有机波谱5
有机波谱分析5 波谱综合解析
四大或五大光谱
• 四大光谱 通常把在进行未知物综合光谱解析时 常用的紫外吸收光谱、红外吸收光谱、质子核磁 共振谱及质谱称为四大光谱。 近年来核磁共振碳谱得到迅速发展，成为确定化 合物结构的最重要手段之一。
• 五大光谱 把UV、IR、1H NMR、13C NMR及
MS称为五大光谱。
• 紫外吸收光谱法在综合光谱解析中，所起的作 用较小，而UV所得到的结构信息一般都可由IR 及NMR获得。
主要提供化合物中所含质子的信息：
1. 质子的类型：说明化合物具有哪些种类的含氢 官能团。
2. 氢分布：说明各种类型氢的数目。 3. 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，如连结方式、 位置、距离；结构异构与立体异构(几何异构、光学异
构、构象)等)。
三方面的结构信息。
碳谱弥补了氢谱的不足，碳谱不但可给出各种含 碳官能团的信息，且光谱简单易辨认，对于含碳 较多的有机物，有很高的分辨率。当有机物的分 子量小于500时，几乎可分辨每一个碳核，能给出 丰富的碳骨架信息。
普通碳谱(全去偶碳谱)的峰高，常不与碳数成比 例是其缺点，而氢谱峰面积的积分高度与氢数成 比例，因此二者可互为补充。
碳谱与氢谱之间关系－互相补充
氢谱不足 碳谱补充
不能测定不含氢的 官能团
对于含碳较多的有机 物，烷氢的化学环境 类似，而无法区别
给出各种含碳官能团 的信息，几乎可分辨 每一个碳核，光谱简 单易辨认
碳谱与氢谱可互相补充
氢谱不能测定不含氢的官能团，如羰基、氰基等； 对于含碳较多的有机物，如甾体化合物等，常因 烷氢的化学环境类似，而无法区别，是氢谱的弱 点。
核磁共振碳(13C)谱在综合光谱解析中的作用
论述现代有机波谱分析
论述现代有机波谱分析现代有机波谱分析是一种用于确定有机化合物结构和研究其化学性质的重要方法。
它基于不同类型的波谱技术，通过对有机分子的吸收、发射或散射信号进行定性和定量分析，从而获取有关分子结构和化学键的信息。
以下是几种常见的现代有机波谱分析方法：1. 红外光谱（IR）：红外光谱是一种通过测量有机分子在红外光波段上吸收的能量来确定分子中功能性基团的方法。
它可以提供有关分子中的双键、三键、羟基、胺基、酯基等的信息。
2. 核磁共振（NMR）：核磁共振是一种测量有机分子中核自旋在外磁场作用下状态的方法。
它可以提供有关氢原子（^1H NMR）或碳原子（^13C NMR）的信息，包括它们的化学位移、耦合常数、化学环境等，从而帮助确定有机分子的结构。
3. 质谱（MS）：质谱是一种通过测量有机分子中带电粒子（离子）的质量和相对丰度来确定分子组成的方法。
它可以提供有关分子的分子量、分子离子峰、裂解峰等信息，以及部分结构信息。
4. 紫外-可见光谱（UV-Vis）：紫外-可见光谱是一种测量有机分子在紫外和可见光波段上吸收或发射的能量的方法。
它可以提供有关分子的共轭体系、电子跃迁等信息。
5. 荧光光谱：荧光光谱是一种测量有机分子在受到激发后发射荧光的能量的方法。
它可以提供有关分子的构象、环境和相互作用等信息。
6. 偏振光光谱：偏振光光谱是一种测量有机分子对偏振光的吸收和散射行为的方法。
它可以提供有关分子的结构、晶体形态、对称性等信息。
以上仅是现代有机波谱分析的几种常见方法，它们结合使用可以提供全面的有机分子分析，帮助确定有机化合物的结构和性质。
同时，这些方法也可以与其他分析技术（如色谱法）结合使用，以提高分析的准确性和灵敏度。
有机化合物波谱分析
有机化合物波谱分析有机化合物波谱分析是一种重要的手段，可用于确定有机物的分子结构和功能基团。
其中，核磁共振波谱（NMR）和红外光谱（IR）是两种常用的波谱技术。
本文将重点介绍这两种波谱分析技术的基本原理、应用和解读方法。
核磁共振波谱（NMR）是一种基于核自旋的波谱分析方法。
它通过测量核自旋与外加磁场相互作用导致的能量变化来获得信息。
核磁共振波谱图通常由若干个特征峰组成，每个峰对应于一种不同类型的核。
