紫外-可见光谱分析-----化合物结构鉴定剖析
紫外光谱在有机化合物结构分析中的应用
紫外光谱在有机化合物结构分析中的应⽤紫外光谱在化合物结构分析中的应⽤【摘要】紫外-可见光谱(ultraviolet⼀Visiblespeetroseopy,UV-Vis),也简称为紫外光谱(UV),属于吸收光谱的⼀种。
由于紫外光谱本⾝有许多特点:测量灵敏和准确度⾼,应⽤范围⼴,对很多⾦属元素和⾮⾦属元素及其化合物都能进⾏测定,也能定性或定量的测定⼤部分有机化合物;此外,仪器的价格⽐较便宜,操作简便、快速,易于普及推⼴,⾄今仍是有机化合物结构鉴定的重要⼯具。
因此，本⽂⾸先介绍紫外光谱⽤于定性分析的依据和⼀般规律，然后归纳了影响紫外-可见光谱的⼀些因素，最后举例说明紫外光谱在化合物结构分析中的应⽤。
【关键词】紫外-可见光谱定性分析影响因素结构分析光谱数据前⾔紫外吸收光谱是分⼦中最外层价电⼦在不同能级轨道上跃迁⽽产⽣的，它反映了分⼦中价电⼦跃迁时的能量变化与化合物所含发⾊基团之间的关系。
UV谱图的特征⾸先取决于分⼦中含有的双键数⽬、共轭情况和⼏何排列，其次取决于分⼦中的双键与未成键电⼦的共轭情况和其周围存在的饱和取代基的种类和数⽬，它主要提供了分⼦内共轭体系的结构信息[1]。
通常UV谱图组成⽐较简单，特征性不是很强，但⽤它来鉴定共轭发⾊基团却有独到之处。
UV吸收谱带的位置和摩尔消光系数的数值，⼀般⽆法判断官能团的存在，但它能提供化合物的结构⾻架及构型、构象情况，因此⾄今仍为⼀项重要的测试分⼦结构的有⽤⼿段。
紫外-可见吸收光谱是化学分析中常⽤的⼀种快速、简便的分析⽅法,⼴泛⽤于有机[2-3]、⽆机[4]、⽣化[5]、涂料[6]、药物[7]等领域和国民经济部门[8]。
紫外光谱⽤于定性分析的依据和⼀般规律利⽤紫外光谱定性分析应同时考虑吸收谱带的个数、位置、强度以及形状。
从吸收谱带位置可以估计被测物结构中共轭体系的⼤⼩；结合吸收强度可以判断吸收带的类型，以便推测⽣⾊团的种类。
注意所谓吸收带的形状主要是指其可反映精细结构，因为精细结构是芳⾹族化合物的谱带特征。
化学物质的紫外可见光谱分析与检测
化学物质的紫外可见光谱分析与检测化学物质在分析和检测过程中，紫外可见光谱被广泛应用。
紫外可见光谱是一种分析化学方法，基于化学物质与紫外可见光的相互作用，可以提供有关化学物质结构和组成的信息。
在本文中，将探讨紫外可见光谱的基本原理，以及如何使用该技术进行化学物质的分析和检测。
紫外可见光谱是一种波长范围从190到800纳米的光学谱。
在紫外波段（190-400纳米）和可见光波段（400-800纳米）范围内，化学物质会吸收特定波长的光。
吸收光谱图通过记录光强的变化来展示这种吸收现象。
在紫外可见光谱分析中，常用的仪器是分光光度计。
分光光度计通过分析样品吸收光之前和之后的光强差异，得出吸收光谱图。
吸收光谱图具有特定的波峰和波谷，可以提供关于化学物质的结构和组成的信息。
紫外可见光谱分析的一个重要应用是分子结构的确定。
不同功能团和化学键在紫外可见光谱中表现出不同的吸收特征。
通过分析吸收光谱图，可以初步判断该化学物质的分子结构和官能团。
例如，含有双键的化合物通常在紫外波段显示出吸收峰；含有芳香环的化合物通常在可见光波段显示出吸收峰。
紫外可见光谱还可以用于测定化学物质的浓度。
根据比尔-朗伯定律，溶液中化学物质的吸收光强与其浓度成正比。
通过测量吸光度和使用标准曲线，可以计算出未知样品的浓度。
这种方法被广泛应用于化学、环境和生物领域，用于测定各种化学物质的浓度，如药物、环境污染物和生物标志物等。
在紫外可见光谱分析中，还有一种重要的应用是质量控制和检验。
根据化学物质的吸收特征，可以通过紫外可见光谱对样品进行定性和定量分析。
这种方法可以用于检测化学物质的纯度和杂质的存在。
例如，在制药工业中，使用紫外可见光谱来确保制造的药物符合规定的药典标准。
此外，紫外可见光谱还可以用于反应动力学的研究。
通过监测反应物或产物的吸收光谱随时间的变化，可以研究化学反应的速率、平衡状态和机理。
总结起来，紫外可见光谱分析是一种重要的化学分析方法，通过测量化学物质与紫外可见光的相互作用，提供了关于化学物质结构、组成、浓度和纯度的信息。
第四节 紫外／可见光谱的定性分析(用的少)
③250-280 nm 有弱吸收带 （ε=101000L·mol-1·cm –1), n→π*, 说明含酮基，酰基。 若有强吸收带， 说明含酮基，酰基。 若有强吸收带， 说明含苯核。 说明含苯核。 均有吸收峰， ④ 200-1000nm 均有吸收峰，说明是 个含长链的共轭体系或多环芳烃。 个含长链的共轭体系或多环芳烃。
3 .比较峰高比的一致性为一个物质。 比较峰高比的一致性为一个物质。 比较峰高比的一致性为一个物质
Байду номын сангаас、结构分析 1. 吸收带 是指吸收峰在紫外可见光谱中的 波带位置。 波带位置。根据电子及分子轨道的 种类可将紫外光谱的吸收带分为四 种类型。在解析光谱时， 种类型。在解析光谱时，可以从这 些吸收带的类型推测化合物的分子 结构。 结构。
应用实例： 应用实例： 双波长分光光度法测定血中一氧化碳 血红蛋白（COHb） 血红蛋白（COHb）的饱和度 一氧化碳中毒者的血中主要含有： 一氧化碳中毒者的血中主要含有： 一氧化碳血红蛋白（COHb） ▲一氧化碳血红蛋白（COHb） Hb） ▲氧合血红蛋白 （O2Hb） ▲高铁血红蛋白 （ MetHb ）少量 Hb） ▲还原血红蛋白 （Hb）
