《波谱分析》教案

《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。

1.

(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

一.

（1

概念

（2

二.

紫外-可见光谱是一种电子吸收光谱，它测量的是分子中电子从基态向激发态跃迁的能量和概率。一般有机药物分子中典型的电子跃迁都是从最高占用轨道或非键轨道向最低未占轨道的跃迁，尤其对一些共轭体系，可获得相关的结构信息。

红外光谱源于分子内基团的振动吸收，可以提供有机分子结构以及对称性的大量信息。一些功能基的振动吸收总在确定的波数区间出现其特征吸收，而不会因含该功能基的分子变化而变化（如：羰基红外吸收总在1715cm-1左右出现）。所以红外光谱特别适用于

分子中功能基的鉴定。

分辨质谱则可免做元素分析）方法外，还要有目前国内外普遍使用的红外、紫外、核磁和质谱，必要时还应增加其他方法，如圆二色散（CD）、X光衍射（粉末、单晶）、热分析等。

3.《波谱解析》课程基本要求？

了解波谱分析与经典有机结构分析的区别；

了解四大波谱的基本原理，会初步应用四大谱学技术解析典型有

机化合物的分子结构；

熟悉常见基团的特征频率和不同环境下氢和碳的化学位移与偶合

规律等；

熟悉常见有机化合物的质谱裂解规律；

第二章紫外光谱(4学时)

原子或分子的能量组成与分子轨道、紫外光谱与电子跃迁、紫外光谱的λmax及其主要影响因素以及芳香化合物的紫外光谱特征、推测不饱和化合物λmax峰位的经验规则、共轭系统的λmax

的计算方法、紫外光谱在有机化合物结构研究中的应用。

一.基本要求

（1）了解电子跃迁类型、发色团类型及其与紫外吸收峰波长的关系，了解紫外光谱的λmax及其主要影响因素

（2）掌握共轭烯烃最大吸收峰波长的计算规则(Woodward规则)

)

量较σ→σ*跃迁的小，孤立双键或叁键吸收一般在小于200nm 的紫外区。例如，乙烯在165nm处有吸收。

(3).n→π*跃迁：在-CO-、-CHO、-COOH、-CONH2、-CN等基团中，

不饱和键一端直接与具有未用电子对的杂原子相连，将产生

n→π*跃迁。所需能量最小，吸收强度弱，但对有机化合物结构分析很有用，例如饱和酮在280nm出现的吸收就是n→π*跃迁。

(4).n→σ*跃迁：含有未共用电子对的基团，如-OH、-NH2、-SH、-Cl、-Br、-I等，未共用电子对将产生n→σ*跃迁，吸收多小于

200nm的紫外区。

(1).

①.π－π共轭：使π→π*、n→π*跃迁峰红移，共轭双键数目

越多，吸收峰红移越显着。

②.p-π共轭：体系越大，助色基团的助色效应越强，吸收带越

向长波方向移动

③.超共轭效应（δ-π超共轭）：烷基取代双键碳上的氢以后，通过烷基的C—H键和π体系电子云重叠引起的共轭作用，使

π→π*跃迁红移，但影响较小。

(2).立体效应

①.生色团之间、生色团与助色团之间空间过于拥挤，则导致共轭

5.紫外光谱的应用

(1).主要用于判断结构中的共轭系统、结构骨架（如香豆素、黄

酮等）

(2).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。

(3).可以确定未知结构中的共轭结构单元。

(4).确定构型或构象

(5).测定互变异构现象

6.分析紫外光谱的几个经验规律

R带紫移，

第三章红外光谱（4学时）

分子的振动能级基频跃迁与峰位、分子的偶极矩与峰强、影响峰位与峰强的其它因素、红外光谱的重要区段、特征谱带区、指纹区及相关峰的概念、红外光谱中的八个重要区段、红外光谱

在有机化合物结构分析中的应用。

一.基本要求

（1）了解分子振动能级与红外光谱的关系

（2）了解吸收峰的位置与分子振动能级基频跃迁的关系

（3）掌握红外光谱解析的重要区段及主要官能团特征吸收频率（4

二.

(1).

③.远红外区：400~25cm-1(25~1000?m)，分子的转动光谱以及重原

子成键的振动等。

(2).红外光谱原理

分子中键的振动频率：分子的固有性质，它随着化学键力常数(K)

的增大而增加，同时也随着原子折合质量(μ)的增加而降低。

2.多原子分子的振动图示

(1).分子振动自由度

(2).振动类型

①.伸缩振动(stretchingvibration)，以 表示

表示

(4).(振

(2).空间效应（stericeffect）

①.场效应（fieldeffect）

②.空间障碍

③.跨环效应（transannulareffect）

④.环张力

(3).氢键效应（hydrogenbondeffect）

(4).互变异构：峰位移

(5).振动偶合效应（vibrationalcouplingeffect）

(6).费米共振（Fermiresonance）