峰的位置称为化学位移，可以通过参考物质（如四氯化硅）来标定。
峰的形状和强度可以提供有关分子结构和相互作用的信息。
核磁共振波谱提供了关于有机分子的碳氢骨架以及官能团、取代基等信息，因此在有机化学和药物化学领域有广泛应用。
红外光谱（IR）是一种基于分子振动的波谱分析方法。
它通过测量物质吸收红外辐射的能量来获得信息。
由于不同分子具有不同的振动模式和结构，它们吸收红外辐射的方式也不同。
红外光谱图通常由一系列特征峰组成，峰的位置称为波数，可以用来标识不同的官能团和化学键。
峰的强度和形状可以提供关于分子的结构和取向的信息。
红外光谱在有机化学、聚合物化学和无机化学等领域都有广泛的应用。
在进行有机化合物波谱分析时，需要先对样品进行样品制备。
核磁共振波谱通常需要溶解样品，然后将溶液转移到核磁共振管中进行测量。
红外光谱则可以对固体、液体和气体样品进行测量，通常需要将样品制备成固体片或涂在透明载体上。
波谱仪器通常会提供相应的样品制备方法和参数设置。
在分析核磁共振波谱和红外光谱时，需要注意以下几个方面。
首先，对于核磁共振波谱，要正确解读峰的化学位移。
化学位移受到许多因素的影响，如官能团、电子效应、取代基等。
因此，需要结合文献和经验来确定不同类型核的化学位移范围。
其次，对于红外光谱，要正确解读峰的波数。
不同的官能团和化学键都有特定的波数范围，可以用来确定它们的存在。
最后，对于波谱图的解读，需要综合考虑各种信息，如位置、形状、强度和相对强度等。
有机波谱知识点总结
有机波谱知识点总结波谱是化学分析中常用的一种手段，通过测定分子在电磁波中的吸收、散射或发射，可以了解分子的结构和性质。
有机波谱是指在有机化合物中应用的波谱分析方法，主要包括红外光谱、紫外-可见光谱、质谱和核磁共振谱等。
本文将针对有机波谱的各种知识点进行总结，包括波谱的基本原理、各种波谱的特点和应用、波谱分析中需要注意的问题等内容。
一、红外光谱1.基本原理红外光谱是利用物质对红外辐射的吸收和散射的规律来研究物质结构和性质的一种分析方法。
红外光谱的基本原理是在物质中分子或原子的振动和转动会产生特定的频率的红外光吸收，这样可以用红外光谱来检验物质的结构和成分。
2.特点和应用红外光谱对于分析有机化合物的结构和功能团具有非常重要的作用。
红外光谱具有分辨率高、灵敏度强、操作简便等特点，广泛应用于聚合物材料、药物分析、食品检测等领域。
3.需要注意的问题在进行红外光谱分析时，需要注意样品的处理、仪器的校准和数据的解释等问题。
此外，还需要对不同功能团的吸收峰进行了解，进行光谱图谱的解读。
二、紫外-可见光谱1.基本原理紫外-可见光谱是利用物质对紫外光和可见光的吸收的规律来研究物质结构和特性的一种分析方法。
紫外-可见光谱的基本原理是分子在吸收紫外-可见光时，电子跃迁至较高的能级，产生吸收峰，可以由此推测分子的结构和键合的性质。
2.特点和应用紫外-可见光谱对于分析有机化合物的共轭结构和电子转移能力有很大的作用。
紫外-可见光谱具有快速、敏感、定量等特点，广泛应用于有机合成、药物分析、环境监测等领域。
3.需要注意的问题在进行紫外-可见光谱分析时，需要注意样品的准备、仪器的校准和光谱图谱的解释。
此外，还需要了解分子在吸收紫外-可见光时的机理和特性，进行光谱图谱的解读。
三、质谱1.基本原理质谱是利用物质在电子轰击下的离子化和质子转移等规律来研究物质结构和成分的一种分析方法。
质谱的基本原理是将物质离子化后，通过质子转移和碎裂等反应产生一系列离子，再根据其质荷比来推测物质的结构和成分。
有机化学波谱分析
质谱的解析方法
谱图解析
01
根据质谱峰的位置和强度，确定有机分子的分子量和结构信息。
同位素峰分析
02
利用同位素峰的强度比推断有机分子的元素组成。
裂解模式分析
03
研究有机分子在质谱仪中的裂解行为，推断有机分子的结构特
征。
质谱在有机化学中的应用
有机分子鉴定
通过比较标准谱图和实验谱图，确定有机分子的 化学结构。