Ⅰ型构象的卤原子以竖键与环上碳 原子相连， 基的电子云与C-X键 原子相连，羰 基的电子云与 键 电子云重叠， 的σ电子云重叠，实现 电子云重叠 实现n→π*跃迁 跃迁 的能量较低， 吸收带波长比未取 的能量较低，R吸收带波长比未取 代的环己酮长。 代的环己酮长。
Ⅱ型构象的卤原子以横键与环上碳 原子相连，构象中存在偶极场效应， 原子相连，构象中存在偶极场效应， 使碳基上氧原子电子云密度下降， 使碳基上氧原子电子云密度下降， 实现n→π*跃迁需要较高的能量， 跃迁需要较高的能量， 实现 跃迁需要较高的能量 R吸收带波长较短。藉此可以区别 吸收带波长较短。 吸收带波长较短 竖键和横键， 竖键和横键，从而判断待测物的构 象。
紫外——可见光谱法在卟啉类化合物结构分析中的应用
紫外-可见光谱法在卟啉类化合物结构表征中的应用摘要：简述了紫外-可见光谱分析的基本原理，及其在有机化化学中的应用；结合卟啉、金属卟啉的吸收特点，对紫外-可见光谱在其结构表征中的应用作了归纳性的总结。
关键词：紫外-可见光谱法；应用；卟啉；金属卟啉；结构表征1 紫外-可见吸收光谱分析基本原理紫外光谱（UV）是指波长在200~400nm；可见光谱则是波长在400~800nm的电磁波吸收光谱。
相应于上述波长的能量范围约在670~314kJ/mol和314~155kJ/mol。
因此，它们是属于π电子（成键的或孤对的电子）跃迁。
所以，不是所有的有机化合物，都能给出它们的吸收光谱，而主要是对具有共轭双键结构的化合物和芳香族化合物才能给出光谱。
如果用紫外和可见光照射含有共轭的不饱和化合物溶液，可以看到一部分光线被吸收了，吸收光线的多少，取决于入射光的波长和化合物的结构。
如果以波长为横坐标，以紫外、可见光线的吸收强度（有时也称消光系数或摩尔吸收度）为纵坐标作图，就得到紫外或可见光谱图。
同一种物质对不同波长的光吸收不同；不同浓度的同一种物质，其吸收曲线形状相似、λmax不变，只是吸光度大小不同；而对于不同物质，它们的吸收曲线形状和λmax均不同。
当外层电子吸收紫外或可见辐射后，就从基态向激发态(反键轨道)跃迁。
主要有四种跃迁形式，如图1。
所需能量ΔΕ大小顺序为：n→π＊< π→π＊< n→σ＊< σ→σ＊。
吸收带是指吸收峰在光谱中的波带位置，根据电子及分子轨道理论，有机化合物紫外-可见光区的吸收带有四种类型：R吸收带——由化合物中的n→π＊跃迁产生的吸收带。
其强度小，ε<100；λmax位于较长波长处，>270nm；K吸收带——由共轭体系中π→π＊跃迁产生的吸收带。
其强度大，ε>104；λmax比R带的短，一般>200nm；B 吸收带——由苯环本身振动及闭合环状共轭双键π→π＊跃迁产生的吸收带。
化学物质的紫外-可见光谱分析与实验方法的关系解析与实验验证
质谱分析：通过测量离子的质量和相对丰度，分析物质的组成和结构
色谱分析：通过分离混合物中的各个组分，分析物质的组成和结构
核磁共振分析：通过测量原子核在磁场中的共振信号，分析物质的结构和性质
红外光谱分析：通过测量物质在红外光区域的吸收光谱，分析物质的结构和性质
紫外-可见光谱分析与其他分析方法各有优势，可根据具体需求选择合适的分析方法。
紫外-可见光谱的基本原理
光的吸收：物质吸收特定波长的光，产生吸收峰
光的散射：物质散射光，产生散射峰
光的反射：物质反射光，产生反射峰
光的透射：物质透射光，产生透射峰
光的衍射：物质衍射光，产生衍射峰
光的偏振：物质偏振光，产生偏振峰
紫外-可见光谱的表示方法
磷光光谱：表示物质在激发状态下发射的磷光光谱
拉曼光谱：表示物质在激发状态下产生的拉曼散射光谱
为实际应用提供依据和指导
实验验证的方案设计
实验验证的实施过程
实验材料：化学物质样品、紫外-可见光谱仪、实验试剂等
实验验证的结果分析
汇报人：XX
感谢您的观看
实验数据记录与处理
实验数据的展示：使用图表、图形等方式，直观地展示实验数据的变化趋势和规律
实验数据的采集：使用紫外-可见光谱仪，记录不同波长下的吸光度值
实验数据的处理：使用Excel或其他数据处理软件，对采集到的数据进行处理和分析
实验数据的解释：根据实验数据和相关理论，解释实验结果，得出结论
实验结果分析
实验条件：温度、湿度、光照等
操作步骤：样品制备、仪器校准、数据采集等
实验操作流程
样品制备：选择合适的溶剂和浓度，制备样品溶液
光谱测量：选择合适的光谱仪和参数设置，进行光谱测量
紫外可见光谱鉴定有机物结构
在具体实践是，可用标准物质测定后经行光谱比较，也可采用与标准的有机化合物光谱图 像对照，常用的标准图谱和电子光谱数据表如下：
Sadtler Standard Spectra (Ultraviolet),Heyden,London,1978 萨特勒标准图谱共收集了 4600 中化合物的紫外光谱；
这就确定了维生素 K 的骨架结构是为：
R.A.Friendel and M.Orhin, Ultraviolet Spectra of Aromatic Compounds，Wiley， New York, 1951 共收集了 579 种芳香化合物的紫外光谱；
③ Kenzo Hirayama, Handbook of Ultraviolet and Visible Abosorption Spectra of Organic Compounds, New York, Plenum.
