 Cl Cl C
例1:CH3CH2CH2NO2的NMR谱.
例2:CH3CH2OH的NMR谱.
通常,只有相邻碳 1H才相互偶合. 相邻碳上 相邻碳
1,1,2-三溴乙烷
(4) 积分曲线与质子的数目
积分曲线的高度与其相对应的一组吸收峰的峰面积成正 比,而峰面积与一组磁等价质子的数目成正比. 以乙醇 乙醇的NMR为例. 乙醇
(三) 核磁共振
(1) 1H-NMR的基本原理 (2) 1H-NMR的化学位移 (3) 1H-NMR的自旋偶合与自旋裂分 (4) 积分曲线与质子的数目 (5) 1H-NMR的谱图解析 (6) 13C-NMR谱简介(自学)
(三) 核磁共振
(Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy)
C Ha C Hb Ha C C Ha Hb C C Hb
有机波谱解析技巧
有机波谱解析技巧在化学领域中，有机波谱解析是一项至关重要的技能。
它能够帮助我们确定有机化合物的结构，从而深入理解其性质和反应。
对于化学专业的学生、科研工作者以及相关行业的从业者来说，掌握有机波谱解析技巧是必不可少的。
接下来，让我们一起深入探讨一下有机波谱解析的各种技巧。
首先，我们来了解一下有机波谱的主要类型，包括红外光谱（IR）、核磁共振谱（NMR）、质谱（MS）和紫外可见光谱（UVVis）。
每种波谱都提供了关于有机化合物的独特信息。
红外光谱主要用于检测有机化合物中的官能团。
不同的官能团会在特定的波数范围内产生吸收峰。
比如，羰基（C=O）通常在 1700 1750 cm⁻¹有强吸收峰，羟基（OH）在 3200 3600 cm⁻¹有宽吸收峰。
在解析红外光谱时，我们要注意峰的位置、强度和形状。
峰的位置能直接反映官能团的种类，强度则与官能团的含量有关，而形状可能暗示官能团所处的化学环境。
核磁共振谱是有机波谱解析中最为强大的工具之一。
其中，氢核磁共振谱（¹H NMR）和碳核磁共振谱（¹³C NMR）应用广泛。
在 ¹HNMR 中，化学位移反映了氢原子所处的化学环境。
例如，与电负性较强的原子相连的氢，其化学位移会向低场移动。
通过观察峰的分裂情况，我们可以判断相邻氢原子的个数和耦合常数，进而推断出分子的结构。
而 ¹³C NMR 能提供碳原子的信息，其化学位移范围较宽，更有助于区分不同类型的碳原子。
质谱则通过测量有机分子的质荷比来确定分子量和分子结构。
分子离子峰通常反映了化合物的分子量。
碎片离子峰则可以帮助我们推断分子中的化学键断裂方式，从而了解分子的结构特征。
紫外可见光谱主要用于研究具有共轭体系的有机化合物。
吸收峰的位置和强度与共轭程度、取代基的性质等密切相关。
在实际的波谱解析过程中，我们不能仅仅依赖单一的波谱技术，而需要综合运用多种波谱手段。
有机化合物波谱解析教案
有机化合物波谱解析教案一、教学目标1. 让学生了解有机化合物波谱解析的基本概念和原理。
2. 使学生掌握红外光谱、核磁共振氢谱、质谱等常见波谱的分析方法和技巧。
3. 培养学生运用波谱解析技术解决实际问题的能力。
二、教学内容1. 有机化合物波谱解析概述1.1 波谱解析的概念1.2 波谱解析的方法和分类2. 红外光谱分析2.1 红外光谱的基本原理2.2 红外光谱图的解读2.3 红外光谱的应用实例3. 核磁共振氢谱分析3.1 核磁共振氢谱的基本原理3.2 核磁共振氢谱图的解读3.3 核磁共振氢谱的应用实例4. 质谱分析4.1 质谱的基本原理4.2 质谱图的解读4.3 质谱的应用实例5. 波谱解析的综合应用5.1 波谱解析在有机合成中的应用5.2 波谱解析在有机结构鉴定中的应用5.3 波谱解析在其他领域的应用三、教学方法1. 讲授法：讲解基本概念、原理和分析方法。
2. 案例分析法：分析具体实例，让学生学会运用波谱解析技术解决问题。
3. 互动讨论法：引导学生提问、思考和探讨，提高学生的学习兴趣和积极性。
四、教学准备1. 教材或教学资源：《有机化合物波谱解析》相关教材或教学课件。