通过自动化和智能化的技术手段，实 现波谱分析与其他分析方法的快速、 高效联用，提高分析效率，减少人为 误差。
波谱分析在有机化学中的新应用
新材料表征
随着新材料研究的不断深入，波谱分析在新型有机材料如高 分子聚合物、纳米材料等的表征中发挥越来越重要的作用。
生物大分子研究
利用波谱分析技术，研究生物大分子如蛋白质、核酸等的结 构和功能，有助于深入了解生物体系的复杂性和相互作用的 机制。
通过有机化学波谱分析，可以确定有机化合物的分子量、官能团、化学键等结构信息，有助于深入了解 有机化合物的性质和反应机理。
有机化学波谱分析还可以用于有机化合物的定性和定量分析，为有机化合物的合成、分离、纯化等提供 有力支持。
有机化学波谱分析的发展趋势
随着科技的不断进步，有机化学波谱分析技术也在不 断发展，新的技术和方法不断涌现。
THANKS
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高灵敏度检测
利用新型的信号处理技术和高精度的 检测设备，提高波谱分析的灵敏度和 分辨率，有助于更准确地鉴定有机化 合物的结构和性质。
波谱分析与其他分析方法的联用
联用技术
将波谱分析与其他分析方法如色谱、 质谱、核磁共振等联用，可以实现更 全面、准确的分析，提高复杂有机混 合物的分离和鉴定能力。
有机波谱分析总结
有机波谱分析总结有机波谱分析是有机化学中一项重要的分析技术，通过对有机化合物的波谱进行分析，可以确定其结构和功能基团，对于有机合成、药物研发等领域有着广泛的应用。
本文将对有机波谱分析的原理、常见波谱技术和分析方法以及应用进行总结。
一、有机波谱分析原理有机波谱分析主要基于分子中所包含的原子核和电子的转动、振动和电子能级跃迁引起的辐射吸收或发射现象。
通过测量分子在不同频率范围内所吸收或发射的辐射能量，可以得到不同类型的波谱。
有机波谱分析常用的波谱包括红外光谱、质谱、核磁共振谱和紫外可见光谱。
二、常见的有机波谱技术1.红外光谱（IR）：红外光谱是根据有机化合物中的官能团和化学键所具有的振动频率的不同来进行分析的。
通过红外光谱可以确定有机化合物中的官能团，如羧酸、醇、醛等。
红外光谱具有非破坏性、操作简便的特点，广泛应用于有机合成、药物研发等领域。
2.质谱（MS）：质谱是通过对有机化合物中分子离子和碎片离子质量进行测量来分析有机化合物的分子结构。
质谱具有高灵敏度、高分辨率的特点，可以确定分子的组成和相对分子质量，对于有机化合物的鉴定具有重要意义。
3.核磁共振谱（NMR）：核磁共振谱是根据核磁共振现象进行分析的。
通过测量有机化合物中原子核受到外加磁场影响的吸收或发射的辐射能量，可以得到有机化合物中原子核的位置、种类和环境。
核磁共振谱具有高分辨率、非破坏性和无辐射的特点，广泛应用于有机合成、物质鉴定和生物医学研究等领域。
4.紫外可见光谱（UV-Vis）：紫外可见光谱是通过测量有机化合物在紫外可见光区域吸收或发射的辐射能量，以确定有机化合物的电子能级和共轭体系的存在与否。
紫外可见光谱具有高灵敏度和快速测量的特点，常用于有机合成、化学动力学和药物研发等领域。
三、有机波谱分析方法1.结构鉴定法：通过与已知化合物的波谱进行对比，确定未知化合物的结构。
结构鉴定法常用于核磁共振谱和质谱。
2.定量分析法：通过测定化合物在特定波长或波数处的吸光度或吸收峰面积，来确定有机化合物的含量。
有机波谱知识课件
• 分子对紫外光或可见光的吸收是基于分子的价电 子在不同电子能级上的跃迁。
• 紫外吸收光谱又称为电子光谱。但和原子光谱 不同，紫外光谱并不是一个纯的电子光谱，在电
子跃迁过程中同时伴随有振动和转动能级的跃迁。
•
因此，紫外光谱并非原子光谱式的线光谱，
而是由多个吸收波长极为相近的吸收线组成的带
• 非共轭的不饱和化合物 • 非共轭的不饱和化合物中所含的不饱键虽可产
生跃迁，但相应的吸收带仍在远紫外区，不能被 应用于结构分析。
有机波谱知识课件
• 含共轭体系的脂肪族化合物 • 当分子中存在共轭体系时，成键轨道和