紫外可见光谱在有机化合物结构鉴定中的应用
1. 定性分析
利用紫外光谱定性分析一般要考虑吸收带的个数、位置、强度以及形状。从吸收带的位置 可以估计被测物质结构中共轭体系的大小；结合强度可以判断吸收带的类型，以便推测生色团 的种类。吸收带的形状主要指其反应的精细结构，这是芳香族化合物谱代的特征。其中，吸收 带的位置（λmax）和吸收强度（εmax）是定性的主要依据。根据紫外光谱原理和和吸收带波长经 验计算方法，可以归纳出有机物紫外吸收与结构关系的一般规律：
4 根据生色团判断化合物的骨架
具有相同生色团及助色团的化合物，其紫外光谱图大致相同。据此，可用来推测未知化合 物的骨架。例如：维生素 K 经测定有 249nm、260nm、325nm 吸收带，研究发现它与 1，4-苯醌 的吸收带（250nm、330nm）相似。因此，将其与几个已知不同取代基的 1，4-苯醌化合物的紫 外光谱进行比较，最终发现维生素 K 的吸收带接近 2，3-二烷基-1，4-萘醌
紫外扫描光谱实验报告
一、实验目的1. 理解紫外-可见光谱的基本原理和应用。
2. 掌握紫外-可见光谱仪的操作方法。
3. 通过紫外扫描光谱，对未知化合物进行定性分析和定量测定。
二、实验原理紫外-可见光谱（UV-Vis Spectroscopy）是一种分析技术，用于研究物质在紫外和可见光区域的分子吸收光谱。
当不同波长的单色光通过被分析的物质时，物质会吸收特定波长的光，从而产生吸收光谱。
紫外光区为190 ~ 400 nm，可见光区为400 ~ 800 nm。
本实验利用紫外-可见光谱仪对未知化合物进行扫描，通过测量不同波长下的吸光度，绘制出该化合物的吸收光谱曲线。
通过比较未知化合物的吸收光谱与已知化合物的标准光谱图，实现对未知化合物的定性分析。
同时，根据吸光度与浓度的关系，可对未知化合物进行定量分析。
三、实验仪器与试剂1. 仪器：紫外-可见光谱仪、电子分析天平、移液器、容量瓶、比色皿等。
2. 试剂：未知化合物标准溶液、溶剂（如水、乙醇等）、其他试剂（如酸、碱等）。
四、实验步骤1. 标准曲线绘制：（1）配制一系列已知浓度的标准溶液。
（2）将标准溶液分别倒入比色皿中。
（3）在紫外-可见光谱仪上，选择合适的波长，对标准溶液进行扫描。
（4）以吸光度为纵坐标，浓度或波长为横坐标，绘制标准曲线。
2. 未知化合物定性分析：（1）配制未知化合物的溶液。
（2）在紫外-可见光谱仪上，选择合适的波长，对未知化合物溶液进行扫描。
（3）将未知化合物的吸收光谱与标准曲线进行比较，确定未知化合物的结构。
3. 未知化合物定量分析：（1）根据标准曲线，确定未知化合物的浓度。
（2）计算未知化合物在样品中的含量。
五、实验结果与分析1. 标准曲线绘制：根据实验数据，绘制标准曲线。
通过线性回归分析，得到标准曲线的方程。
2. 未知化合物定性分析：通过比较未知化合物的吸收光谱与标准曲线，确定未知化合物的结构。
3. 未知化合物定量分析：根据标准曲线，计算未知化合物在样品中的含量。
紫外可见吸收光谱原理及应用
为什么是连续的带状光谱?分子光谱来源于分子内部不同电子能级、振动能级和转动能级之间的跃迁，转动能级差最小（10-3-10-6eV），振动能级差次之（10-2-1eV），电子能级差最大（1-20eV）。
电子光谱的波长在紫外可见区（100-800nm），也称为紫外可见光谱。
在发生电子能级跃迁的同时，振动能级和转动能级也不可避免地会发生跃迁，如图1所示。
各个能级之间的能量差是非常小的，所以产生的谱线就会非常密集，当仪器分辨率不高的时候，往往会看到一个较宽的带状光谱。
如果在惰性溶剂(如饱和烃类等)或者气态中测定，就会看到因振动吸收而产生的锯齿状精细结构。
图1：不同种类分子光谱所在波场（左）和三种能级跃迁示意图（右）（图片来自网络）特征吸收峰是如何产生的？有机化合物分子中涉及三种电子：形成单键的σ电子、形成不饱和键的π电子、未成键的孤对电子（n电子）。
处于低能态的成键电子吸收合适的能量后，可以跃迁到一个较高的反键轨道。
如图2：图2：电子跃迁的相对能量示意图饱和烃分子（甲烷等）只能发生σ-σ*跃迁，σ电子不易激发，所以需要的能量大，需要在波长较短的辐射才能发生，吸收波长＜150nm，处于远紫外区。
分子中存在C=C双键时可以发生π-π*跃迁，跃迁所需能量较σ电子小，吸收波长＜200nm，如果分子中存在共轭体系，π电子的成键轨道与反键轨道能级差降低，使得π-π*所需的能量减少，因此吸收波长会向长波长移动，随着共轭体系的增长，吸收波长可由近紫外区转向可见光区。
例如乙烯的λmax=185nm,而1，3-丁二烯其λmax=217nm。
分子中存在C=O、N=O、N=N等基团，除了可以进行π-π*跃迁外，还可以进行n-π*跃迁，这种跃迁所需能量较少，吸收波长大于200nm。
例如丙酮的n-π*跃迁吸收带λmax=279nm，它的π-π*跃迁需要更高的能量，其吸收带λmax≈279nm。
所以紫外谱中特征吸收峰的出现与化合物本身的结构密切相关，这些特征可用于初步对化合物进行分析鉴定。
紫外-可见光谱分析
吸收曲线与最大吸收波长 max可用不同波长的单色
光照射，测吸光度得到——扫描
同一种物质对不同波长光的吸光度不同。吸光度最大
处称为吸收峰，所对应的波长称为最大吸收波长max
峰 肩
末端吸收 谷
