核磁波谱分析

基本概念

1.分子不饱和度：不饱和度又称缺氢指数,(英文名称:Degree of unsaturation)是有机物分子不饱和程度的量化标志,用希腊字母Ω表示.规定烷烃的不饱和度是0（所有的原子均已饱和）.

2.摩尔吸光系数：物质对某波长的光的吸收能力的量度。指一定波长时，溶液的浓度为1 mol/L，光程为 1cm时的吸光度值，用ε或EM表示。ε越大，表明该溶液吸收光的能力越强，相应的分光度法测定的灵敏度就越高。以一定波长的光通过时，所引起的吸光度值A。

3.化学位移：用核磁共振仪可以记录到有关信号，处在不同化学环境中的氢原子因产生共振时吸收电磁波的频率不同，在谱图上出现的位置也不同，各类氢原子的这种差异被称为化学位移。

4.弛豫：在外加射频脉冲RF(B1)的作用下，原子核发生磁共振达到稳定的高能态后，从外加的B1消失开始，到恢复至发生磁共振前的磁矩状态为止，整个过程叫弛豫过程（Relaxation），也就是恢复的过程。它所需的时间叫弛豫时间。弛豫时间有两种即t1和t2，t1为自旋一点阵或纵向驰豫时间，t2为自旋一自旋或横向弛豫时间。表面区的质子间的距离偏离体内的晶格数，而晶胞的结构基本不变。 5.耦合：耦合是指两个或两个以上的电路元件或电网

基本概念

1.分子不饱和度：不饱和度又称缺氢指数,(英文名称:Degree of unsaturation)是有机物分子不饱和程度的量化标志,用希腊字母Ω表示.规定烷烃的不饱和度是0（所有的原子均已饱和）.

2.摩尔吸光系数：物质对某波长的光的吸收能力的量度。指一定波长时，溶液的浓度为1 mol/L，光程为 1cm时的吸光度值，用ε或EM表示。ε越大，表明该溶液吸收光的能力越强，相应的分光度法测定的灵敏度就越高。以一定波长的光通过时，所引起的吸光度值A。

3.化学位移：用核磁共振仪可以记录到有关信号，处在不同化学环境中的氢原子因产生共振时吸收电磁波的频率不同，在谱图上出现的位置也不同，各类氢原子的这种差异被称为化学位移。

4.弛豫：在外加射频脉冲RF(B1)的作用下，原子核发生磁共振达到稳定的高能态后，从外加的B1消失开始，到恢复至发生磁共振前的磁矩状态为止，整个过程叫弛豫过程（Relaxation），也就是恢复的过程。它所需的时间叫弛豫时间。弛豫时间有两种即t1和t2，t1为自旋一点阵或纵向驰豫时间，t2为自旋一自旋或横向弛豫时间。表面区的质子间的距离偏离体内的晶格数，而晶胞的结构基本不变。 5.耦合：耦合是指两个或两个以上的电路元件或电网

一、判断题

1. 质谱图中质荷比最大的峰不一定是分子离子峰，但分子离子峰一定是质谱图中质荷比最大的峰。（√）

2. 分子离子峰的强度与化合物的类型有关，一般含有芳环的化合物分子离子峰的强度较大。（√）

3. 分子离子可以是奇电子离子也可以是偶电子离子。（×）

4.当分子离子峰的稳定性较低时，可以通过增加轰击电压，使分离离子峰的强度增强。（×） 5. 双聚焦质谱仪实现了能量和方向的双聚焦，所以分辨率较高。（√）

6. 在目前的各种分析器中，傅立叶变换离子回旋共振质量分析器具有最高的分辨率。（√） 7. 由于产生了多电荷离子，使质荷比下降，所以可以用常规的质谱检测器来分析大分子质量的化合物。（√） 8. 根据“氮律”，由C、H、O、N组成的化合物，N为奇数，分子离子峰为奇数，N为偶数，分子离子峰也为偶数。（√）

9. 当化合物分子中含有C=O基团，而且与这个基团相连的键上有γ-氢原子，该化合物的质谱出现麦氏重排离子峰。（√）

10. 化学电离源属于软电离技术，因此在CI-MS中最强峰通常是准分子离子峰。（√） 11. 由于不能生成带正电荷的卤素离子，所以在质谱仪分析中是无法确定分子结构中是否有卤素元素存在的。（×）

12. 在标准质谱图中，醇类化

一、判断题

1. 质谱图中质荷比最大的峰不一定是分子离子峰，但分子离子峰一定是质谱图中质荷比最大的峰。（√）

2. 分子离子峰的强度与化合物的类型有关，一般含有芳环的化合物分子离子峰的强度较大。（√）

3. 分子离子可以是奇电子离子也可以是偶电子离子。（×）

4.当分子离子峰的稳定性较低时，可以通过增加轰击电压，使分离离子峰的强度增强。（×） 5. 双聚焦质谱仪实现了能量和方向的双聚焦，所以分辨率较高。（√）

6. 在目前的各种分析器中，傅立叶变换离子回旋共振质量分析器具有最高的分辨率。（√） 7. 由于产生了多电荷离子，使质荷比下降，所以可以用常规的质谱检测器来分析大分子质量的化合物。（√） 8. 根据“氮律”，由C、H、O、N组成的化合物，N为奇数，分子离子峰为奇数，N为偶数，分子离子峰也为偶数。（√）