反键轨道间的能级差变小，吸收波长总是 高于200nm，且吸收强度也增强。这是紫外 吸收光谱法研究的重点。
键轨道间的跃迁，因轨道间的能级差最大，所需 的能量最高，相应的吸收峰波长较短，一般为 150-160 nm，即在真空紫外（远紫外光）区。
有机波谱知识课件
• π→π*跃迁是不饱和键中的π电子吸收能 量跃迁到π*反键轨道的跃迁，其所需能量 较要小，吸收峰波长一般为160-180nm，仍 在远紫外光区。
动过程中必须有瞬间偶极矩的改变。 • 对称分子：没有偶极矩，辐射不能引起共振，
无红外活性。 如：N2、O2、Cl2 等。 非对称分子：有偶极矩，红外活性。
• 分子的振动可近似看为一些用弹簧连接的小球 的运动。
有机波谱知识课件
• 任意两个相邻的能级间的能量差为： •
• •
• K化学键的力常数，与键能和键长有关， m为双原子的折 合质量 m =m1m2/（m1+m2）
有机波谱知识课件
• F. X-H面内弯曲振动及X-Y伸缩振动区（14751000cm-1）
波谱解析试题及答案(五)
有机化合物波谱解析重点例题核磁共振氢谱碳谱第四章质谱综合解析综合解析程序1、推导分子式，计算不饱和度(1). 利用质谱分子离子峰簇，推导分子式；(2). 利用质谱，结合元素分析数据推导；(3). 利用质谱(相对分子量)，结合PMR推导。
2、可能官能团确认(1). 利用IR判断可能的官能团的存在；(2). 利用PMR判断可能的官能团的存在(活泼氢)；(3). 利用特殊的MS峰组，判断官能团的存在。
3、确定基团间的相互关系(1). 利用UV识别共轭体系的存在；(2). 利用PMR判断氢的相互位置关系；(3). 利用IR官能团峰的位置变化，判断基团间关系。
波谱解析试题及答案一、选择题：每题1分，共20分1、波长为670.7nm的辐射，其频率（MHz）数值为（）A、4.47×108B、4.47×107C、1.49×106D、1.49×10102、紫外光谱的产生是由电子能级跃迁所致，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、n→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-CB、νC-HC、δasCH D、δsCH7、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8、一种能作为色散型红外光谱仪的色散元件材料为：（）A、玻璃B、石英C、红宝石D、卤化物结体9、预测H2S分子的基频峰数为：（）A、4B、3C、2D、110、若外加磁场的强度H0逐渐加大时，则使原子核自旋能级的低能态跃迁到高能态所需的能量是如何变化的？（）A、不变B、逐渐变大C、逐渐变小D、随原核而变11、下列哪种核不适宜核磁共振测定（）A、12CB、15NC、19FD、31P12、苯环上哪种取代基存在时，其芳环质子化学位值最大（）A、–CH2CH3B、–OCH3C、–CH=CH2D、-CHO13、质子的化学位移有如下顺序：苯（7.27）>乙烯(5.25) >乙炔(1.80) >乙烷(0.80)，其原因为：（）A、诱导效应所致B、杂化效应所致C、各向异性效应所致D、杂化效应和各向异性效应协同作用的结果14、确定碳的相对数目时，应测定（）A、全去偶谱B、偏共振去偶谱C、门控去偶谱D、反门控去偶谱15、1J C-H的大小与该碳杂化轨道中S成分（）A、成反比B、成正比C、变化无规律D、无关16、在质谱仪中当收集正离子的狭缝位置和加速电压固定时，若逐渐增加磁场强度H，对具有不同质荷比的正离子，其通过狭缝的顺序如何变化？（）A、从大到小B、从小到大C、无规律D、不变17、含奇数个氮原子有机化合物，其分子离子的质荷比值为：（）A、偶数B、奇数C、不一定D、决定于电子数18、二溴乙烷质谱的分子离子峰（M）与M+2、M+4的相对强度为：（）A、1:1:1B、2:1:1C、1:2:1D、1:1:219、在丁酮质谱中，质荷比值为29的碎片离子是发生了（）A、α-裂解产生的。