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。 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。
二、无机化合物的吸收光谱
无机化合物的UV-Vis光谱吸收光谱主要有： 电荷迁移跃迁及配位场跃迁
配位场跃迁（ d一d、 f 一f 跃迁）
在配体存在下过渡金属元素5个能量相等的d 轨道和镧系、 锕系7个能量相等的的 f 轨道裂分，吸收辐射后，低能态的d 电子或f电子可以跃迁到高能态的d或f轨道上去。 绝大多数过渡金属离子都具有未充满的 d 轨道，按照晶体场 理论，当它们在溶液中与水或其它配体生成配合物时，受配 体配位场的影响，原来能量相同的 d轨道发生能级分裂，产 生 d-d 电子跃迁。 必须在配体的配位场作用下才可能产生， 所以称为配位场跃迁；
n<p
n
n
p
非极性溶剂中 极性溶剂中
n >p
n p
非极性溶剂中 极性溶剂中
溶剂的极性除了影响吸收峰的位置，还影响吸收光谱 的精细结构：
N HC
N
CH 对称四嗪
N
极性溶剂使精细结构消失
蒸汽中
环己烷
水中
4. 体系pH的影响
pH影响吸光物质的存在形态，产生不同的吸收光谱． 如苯酚，在酸性或中性水溶液中，有210.5nm及270nm 两个吸收带；而在碱性溶液中，则分别红移到235nm和
吸收波长为150～250nm，大部分在远紫外区
紫外可见吸收光谱分析
各种有机化合物最大吸收波长和最大吸光度有确 定值。同一物质的浓度不同，光吸收曲线形状相同， 最大吸收波长不变，只是相应的吸光度大小不同，物 质不同，分子结构不同，吸收光谱曲线不同。
苯的紫外吸收光谱
ห้องสมุดไป่ตู้
三、紫外-可见分光光度计
（一）主要部件
光源
单色器
样品室
检测器
显示
1、光源
在整个紫外光区或可见光谱区可以发射连续光谱，
2、多组分的同时测定
在含有多种组分的溶液中，如果要测定多个 组分，可以根据情况的不同，采用不同的方法来进 行测定。
如果溶液中各组分之间的吸收曲线互相不干扰， 可以选择适当的不同的波长分别测定。图a)：X,Y 组份最大吸收波长不重迭，相互不干扰，可以按两 个单一组份处理。
如果多个组分之间的吸收曲线有干扰则可
一、概述
紫外-可见吸收光谱法是利用某些物质的 分子吸收200～800nm光谱区的辐射来进行分 析测定的方法。这种分子吸收光谱产生于价 电子和分子轨道上的电子在电子能级间的跃 迁，广泛用于有机和无机物质的定性和定量 测定。
特点：
（1）灵敏度高 （2）准确度较高 （3）方法简便 （4）应用广泛
局限性：
5. 显示、记录系统
检流计、数字显示、微 机进行仪器自动控制和结 果处理。
（二）分光光度计的类型
1、单光束分光光度计 简单，价廉，适于在给定波长处测量吸光度或透
光度，一般不能作全波段光谱扫描，要求光源和检 测器有高的稳定性。
2、双光束分光光度计 自动记录，快速全波段扫描。可消除光源不稳定、
检测器灵敏度变化等因素的影响，仪器复杂，价格 较高。
紫外-可见吸收光谱分析
Ultraviolet and Visible Spectroscopy, UV-VIS
紫外可见光谱作用
紫外可见光谱（Ultraviolet-Visible Spectroscopy，UV-Vis Spectroscopy）是一种重要的分子光谱技术，其作用主要包括以下几个方面：1. 化合物鉴定与结构分析：- 紫外可见光谱能够揭示化合物分子内部电子的能级跃迁情况，尤其是π-π和n-π跃迁。
通过测量化合物在紫外和可见光区域的吸收峰位置、强度和形状，可以初步推测化合物中存在哪些类型的化学键（如共轭体系、芳香环等）以及它们的相对大小和排列方式。
2. 纯度检测：- 通过对样品的紫外可见光谱进行测定，可以评估化合物的纯度，因为杂质或异构体会导致吸收光谱出现额外的峰或者主峰发生偏移。
3. 定量分析：- 利用朗伯-比尔定律（Beer-Lambert Law），即吸光度与溶液浓度之间的线性关系，可以对目标物质进行定量分析。
4. 络合物配位研究：- 对于金属离子与有机配体形成的配合物，其形成后由于电子云分布的变化，可能会产生新的吸收带，通过观察这些特征吸收，可以确定配合物的组成、稳定常数和配位比。
5. 氢键强度测定：- 在某些情况下，氢键的存在会影响分子的吸收特性，通过比较有无氢键时的光谱变化，可以间接估计氢键的强度。
6. 薄膜能隙测量：- 在材料科学领域，可以通过测量固体薄膜在紫外可见光范围内的光学吸收边来估算半导体材料的带隙宽度。
7. 反应动力学研究：- 紫外可见光谱还可以用于实时监测化学反应过程中的吸光度变化，从而研究反应的动力学参数。
8. 生物分子相互作用研究：- 在生物化学和药理学中，可利用紫外可见光谱分析蛋白质、核酸和其他生物大分子与小分子间的相互作用及其影响。
综上所述，紫外可见光谱法在化学、材料科学、生物学和环境科学等多个领域都有着广泛的应用价值。
中药化学成分单体化合物结构鉴定方法和程序
中药化学成分单体化合物结构鉴定方法和程序1.红外光谱法（IR）：红外光谱法是一种常用的结构鉴定方法，它可以通过测定化合物在红外光波段的吸收特性来确定分子中的官能团和键的存在情况。
2. 紫外-可见光谱法（UV-Vis）：紫外-可见光谱法通过测定化合物在紫外-可见光波段的吸收特性来确定化合物的π电子体系和染色团。