9. 当化合物分子中含有C=O基团，而且与这个基团相连的键上有γ-氢原子，该化合物的质谱出现麦氏重排离子峰。（√）

10. 化学电离源属于软电离技术，因此在CI-MS中最强峰通常是准分子离子峰。（√） 11. 由于不能生成带正电荷的卤素离子，所以在质谱仪分析中是无法确定分子结构中是否有卤素元素存在的。（×）

12. 在标准质谱图中，醇类化

《波谱分析》教案

一、前言

《波谱分析》是应用四种谱学方法（紫外光谱、红外光谱、核磁共振波谱和质谱）研究和鉴定有机化合物结构相关知识的一门课程。

本课程要求学生掌握四种谱学的基本操作技能，应用提供的信息与化合物结构的对应关系进行相应的结构解析和信号归属。熟悉化合物结构解析的一般方法和程序。了解光谱学发展的最新动态和技术。

理论课授课32学时。

二、教学目的

1.掌握四种谱学的基本操作技能，应用提供的信息与化合物结构的对应关系进行相应的结构解析和信号归属。

2.熟悉化合物结构解析的一般方法和程序。 3.了解光谱学发展的最新动态和技术。

三、教学重点和难点

1. 教学重点

(1).红外、紫外光谱的解析方法。 (2).质谱的解析方法。

(3).1H-NMR、13C-NMR的解析方法。 2. 教学难点

(1).四种谱学的原理和规律。 (2).四种光谱学的综合解析。

四、教学方法与手段

1.教学方法

能采用启发式，谈话式、讨论式等一些先进教学方法。并能采取灵活多样的方式教学，注重创新能力培养。全部课程实现了多媒体教学。 2.教学手段

采用多媒体、板书等辅助教学手段。

第一章 绪论( 2学时)

四大谱在有机化学发展中的作用及其发展的新

波谱分析试题（C）

题号 得分 一 二 三 四

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、670.7? 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、ζ→ζ

﹡

﹡

六 七 八 九

浙江大学远程教育学院 《波谱分析概论》课程作业

姓名： 年级：

曹峰 2013春

学 号： 学习中心：

713008228006 杭州学习中心（萧山）

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第一章 紫外光谱

一、简答

1．丙酮的羰基有几种类型的价电子。试绘出其能级图，并说明能产生何种电子跃迁？各种跃迁可在何区域波长处产生吸收？

有n电子和π电子。能够发生n→π*跃迁。从n轨道向π反键轨道跃迁。能产生R带。跃迁波长在250—500nm之内。

2．指出下述各对化合物中，哪一个化合物能吸收波长较长的光线（只考虑π→π*跃迁）。

(1)

CH3

CH

CH2及CHNHR

(2)

及

CH

CH

OCH3

（1）的后者能发生n→π*跃迁，吸收较长。（2）后者的氮原子能与苯环发生P→π

共轭，所以或者吸收较长。

3．与化合物（A）的电子光谱相比，解释化合物（B）与（C）的电子光谱发生变化的原因（在乙醇中）。

(A)

(CH )32N

NN

NO2

入max＝475　εmax＝32000入max＝438　εmax＝22000

(B)

(CH )32N

3

NN

NO2

(C)(CH )32N

(CH )32HC

NN

NO2

入max＝420　εmax＝18600

BC发生了明显蓝移，主要原因是

有机化合物的波谱分析习题

1 基本概念与名词解释

生色团与助色团 红移效应与蓝移效应 ?-?跃迁 ?-?跃迁 n-?跃迁

增色效应与减色效应 等色点 Woodward规则 最大吸收波长?max 伸缩振动与弯曲振动 力常数 波数 特征吸收频率 倍频 组合频 Fermi共振 官能团区和指纹区 原子核的旋磁比 自旋偶合与自旋裂分 化学位移 偶合常数 (n+1)规律 高场和低场 等性质子 各向异性效应 屏蔽与去屏蔽效应 环电流效应 质荷比 氮素规则 分子离子 重排离子 碎片离子 亚稳离子 软电离与硬电离 准分子离子 2 简答题

2.1什么是溶剂效应？请简要说明溶剂效应对UV, IR及NMR谱可能产生的影响。

2.2什么是互变异构现象？请简要说明互变异构现象对UV, IR及NMR谱可能产

波谱解析法期末综合试卷

班级： 姓名： 学号： 得分：

一、判断题（1*10=10分）

1、 分子离子可以是奇电子离子，也可以是偶电子离子。 ……………………… （ ） 2、 在紫外光谱分析谱图中,溶剂效应会影响谱带位置,增加溶剂极性将导致K带紫移,R

带红移。... ……. …………………………………………………………….............（ ） 3、 苯环中有三个吸收带，都是由σ→σ*跃迁引起的。 ……… …………….......…（ ） 4、 指纹区吸收峰多而复杂,没有强的特征峰,分子结构的微小变化不会引起这一区域吸

收峰的变化。..........................................................................................................….. （ ） 5、 离子带有的正电荷或不成对电子是它发生碎裂的原因和动力之一。..................（ ） 6、 在紫外光谱中，π→π*跃迁是四种

波谱分析(spectra analysis)

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（ultraviolet spectra,UV)

一、电磁波的基本性质和分类 1、波