五大波谱分析
（一）紫外光谱解析UV应用时顾及吸收带的位置，强度和形状三个方面。
从吸收带（K带）位置可估计产生该吸收共轭体系的大小；从吸收带的强度有助于K带，B带和R带的识别；从吸收带的形状可帮助判断产生紫外吸收的基团，如某些芳香化合物，在峰形上可显示一定程度的精细结构。
一般紫外吸收光谱都比较简单，大多数化合物只有一、两个吸收带，因此解析较为容易。
可粗略归纳为以下几点：①如果化合物在220～800nm区间无吸收，表明该化合物是脂肪烃、脂环烃或它们的简单衍生物。
②如果在220～250nm间显示强吸收（ε近10000或更大），表明有R带吸收，即分子结构存在共轭双烯或α，β—不饱和醛、酮。
③如果在250～290nm间显示中等强度（ε为200～1000）的吸收带，且常显示不同程度精细结构，表明结构中有苯环或某些杂芳环的存在。
④如果在290nm附近有弱吸收带（ε<100），则表明分子结构中非共轭羰基。
⑤如果在300nm上有***度吸收，说明该化合物有较大的共轭体系；若***度吸收具有明显的精细结构，说明为稠环芳、稠环杂芳烃或其衍生物。
（二）红外光谱1. 解析红外光谱的三要素（位置、强度和峰形）在解析红外光谱时，要同时注意红外吸收峰的位置，强度和峰形。
吸收位置是红外吸收最重要的特点，但在鉴定化合物分子结构时，应将吸收峰的位置辅以吸收峰强度和峰形综合分析。
每种有机化合物均显示若干吸收峰，对大量红外图谱中各吸收峰强度相互比较，归纳出各种官能团红外吸收强度的变化范围。
只有熟悉各官能团红外吸收的位置和强度处于一定范围时，才能准确推断出官能团的存在2 .确定官能团的方法对于任何有机化合物的红外光谱，均存在红外吸收的伸缩振动和多种弯曲振动。
因此，每一个化合物的官能团的红外光谱图在不同区域显示一组相关吸收峰。
只有当几处相关吸收峰得到确认时，才能确定该官能团的存在。
例1. 甲基（CH3）：2960cm-1和2870cm-1为伸缩振动，1460cm-1和1380cm-1为其弯曲振动。
有机波谱分析入门
有机波谱分析入门在化学领域，有机波谱分析是一项极其重要的技术，它为我们揭示了有机化合物的结构和性质，就像为我们打开了一扇了解微观世界的神秘之门。
对于初学者来说，掌握有机波谱分析的基础知识是走进这个神奇世界的第一步。
有机波谱分析主要包括紫外可见光谱（UVVis）、红外光谱（IR）、核磁共振谱（NMR）和质谱（MS）等几种方法。
每一种方法都有其独特的原理和应用，让我们逐一来看。
先来说说紫外可见光谱。
它所依据的原理是分子中的电子在不同能级之间的跃迁。
当有机化合物吸收了特定波长的紫外或可见光时，我们就能通过测量吸收峰的位置和强度来推断分子中存在的官能团和共轭体系。
比如，含有双键或苯环结构的化合物通常在紫外区域有明显的吸收。
但要注意的是，紫外可见光谱对于结构的鉴定相对比较有限，往往需要结合其他波谱方法才能得到更准确的结构信息。
接下来是红外光谱。
这可是有机化学中的“大功臣”。
红外光谱通过检测分子振动和转动引起的能量变化来确定官能团的种类。
不同的官能团会在特定的波数范围内产生吸收峰，就像每个官能团都有自己独特的“指纹”。
例如，羰基（C=O）在 1700 cm⁻¹左右有强烈的吸收，羟基（OH）在 3200 3600 cm⁻¹之间有特征吸收。
通过分析红外光谱图上的吸收峰，我们可以大致判断化合物中存在哪些官能团，从而为结构的解析提供重要线索。
核磁共振谱则是有机波谱分析中的“重磅武器”。
它基于原子核在磁场中的自旋现象。
常见的有氢谱（¹H NMR）和碳谱（¹³C NMR）。
氢谱能够告诉我们分子中氢原子的化学环境和数量，通过化学位移、峰的裂分和积分面积等信息，我们可以推断出氢原子的连接方式和分子的结构。
而碳谱则能提供碳原子的信息，虽然灵敏度相对较低，但对于复杂结构的解析有着不可或缺的作用。
比如说，通过观察化学位移，我们可以判断碳原子是处于烷基、芳基还是羰基等环境中。
最后是质谱。
一、有机波谱分析简介.