3.核磁共振波谱法（NMR）：核磁共振波谱法是一种常用的分子结构分析方法，它可以提供丰富的信息，如质子谱（^1H-NMR）、碳谱（^13C-NMR）和其他离子核谱（如氮-15谱、氘谱等）。
通过分析谱图，可以确定化合物的分子结构和化学环境。
4.质谱法（MS）：质谱法是一种测量化合物质量的方法，通过对化合物的碎片进行质量分析和质谱图的解读，可以确定化合物的分子量、分子结构和碎片的相对丰度。
5.现代色谱方法：包括气相色谱（GC）、液相色谱（HPLC）等，可以用于分离和纯化复杂混合物中的化合物。
根据化合物的保留时间和检测信号，可以对化合物进行初步鉴定。
结构鉴定的程序如下：1.提取纯化：从中药材中提取目标化合物，并通过分离纯化手段，如柱层析、高效液相色谱等，获得纯净的化合物。
2.化合物性质测定：通过测定化合物的物理性质，如熔点、沸点、溶解性等，可以初步确定化合物的特性。
3.红外光谱分析：用红外光谱仪测定化合物在红外光波段的吸收特性，确定官能团和键的存在情况。
4.核磁共振波谱分析：使用核磁共振仪，获取化合物的质子谱和碳谱等谱图，并通过解读谱图来确定化合物的分子结构和化学环境。
5.质谱分析：使用质谱仪测定化合物的质谱图，并通过解读质谱图，确定化合物的分子量和分子结构。
6.基于以上鉴定结果，结合文献数据和现有化合物数据库，对化合物的结构进行进一步确认。
综上所述，中药化学成分单体化合物的结构鉴定方法和程序是一个系统的过程，需要综合运用多种仪器分析手段，并结合文献数据和数据库的支持，才能得出准确可靠的结果。
紫外光谱-解析
电子能级和跃迁示意图
返回 各种跃迁所所需能量(ΔE)的大小次序为：
s s* n s*p p* n p *
金属配合物的紫外—可见吸收光谱
金属离子与配位体反应生成配合物的颜色一般不同于游 离金属离子(水合离子)和配位体本身的颜色。金属配合物的 生色机理主要有三种类型：
⑴配位体微扰的金属离子d一d电子跃迁和ｆ一ｆ电子跃迁
如果在260~300nm有中强吸收（ε=200~1000）， 则表示有B带吸收，体系中可能有苯环存在。如果苯 环上有共轭的生色基团存在时，则ε可以大于10000。
如果在250~300nm有弱吸收带（R吸收带） ε<100， 则可能含有简单的非共轭并含有n电子的生色基团，如 羰基等。
简单的不饱和化合物
δ烷基取代
计算值
18 256nm （254nm）
溶剂校正
溶甲氯二乙己环水
剂醇仿氧醚烷己
六
烷
环
Δ
0 +1 +5 +7 +11 +11 -8
λn
m
芳环化合物的紫外吸收光谱
苯的紫外吸收光谱 （溶剂：异辛烷）
硝基苯（1），乙酰苯（2），苯甲酸甲酯 （3）的紫外吸收光谱（溶剂 庚烷）
芳环化合物的紫外吸收光谱
237 nm（238 nm）
（2）非骈环双烯基本值
4个环残基或烷基取代 环外双键 计算值
217
+5×4 +5
242 nm （243 nm）
（3）同环共轭双烯基本值 253
5个烷基取代
+5×5
3个环外双键
+5×3
延长一个双键
+30×2
AcO
计算值
紫外-可见吸收光谱分析
• 分子、原子或离子具有不连续的量子化能级，仅当
照射光光子的能量（hυ）与被照射物质粒子的基态和 激发态能量之差相当时才能发生吸收。不同的物质微粒 由于结构不同而具有不同的量子化能级，其能量差也不 相同。所以物质对光的吸收具有选择性。
三、吸收曲线（吸收光谱）
• 吸光度(A)--波长(λ)曲线称--。 • 光吸收程度最大处的波长叫 • 最大吸收波长，用λmax表示。 • 高锰酸钾的λmax=525nm。 • 浓度不同时，光吸收曲线形状不同，最大吸收波长
1852年，比耳（Beer）发现：
• 当单色光通过液层厚度b一
• 定的有色溶液时，溶液的吸
• 光度A与溶液浓度C成正比：
•
A= lg(I0/I)= k2 C
• --- 比耳定律
•
（ C--有色溶液的浓度 k2--比例常数 ）
• 将朗白定律与比耳定律合并起来:
•
A = lg(I0/I) = K b c
物质颜色
黄绿 黄 橙 红
紫红 紫 蓝
绿蓝 蓝绿
吸收光
颜色
波长范围
紫
40/0n-m450
蓝
450-480
绿蓝
480-490
蓝绿
490-500
绿
500-560
黄绿
560-580
黄
580-600
橙
600-650
红
650-700
二、物质对光的选择性吸收
当一束光照射到某物质或其溶液时，组成该物质的 分子、原子或离子与光子发生“碰撞”，光子的能量就 转移到分子、原子上，使这些粒子由最低能态（基态） 跃迁到较高能态（激发态）：M + hυ → M* 这个作用叫物质对光的吸收。
药学仪器分析知识点总结
药学仪器分析知识点总结药学仪器分析是药学专业学生必修的一门课程，它是药学实验教学中重要的一环，也是药学专业学生必须掌握的基本技能之一。
本文将从药学仪器分析的基本原理、常见仪器及其应用、实验操作技巧和常见故障排除等方面对药学仪器分析进行全面的总结。
一、基本原理1. 色谱分析：色谱分析是利用气相或液相色谱仪分离和检测化合物的一种分析方法。
气相色谱仪主要用于挥发性有机物的分离和检测，液相色谱仪主要用于非挥发性有机物和无机物的分离和检测。
色谱分析的原理是将待分离的混合物通过柱子（固相色谱）或毛细管（液相色谱）传递，利用样品在固相或液相中的分配系数和分子扩散速率的差异来实现样品分离和检测。