2. 实验设备：红外光谱仪、核磁共振仪、质谱仪等。
3. 计算机和投影仪：用于展示波谱图和教学课件。
五、教学评价1. 课堂参与度：观察学生在课堂上的提问、思考和讨论情况，评价学生的学习积极性。
2. 课后作业：布置相关练习题，评价学生对知识点的掌握程度。
3. 实验报告：评价学生在实验中的操作技能和分析能力。
4. 期末考试：设置有关波谱解析的题目，全面评价学生的学习效果。
六、教学活动安排1. 第一课时：有机化合物波谱解析概述1.1 波谱解析的概念1.2 波谱解析的方法和分类2. 第二课时：红外光谱分析2.1 红外光谱的基本原理2.2 红外光谱图的解读2.3 红外光谱的应用实例3. 第三课时：核磁共振氢谱分析3.1 核磁共振氢谱的基本原理3.2 核磁共振氢谱图的解读3.3 核磁共振氢谱的应用实例4. 第四课时：质谱分析4.1 质谱的基本原理4.2 质谱图的解读4.3 质谱的应用实例5. 第五课时：波谱解析的综合应用5.1 波谱解析在有机合成中的应用5.2 波谱解析在有机结构鉴定中的应用5.3 波谱解析在其他领域的应用七、教学反思在教学过程中，教师应不断反思自己的教学方法和解题策略，针对学生的反馈情况进行调整，以确保教学效果的最大化。
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有机分子结构波谱解析术
摘要
有机分子结构波谱解析术是化学领域中一项重要的技术，通过对分子
的波谱进行分析，可以确定分子的化学结构和功能。
本文将介绍有机分子
结构波谱解析的基本原理和常用的波谱技术，如红外光谱、质谱、核磁共
振等。
同时，我们还将探讨如何通过波谱解析来确定有机分子的结构，并
举例说明其在化学研究和工业应用中的重要性。
1.引言
有机分子是由碳元素构成的化合物，其特点是多样性和复杂性。
了解
有机分子的结构对于理解其性质和功能至关重要。
有机分子结构波谱解析
是一种通过测量分子在某种波谱下的吸收、发射或散射等特性来确定其结
构和组成的方法。
波谱解析技术在药物研发、材料科学等领域有广泛应用。
2.红外光谱
红外光谱是一种常用的有机分子结构波谱分析技术。
它通过测量有机
分子在红外光波段的吸收谱来确定分子内原子间的化学键情况。
红外光谱
可以提供关于分子的官能团以及结构特征的信息。
例如，羰基、羟基、胺
基等官能团在红外光谱中具有明显的吸收峰，可以帮助确定有机分子的结构。
3.质谱
质谱是一种通过测量分子在质谱仪中的质荷比来确定分子组成和结构
的方法。
它通常包括电离、加速、分离和检测四个步骤。
质谱可以提供分
子的分子离子峰、碎片峰等信息，通过分析这些信息可以确定有机分子的
结构。
质谱在化学合成、环境分析等领域有广泛应用。
4.核磁共振
核磁共振是一种常用的有机分子结构波谱分析技术。
它通过测量有机
分子中核自旋的共振信号来确定分子的结构和组成。
核磁共振可以提供关
于分子中各个原子的化学位移、耦合常数等信息，通过分析这些信息可以
确定有机分子的结构。
核磁共振在有机合成、药物研发等领域有重要应用。
5.波谱解析在化学研究和工业应用中的重要性
波谱解析在化学研究和工业应用中具有重要的地位。
通过波谱解析，我们可以确定有机分子的结构和组成，进而理解其性质和功能。
例如，在有机合成中，波谱解析可以用于验证化合物的合成过程和纯度，帮助研究人员确定反应机理和优化反应条件。
在药物研发中，波谱解析可以帮助确定药物的结构和活性，指导合成工艺的改进和药物配方的优化。
在材料科学中，波谱解析可以帮助研究人员了解材料的结构和性能，指导材料的设计和制备。
结论
有机分子结构波谱解析术是一项重要的技术，通过对有机分子的波谱进行解析，我们可以确定分子的结构和功能，进而理解其性质和应用。
红外光谱、质谱、核磁共振等是常用的波谱解析技术，在化学研究和工业应用中具有广泛的应用前景。
波谱解析的发展将为有机化学和相关领域的研究和应用提供更加可靠和精确的手段。