1 1
H
H0
顺磁取向（α）
反磁取向（β）
能级差 △E
，
h E H0 2
H0为外加磁场强度；γ为核常数，称为核磁比，是 一个因原子核不同而异的比例常数。
如果用电磁波照射磁场中的质子，且光量子的能量 等于质子两种取向的能级差时，质子即吸收光量子的能 量从低能级跃迁到高能级。这种现象称为核磁共振。
第八章 核磁共振谱 一、有机波谱分析简介
1.常见有机波谱 2.有机四大谱及其特点 3.电磁波谱与有机光谱的对应关系
1.常见有机波谱
常 见 有 机 波 谱
2、有机四大谱及其特点
紫外吸收光谱（UV）、红外吸收光谱（IR）、
核磁共振谱（NMR）、质谱（MS） 优点：样品用量少，准确快速
UV：0.01-5mgபைடு நூலகம்IR：0.1-1mg NMR：1-5mg
2 1 1 1 偶合常数 J
ClCH 2CHCl2
2
2
这种相邻碳上氢核的相互影响称为自旋耦合
2 1
2
2
2
1
1
1
一般来说，相邻碳上有n个同类质子时，吸收峰裂分 为n+1个小峰
5、核磁共振谱的解析
计算不饱和度：Ω=1+n4+(n3-n1)/2 n4为四价原子数目；n3 三价原子数；n1 一价原子数 解析ＮＭＲ谱主要是查看共振信号： 组数——说明有几种不同的质子 位置——质子所处的化学环境 强度（峰面积）——各类质子的相对个数比 裂分情况 ——相邻碳上有几个质子
‘ H 实 （H 0 H ） H（ 0 1 ） 2 2 2
这种原子核由于化学环境不同所引起的核磁共振信号 位置的变化叫化学位移，它是核外电子云的屏蔽效应引 起的。不同化学环境的质子其化学位移不同。例如：
有机化合物波谱解析
红移与蓝移
有机化合物的吸收谱带 常常因引入取代基或改变溶
1. 分子轨道（molecular orbit)：
• 两个原子轨道线性组合成两个分子轨道，其中波函 数符号相同（同号）重叠形成的分子轨道称成键轨 道用Ψ表示，其能量低于组成它的原子轨道；波函 数位相相反的（异号）重叠生成的分子轨道称反键 轨道，用Ψ*表示，其能量高于组成它的原子轨道。
由不同类型原子轨道线性 组合得到不同种类的分子 轨道，主要有以下几种：
参考书
• 唐恢同，《有机化合物的光谱鉴定》，北京大学出版
社，1992年
• 孟令芝，何永炳，《有机波谱分析》，武汉大学出版 社，1997年
• 陈洁，宋启泽，《有机波谱分析》，北京理工大学出 版社，1996年
•毛希安译，P.R. Ernst, et.al., 《一维和二维核磁共振原 理》，科学出版社，1997年
②不同浓度的同一种物质，其吸收曲
线形状相似λmax不变。而对于不同物质， 它们的吸收曲线形状和λmax则不同。
(Lambert-Beer定律） ③吸收曲线可以提供物质的结构信息，并作为物质定性分 析的依据之一。
讨论：
④不同浓度的同一种物质，在某一定波长下吸光度 A 有差异，在λmax处吸光度A 的差异最大。此特性可作为
（5）吸收谱带的强度与分子偶极矩变化、跃迁几率有关， 也提供分子结构的信息。通常将在最大吸收波长处测得的摩
尔吸光系数εmax也作为定性的依据。不同物质的λmax有时 可能相同，但εmax不一定相同；
（6）吸收谱带强度与该物质分子吸收的光子数成正比，定 量分析的依据。
二、紫外吸收光谱的基本知识
ultraviolet spectrometry of organic compounds
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D 峰型大体左右对称，各峰间距离相等; 相邻两个峰之 间的距离如用频率表示等于偶合常数 J. C 多重峰的中心即为化学位移值.
E 各裂分峰 的强度比符合 (a+b)n 展开式各项系数比.
F 若A与X 偶合, 则信号 A 裂距等 于 X 信号的裂距.