2. 质谱分析：质谱分析是通过质谱仪对化合物进行质谱检测，利用质谱谱图来确定化合物的分子结构和分子量。
质谱分析的原理是将样品化合物进行离子化，然后将离子进行加速、分析和检测，最后得到质谱谱图，通过质谱谱图的数据分析来确定化合物的结构和分子量。
3. 紫外-可见光谱分析：紫外-可见光谱分析是通过紫外-可见光分光光度计来检测化合物的吸收和发射光谱，从而确定化合物的结构和浓度。
紫外-可见光谱分析的原理是通过分光光度计对待测样品在紫外-可见光波段的吸收或发射光谱进行测量，然后通过光谱数据来确定化合物的结构和浓度。
4. 核磁共振分析：核磁共振分析是利用核磁共振仪对化合物进行核磁共振检测，通过核磁共振谱图来确定化合物的结构和分子量。
核磁共振分析的原理是将样品化合物置于外加磁场中，然后经过射频脉冲激发，通过核磁共振谱图的数据分析来确定化合物的结构和分子量。
二、常见仪器及其应用1. 气相色谱仪：气相色谱仪主要用于挥发性有机物的分离和检测，广泛应用于食品、环境、药品等领域。
其特点是分离效率高、分析速度快、分析灵敏度高，广泛用于分析挥发性有机物的含量和结构。
2. 液相色谱仪：液相色谱仪主要用于非挥发性有机物和无机物的分离和检测，广泛应用于生物、医药、环保等领域。
紫外——可见光谱法在卟啉类化合物结构分析中的应用
紫外-可见光谱法在卟啉类化合物结构表征中的应用摘要：简述了紫外-可见光谱分析的基本原理，及其在有机化化学中的应用；结合卟啉、金属卟啉的吸收特点，对紫外-可见光谱在其结构表征中的应用作了归纳性的总结。
关键词：紫外-可见光谱法；应用；卟啉；金属卟啉；结构表征1 紫外-可见吸收光谱分析基本原理紫外光谱（UV）是指波长在200~400nm；可见光谱则是波长在400~800nm的电磁波吸收光谱。
相应于上述波长的能量范围约在670~314kJ/mol和314~155kJ/mol。
因此，它们是属于π电子（成键的或孤对的电子）跃迁。
所以，不是所有的有机化合物，都能给出它们的吸收光谱，而主要是对具有共轭双键结构的化合物和芳香族化合物才能给出光谱。
如果用紫外和可见光照射含有共轭的不饱和化合物溶液，可以看到一部分光线被吸收了，吸收光线的多少，取决于入射光的波长和化合物的结构。
如果以波长为横坐标，以紫外、可见光线的吸收强度（有时也称消光系数或摩尔吸收度）为纵坐标作图，就得到紫外或可见光谱图。
同一种物质对不同波长的光吸收不同；不同浓度的同一种物质，其吸收曲线形状相似、λmax不变，只是吸光度大小不同；而对于不同物质，它们的吸收曲线形状和λmax均不同。
当外层电子吸收紫外或可见辐射后，就从基态向激发态(反键轨道)跃迁。
主要有四种跃迁形式，如图1。
所需能量ΔΕ大小顺序为：n→π＊< π→π＊< n→σ＊< σ→σ＊。
吸收带是指吸收峰在光谱中的波带位置，根据电子及分子轨道理论，有机化合物紫外-可见光区的吸收带有四种类型：R吸收带——由化合物中的n→π＊跃迁产生的吸收带。
其强度小，ε<100；λmax位于较长波长处，>270nm；K吸收带——由共轭体系中π→π＊跃迁产生的吸收带。
其强度大，ε>104；λmax比R带的短，一般>200nm；B 吸收带——由苯环本身振动及闭合环状共轭双键π→π＊跃迁产生的吸收带。
光谱分析在化学中的应用
光谱分析在化学中的应用光谱分析是一种重要的分析技术，广泛应用于化学领域。
通过研究物质在不同波长的光照射下的吸收、发射或散射特性，可以获得物质的结构信息和性质参数。
本文将重点探讨光谱分析在化学中的应用。
一、紫外-可见光谱分析紫外-可见光谱分析是一种非常常用的分析方法，用于研究物质在紫外和可见光波段的吸收特性。
通过测定物质在不同波长的光照射下的吸收强度，可以分析物质的组成和结构。
紫外-可见光谱分析在有机化学、无机化学和生物化学等领域均有广泛应用。
例如，在有机合成中，紫外-可见光谱分析可用于测定有机化合物的含量、反应进程和纯度。
通过测定物质在特定波长的吸光度，可以计算物质的摩尔吸光系数和摩尔吸光度，进而确定物质的浓度。
这对于合成有机化合物的定量分析至关重要。
在环境监测方面，紫外-可见光谱分析可以用于测定水体和大气中的污染物浓度。
例如，用紫外光谱分析测定水中溶解有机物的浓度，或者通过可见光谱分析测定大气中悬浮颗粒物的浓度等。
这些分析结果可用于评估环境质量和指导环境保护工作。
二、红外光谱分析红外光谱分析是一种常用的无损分析方法，用于研究物质在红外波段的吸收特性。
物质的分子结构和化学键在红外光谱中具有独特的谱带，通过测定样品吸收红外光的频率和强度，可以获得物质的结构信息。
红外光谱分析在有机化学领域中广泛应用。
例如，通过红外光谱可以确定化合物中的官能团，并进行结构分析。
有机物的取代基、双键和环状结构等都可以在红外光谱中得到清晰的显示。
这对于有机化合物的鉴定和质量控制具有重要意义。
此外，红外光谱分析还可用于材料科学、分析化学和生物化学等领域。
例如，红外光谱可以用于表征材料的结构和性质，分析样品中的杂质、污染物或痕量组分，以及研究生物大分子的结构和变化等。
红外光谱分析的广泛应用促进了相关领域的发展和创新。
三、质谱分析质谱分析是一种高灵敏度的分析方法，用于研究物质的分子结构和组成。
它通过将样品中的分子离子化，并根据分子离子在质谱仪中的质量和电荷比进行分离和检测，从而得到样品的质谱图。