(9) A2B2系统
A2B2系统理论上18条峰，常见14条峰，A、B各自为7 条峰，峰形对称。
(b) A 的强度比为1：3：3：1， X 的为1：2：1 例如，CH3CH2OH RCOOCH2CH3
(7) AB2 系统
AB2 系统比较复杂，最多时出现 9 条峰，其中 A
4条峰, 1H； B 4条峰，2H；1条综合峰。
常见的AB2系统:
A B H3C N B CH 3 B Y X Cl B B Cl NO 2 A B A B COOH NO 2 OH B B A CH 3 A B Y
HB HC
C C
HA CN
HB HC
C C
HA CN
（4） A2X2 系统
（a）共有六条谱线，A2 和 X2 各为三条谱线。
（b）每组三条谱线中的两条相邻谱线间的距离为JAX 。
（ c）三条谱线的中点为化学位移。
（d）每组三条谱线的强度比为1：2：1。
例如 两个CH2
Ph-CH2-CH2-O-CO-CH3
7 .4 5 0
7 .4 0 0
7 .3 5 0
7 .3 0 0
7 .2 5 0
7 .2 0 0
7 .1 5 0
7 .1 0 0
7 .0 5 0
7 .0 0 0
一级谱图
例如:
CH3
CH3CH2O
CH CH3
2 位移等价
定义: 分子中两个相同的原子处于相同的化学环境时称化
学等价。化学等价的质子必然化学位移相同。
位移等价的判断:
a 等同质子: 通过对称轴旋转能互换的质子。
特点: 在任何环境中是化学等价的。
CH3 Cl Cl CH3 Ha Hb
C2
b 对映质子: 通过旋转以外的对称操作能互换的质子.
H3C HN
H N
CH3
NH2
C O
CH2CH3
应用: 鉴定伯, 仲, 叔胺.
条件: 用酸做测试溶剂.
原因: 形成胺盐后, 氮质子的交换速度慢, 与邻
碳质子发生偶合. 结果: 伯胺亚甲基分裂 4 重峰.
仲胺亚甲基分裂
叔胺亚甲基分裂
3 重峰
2 重峰
环的翻转
巯基
巯基质子交换速度很慢, 在室温下与邻碳
例如：
(10)
AAˊBBˊ系统:
理论上出现28条峰，AA′，BB′各自14条峰。 例如：
A B C B' X A' B Y B' A' A X B B' A' A OH OH B B' A' A Cl Cl
邻二氯苯的谱图如下：
F ri A p r 2 1 2 1 :1 5 :2 3 2 0 0 0 : (u n title d ) W 1: 1H A x is = p p m S c a le = 2 .9 6 H z / c m
速度大大降低. 羟基与分子内亚甲基上的质子发生偶合.
结果: 伯醇的羟基: 3重峰
仲醇的羟基: 2重峰
叔醇的羟基: 1重峰
氮原子上的氢
NH2
A 大多数脂肪族的氮质子为单而尖 的峰. B 一般芳香族的伯胺也呈尖锐的单 峰. C 不少芳香族的仲胺氮质子交换速 度慢, 与14N偶合. 信号呈低强度 的驼峰, 但不能和邻碳质子偶合. D 在酰胺, 吡咯及氨基甲酸脂等化 合物中, 质子可以和偶合, 氢谱是 略高于基线的宽峰. 可以和邻碳 质子偶合.
A
O N+
OO
O
8
7
6
5
4 PPM
3
2
1
0
手性的定义
Ha H C Br
COOH
Ha = 3.8 ppm
Br
Hb = 3.9 ppm
碳碳键旋转, 3 个氢快速 交换, 不能区分 3 个氢, 所以位移等价.
C
Hb
CH2Br
Br
CH
C Ha Hc
Hb
在一些环丙烷的衍生物中, 由于两个同碳原 子所处的立体环境不同, 化学位移不等价.
CH 3 NO 2
(8) ABX 系统：
ABX 系统最多出现 14 条峰， AB 于偶合常数。 8 条峰， X 4 条峰，两 条综合峰。AB部分的8条峰相互交错，不易归属，裂距不等
图谱的分类
核磁共振图谱可分为: 一级谱图和二级图谱，或称
为初级图谱和高级图谱。
一级谱图:
条件： a Δν / J > 20.
Br
团上的质子为对应质子.
若有手性中心, 潜手性基团上的
Ha Cl Hb
质子则为非对应质子.
A
R X C R
1
Hb
C
Ha
R
手性中心对潜手性的影响规则
A 并不局限于直接连在手性中 心的潜手性基团上.
H3C
Hb
CH3CH
R
O
C Ha
CH3
OR CH H C NO2 O
B 潜手性基团离手性中心的距 离越近, 所受影响越大.