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化合物结构鉴定紫外-可见光谱分析作业1.说明纳米Ru、Rh、Ir 等十种纳米材料的紫外可见光谱（附图）2.说明马尾紫、孔雀绿、多氯代酚、苏丹、peo-ppo-peo、pvp等十种有机物或聚合物的紫外可见光谱（附图）解答如下：1（1）、纳米ZnS的紫外-可见光谱分析紫外吸收光谱表征：紫外-可见吸收光谱可观察能级结构的变化，通过吸收峰位置变化可以考察能级的变化。
由图5可知，硫化锌在200~340 nm波长范围内对紫外光有较强的吸收。
1（2）、NiFeAu纳米材料的紫外-可见光谱分析紫外吸收光谱表征：上图比较了相关纳米粒子的紫外－可见吸收光谱．图ｂ是NiFeAu纳米粒子分散在正己烷中的紫外－可见吸收光谱可以看出NiFeAu纳米粒子在约557nm有一个较宽的吸收峰．对比用同样方法合成的NiFe图ａ在所测试的范围内无特征的吸收峰可以判断多功能性NiFeAu纳米粒子具有源于Ａｕ表面等离子共振吸收的光学性质．与用同样方法合成的纳米Ａｕ粒径８nm在可见光区526nm有强的吸收峰相比图ｃ NiFeAu纳米粒子的吸收峰形明显变宽并出现红移该观察说明除了粒径大小变化的因素Fe和Ni的存在影响了Au的表面等离子共振吸收也间接证明了NiFeAu纳米复合粒子的生成．Au的特征吸收峰的峰形和强度不同原因在于纳米粒子的组成发生了变化．根据纳米颗粒光学响应模型Mie理论表面等离子共振吸收是由入射光频率和金属纳米颗粒中的自由电子的集体发生共振时产生的而表面等离子共振吸收的共振条件对纳米颗粒周围的环境十分敏感纳米粒子的组成结构尺寸形状电解质或者粒子间的相互作用力不同特征吸收峰的强度和形状都会受到影响而不一样.1（3）、TiO纳米材料的紫外-可见光谱分析2紫外吸收光谱表征：水悬浮液的 UV-vis 吸收和透射光谱。
由图上图是0.05% 金红石纳米Tio2在紫外光范围内都可见, 即使在很低的浓度下( 0.05% ) , 金红石型纳米Tio2有很强的吸收性能, 其最高吸收峰达到2.0以上, 对应的紫外光透过率接近0。
由 Lambert - Beer定律可知, 吸光度( Abs) 值越大, 表明其对该波段光的吸收性能越好; 而透光率越低, 表明对该波段光的屏蔽能力越强。
1（4）、CdS的紫外-可见光谱分析紫外吸收光谱表征：温度为220度的CdS纳米颗粒的紫外-可见吸收光谱，CdS纳米棒在485nm处有明显的吸收峰，相对于CdS块体材料515nm的特征吸收峰有30nm的蓝移。
1（5）、纳米铝的紫外-可见光谱分析紫外吸收光谱表征：纳米Al粉微粒紫外-可见光吸收光谱如图4所示,放置一年后的样品(old-nanoAl)和最近制备的样品(new-nanoAl)分别在253. 00 nm和252. 00 nm处出现较强的吸收峰,这是铝纳米颗粒表面等离子体共振吸收峰,它起源于激光电磁场诱导的电子相干共振,此吸收峰的位置、形状与团簇颗粒的大小、形状、分散状态相关,由于纳米微粒具有量子尺寸效应,粒子尺寸相应增大时,相邻能级的能量差减少,相邻束缚态能量差减少,对应吸收峰中心波长增大,将会导致吸收峰的红移。
从图4可知,这两种纳米铝粉的吸收峰的位置差1 nm,这表明它们的颗粒度基本相同,但后者的吸收强度比前者大,这是由于新纳米铝粉的表面活性大,被氧化的程度小的缘故。
1（6）、针形Ir纳米粒子紫外-可见光谱分析紫外吸收光谱表征：从针形Ir纳米粒子胶体的紫外吸收光谱图可以看出,针形Ir纳米粒子胶体在234-261nm区域有一个吸收波段,在283nm和316nm波长有连个小的吸收峰。
在这些波段出现的吸收峰可能是因为Ir纳米粒子的形成。
在紫外光照下,2,7-二氢基萘发生分解,产生还原物质,还原了氯钴酸中的Ir络合物。
随着反应的进行,Ir纳米粒子逐渐生长成纳米针的形貌,二氢基萘发生分解,浓度降低,之后对紫外光谱的吸收发生了变化,同时,由于合成Ir纳米针时所用的2,7-二氢基萘浓度较低,不易对紫外光谱产生明显的吸收特征峰,且乙二醇和氧氧化钠对紫外光谱的吸收没有明显的特征峰,因此,针形Ir纳米粒子胶体对紫外吸收光谱的特征峰的出现可归因于针形Ir纳米粒子的合成,这与文献所报道的有些类似。
1（7）、树枝状 Ru 纳米的紫外-可见光谱分析紫外吸收光谱表征：如图所示，是树枝状 Ru 纳米制备过程各个不同反应阶段的紫外-可见吸收曲线。
图中各组实验条件均保持一致，RuCl3+苯甲醇溶液的浓度为 0.03 mol/L，保护剂 PVP K360 苯甲醇溶液的浓度为 0.15mol/L，PVP 与 Ru3+的摩尔比保持在5:1，以苯甲醇作为还原剂和溶剂，在 900 w的微波条件下加热 0 s，30 s，60 s，120 s，180 s，240 s，300 s，360 s 时间下分别取样测试。
如图显示，在未开始反应的溶液吸收曲线中，由于体系中的 Ru3+的等离子体共振在 345 nm 处形成了明显的吸收峰。
随着反应的进行，在 30 s-120s 之间，吸收峰的强度不断下降直至完全消失，同时伴随着在全谱段的峰位置向高频移动。
说明在此反应时间段内，Ru3+被不断的消耗，数量逐渐下降直至被完全还原，同时 Ru 金属原子开始出现。