氧原子上的活泼倾: b 测试时的环境.
A 当纯度很高时, 羟基基本固定,与
分子内亚甲基偶合变成 3 重峰. CH3CH2OH
B 加入痕量的酸, 羟基质子与酸质
子发生快速交换, 不再与亚甲基偶
合, 这时羟基为单峰.
应用: 鉴定伯醇, 仲醇和叔醇.
条件: 用 DMSO 或丙酮做溶剂.
原因: 羟基质子与溶剂发生强的氢键作用, 羟基的交换的
例:
H2C
CF2
AA XX'
'
（1） AX,
AB,
A2 系统
AX
v1 v2
AB
v3 v4
AB
A2
AX系统: （a）AX系统有4条线，A，X各为两重峰； （b）两峰之间裂距为偶合常数JAX； （c）各组双重峰的中点为该核的化学位移； （d）四条谱线高度相等。
（2）AX2 系统 （a）AX2 系统有五条谱线，A 受两个质子的偶合 分裂成三重峰，X 受 A 的偶合分裂成两重峰。 （b）两重峰及三重峰的裂分峰之间的裂距为偶合 常数 JAX
O CH3 H 3C C N CH3
CH2 R
RH2 C
O H H 3C C N H
Cl H 3C
CH3 Ha Hb C 2H 5
何环境中都是化学位移不等
价。
潜手性: 化合物A中的亚甲基质子, 若其中任何一个氢 被其它基团所取代, 亚甲基的碳变成手性碳, 这样亚甲 基的称为潜手性基团.
特点:
若分子中无手性中心, 潜手性基
B 偶合磁核间的化学位移差很小, Δγ/J＜ 6, 则化 学位移不同的磁核用同一个组中的不同字母代
替.
H I C H C H
ABC XYZ
例:
C 当Δγ /J﹥ 6, 则化学位移不同的磁核用不同组中
的不同字母代替.
例: CH2F2 A2X2
13CH F 2 2
AM2X2
D 对于一组位移等价而磁不等价的磁核仍用同一个 字母代表, 仅在字母的右上角用撇号标出.
（C）两组峰的对称中心为化学位移。
（d）A组三重峰强度比为 1：2：1；X 组强度比 为 1： 1。
例 CHCl2CH2Cl的1HNMR谱如下，AX2系统
（3）AMX 系统
（a）在AMX系统中任何两核之间的化学位移之差都应
远大于它们之间的偶合常数。 ∆ AM 远大于JAM， ∆ AX
远大于JAX， ∆ MX 远大于JMX。AMX系统有12条线，其 中A、M、X各占4条，四条谱线强度相等。 （b）十二条谱线有三种裂距，分别对应为JAM、JAX、 JMX。每个质子的四条谱线有两种裂距，分别为该原子与 其他两个原子的偶合常数。 （c）每组四重峰的中点为该核的化学位移。
Hb CH3O Hb Ha Ha CH2Cl
苯环上质子的磁不等价
磁不等价
Ha 和 Hb 化学等价，磁不等同。 JHaFa ≠ JHbFa Fa 和 Fb 化学等价，磁不等同。
自旋系统命名
表示方法:
三个组: A, B, C..; M, N, O..; X, Y, Z... A 磁等价磁核: 用同一个字母表示磁核数目, 且用阿拉伯数字在字母 右下角标出个数. 例: CH4 A4 , M4 , X4
井冈山风景
桂林风情
分子的动态变换与其氢谱特征
1 单键旋转受阻:
两个甲基信号和温度的关系:
温度越高, 单而尖的峰, 随温度的逐渐降低峰型从单
而尖变成单而宽, 在变成双而宽, 最后变成双而尖.
H3C N O CH3 O CH3 H3C N CH3 CH3
杂原子上的活泼氢
影响因数: a 官能团的性质.
（5）AX3 系统
（a）常见的AX3系统为
峰，X为双峰。
CH CH3有六条谱线，A为四重
（b）A的四重峰两条相邻谱线间距离等于X两谱线间距离，
等于JAX。
（c）每组谱线中央为化学位移。 （d）A 的4条线强度比为1：3：3：1，X 的两条谱线强度比 为1；1。
(6) A2X3体系
(a) 共7条谱线，A 为4条， X 为3条，
质子发生偶合.
CH3 CH3SH SH
2 重峰 4 重峰
酮和烯醇式的互变
H O O O O
R1
R2
R1
R2
自旋系统及图谱分类