在180 s～360 s之间，在高频位置的吸收峰逐渐变宽，形成了金属胶体的等离子散射，这个过程说明体系中的 Ru3+已经完全被还原成原子，并且Ru 纳米粒子的粒径在逐渐增大。
通过 UV-Vis 监测整个树枝状 Ru纳米制备过程，可以清楚的观察到经过微波反应 360 s 后 Ru3+被完全还原成 Ru 原子。
1（8）、纳米铜的紫外-可见光谱分析紫外吸收光谱表征：纯Cu纳米颗粒会在电磁波谱的可见光区(580 nm 左右)产生一个特征吸收峰,因而制备Cu纳米颗粒，溶胶的紫外可见吸收光谱往往是重要的一个表征手段。
1（9）、纳米银的紫外-可见光谱分析紫外吸收光谱表征：纯Ag纳米颗粒会在电磁波谱的可见光区(437 nm 左右)产生一个特征吸收峰,因而制备Ag纳米颗粒，溶胶的紫外可见吸收光谱往往是重要的一个表征手段。
1（10）、纳米金的紫外-可见光谱分析紫外吸收光谱表征：由于纯Au纳米颗粒会在电磁波谱的可见光区(520 nm 左右)产生一个特征吸收峰，因而制备Au 纳米颗粒以及含有Au 的复合微粒，溶胶的紫外可见吸收光谱往往是重要的一个表征手段。
2（1）、冬枣果皮红色素的紫外-可见光谱分析紫外吸收光谱表征：由图可以看出,在冬枣红色素提取液光谱图上共有7个吸收峰。
随着波长的增加,吸光值呈现逐渐减小的趋势。
花色苷类化合物在紫外区270~280 nm和465~550 nm之间有明显的吸收峰,类黄酮类色素在250~350 nm之间有明显的吸收峰。
通过特征性反应检验,可以初步判定冬枣色素是花色苷类和类黄酮类化合物。
2（2）、番茄红素的紫外-可见光谱分析紫外吸收光谱表征：番茄红素在不同极性的溶剂中的紫外光谱的吸收峰的位置、强度、形状常常发生变化是溶质-溶剂分子之间相互作用的结果。
番茄红素主吸收带的产生是由其共轭π电子从基态跃迁到第二激发态引起,番茄红素分子所处的介质环境对吸收带波长以及吸收强度有较大影响,由图和表分析得到:番茄红素在具有较低折光率的溶剂-非极性溶剂(正己烷、石油醚)和极性中等的溶剂(丙酮、乙酸乙酯)中特征吸收带波长非常接近,但在较高折光率的溶剂苯、二硫化碳中特征吸收带波长明显红移,可能是高折光率的溶剂对番茄红素激发态的稳定作用比基态强的结果。
用苯和二硫化碳作为溶剂时,与丙酮相比,番茄红素的溶解速度快,颜色变深,番茄红素的3个吸收峰发生明显红移,同时还发现在二硫化碳中,番茄红素吸收光谱的谱带变宽,475nm处的峰值变得模糊。
当番茄红素溶于极性溶剂时产生溶剂化,由于激发态和基态的电荷分布不同而使这两种状态的溶剂化程度不同,溶剂的极性愈大,有机分子的成键π轨道向反键π*轨道的跃迁波长愈长,说明激发态的极性比基态大,能级降低的比基态多,从而发生红移效应。
溶剂化还限制了分子的自由转动,因而转动光谱表现不出来,如果溶剂的极性很大,分子的振动也受到了限制因而振动引起的精细结构消失。
番茄红素溶解在苯和二硫化碳两种溶剂极性不一样的溶剂,产生红移的大小也不一样。
由于二硫化碳的极性比苯大,番茄红素的二硫化碳溶液吸收峰的位置红移最为显著。
2（3）、脱水香菇子实体中核苷酸含量的紫外-可见光谱分析紫外吸收光谱表征：单核苷酸分子为芳杂环化合物,结构中具有碱基,其中的嘌呤环和嘧啶环有碳碳、碳氮双键共轭体系,分子中的碱基嘧啶在紫外可见光谱中B吸收带的λmax=244 nm。
在pH为7.0时, 5’-IMP的λmax=248nm,由于空间位阻效应引起吸收强度的改变,使吸收波长略向紫移,实际观测值为260 nm。
由于每摩尔该物质在一定pH值下的紫外吸收值为常数,可以对嘌呤或嘧啶衍生物进行定量测定。
2（4）、卟啉及其衍生物的紫外-可见光谱分析紫外吸收光谱表征：卟啉的衍生物具有特征的紫外-可见吸收光谱,卟吩环特殊的11个共轭双键的高度共轭体系决定了其电子轨道的能级高低。
卟吩环π→π*能级差大约位于400—700nm对应的可见光范围,从而形成其特殊的紫外-可见吸收光谱,主要包括Soret带和Q带。
其中,Soret带为单峰吸收一般在420nm左右,Q带一般在500—700nm之间,包括4个吸收峰。
通常Soret带吸收峰的吸光系数约是Q带的10—20倍。
其中Soret带归属于卟吩环π轨道π→π*(a2u→e*R),Q带的4个弱的吸收峰归属于卟吩环的π→π*(a1u→e*R),其特征的紫外-可见吸收光谱如图。
2（5）、红色核桃仁种皮提取物紫外-可见光谱分析紫外吸收光谱表征：利用紫外-可见光谱对红色核桃仁种皮提取物进行了初步的分析(图1),其最大吸收波长在可见光区为560和591 nm,大于现有报道的花色苷的最大吸收区500~550 nm范围,这可能是由于提取液中花色苷与酚类物质形成复合物,使花色苷稳定性提高,在可见光区出现明显红移,提取物经过醋酸铅沉淀后,利用展开剂正丁醇∶冰醋酸∶水=80∶20∶20在硅胶G板上进行层析,获得Rf值为0.55的斑点,转移,用0.5%的盐酸乙醇溶液溶解后再进行紫外-可见光谱分析,在紫外区有2个吸收峰,波长分别为340和370 nm,在可见光区有2个吸收峰,其波长分别为552和585 nm(图2)。
在300~360 nm附近有吸收峰说明色素中有酰基基团存在;其盐酸乙醇溶液加入AlCl3后,发生红移(向长波长方向移动),说明B环存在游离羟基。
2（6）、苏丹红I在乙醇溶液中的紫外-可见光谱分析紫外吸收光谱表征：不同浓度SDⅠ在乙醇溶液中的紫外-可见光谱见图1。