有机波谱分析
现代波谱分析的新技术
班级：090211 姓名：王茜学号：09021101
摘要：有机波谱分析主要从红外光谱、紫外光谱、核磁共振谱、质谱，四大领域来分析及应用。近年来，仪器分析技术取得了日新月异的进步HPLC的紫外全波长扫描检测器和毛细管柱的应用．以及HPLC与．MS和FTIR的接口技术日趋完善．基本解决了混合的在线检测问题．而对纯有机物进行质谱、红外光谱、紫外光谱和核磁共振波谱分析可以给出该有机物确切的分子结构。因此，利用 HP LC／Ms和HPLC／FTIR对煤的萃取液进行在线分析，并用NMR 对待测物质的萃取液分取出的纯组分进行离线分析，可望得到可溶有机物各组分确切的分子结构．
有机波谱分析是分析化学中发展最快、应用最广泛的领域之一。波谱分析的基础理论与实验的应用已成为生命科学、材料科学、环境科学、石油化工等诸领域中重要的、不可缺少的部分。近年来西方发达国家的大学教学中，波谱分析越来越受到重视。有机波谱分析主要从红外光谱、紫外光谱、核磁共振谱、质谱，四大领域来分析及应用。以美国为倒，近年的国家自然科学基金、高等学校提供的基金与实验室改造资金中，核磁共振谱仪居第一位，色谱与质谱联用项目次之。充分考虑在各研究领域中各种波谱方法的特点和应用，除了对基本理论和仪器进行描述外，还应掌握波谱数据与分子结构关系的一般规律。
有机波谱主要运用于有机化合物的结构鉴定，以前基本上是以化学反应为主要手段，但化学实验的信息量是非常有限的，往往不一定能得到明确结论。近些年来发展起来的波谱分析方法主要是以光学理论为基础，以物质与光相互作用为条件，建立物质分子结构与电磁辐射之间的相互关系，从而进行物质分子几何异构、立体异构、构象异构和分子结构的分析和鉴定。由于它具有快速、灵敏、准确、重现等特点，使之成为有机物结构分析和鉴定的常用分析工具和重要分析方法【1】。在实际工作中，单用一种方法往往难以得出明确的结论，需要综合利用多种波谱方法联合解析【2】，相互说明，互为佐证。
一、红外光谱
红外吸收光谱主要是通过测定分子中化学键的振动频率来确定官能团，提供未知物具有哪些官能团、化合物的类别( 芳香族、脂肪族、饱和、不饱和)等．红外光谱有时也可提供未知物的细微结构．如直链、支链、链长、结构异构及官能团间的关系等信息，但它在综合光谱解析中居次要地位．其应用主要在聚合物组成与结构表征中具有独特的优势，应用傅里叶变换红外光谱(FTIR)上的特征吸收峰可以推断未知物的结构．从E P M的FTIR光谱的亚甲基摇摆振动区域的谱带中可判断出序列结构【3】．而 FT2 Raman仪是在 F TIR仪的基础上附加FT2Raman附体组成的，对 C=C 、 C≡C、 S=S 、 C=S 、 P=S等红外弱谱峰很灵敏，可出现强峰。
红外光谱主要以近红外光谱分析为主，其在中药纯化过程的研究上起了重要作用。目前，中药产品质量的稳定性和均一性较低，极大地阻碍了中药现代化与国际化进程，其主要原因之一是缺乏中药制药过程分析方法，诸多过程参数尚无法在线检测，更谈不上实施有效控制．近红外光谱技术( Near infrared spectroscopy ，NIRS)是一种重要的过程分析方法，具有快速、原位、非接
触、非破坏性等优点，可同时进行多组分测定，已在石油化工【4】、西药质量监控【5】、农业【6】、化学反应终点跟踪【7】、药物辅料识别【8】、肉类加工等方面得到广泛应用，但尚未见用于中药生产过程的报道．大孔吸附树脂纯化是近年被推广用于中药精制工艺的新技术【9】，以其纯化中药黄连过程为具体研究对象，用黄连中各生物碱的 H P L C分析测定值作参比，采用偏最小二乘算法( PLS ) 建立 N I R透射光谱的校正模型，快速地同时测定了洗脱物中盐酸小檗碱、盐酸巴马亭、盐酸药根碱和黄连总生物碱的浓度，从而提出一种基于 NIRS的适合中药制药过程分析的新方法．NIRS是介于可见光谱区和中红外光谱区之间的电磁波，其光谱信息来源于分子中C—H， N —H，O—H基团的倍频和合频振动吸收，化学信息量相当丰富．在NIRS分析测试中，一般首先需要依据已知样品化学信息，用多元校正方法建立校正模型；然后使用该校正模型计算处理未知样品的NIRS数据，获取其化学组成信息【4】．换句话说，为利用NIRS信息快速测定未知样品的化学组成，必须使用合适的计算方法处理光谱数据．
常用的多元校正方法有多元线性回归( MLR ) 、主成分回归( PCR ) 、PLS 回归、人工神经网络等，用 PLS算法回归所建立的校正模型一般优于 MLR与PCR法，同时计算速度也很快．因此，本文选用PLS算法建立校正模型，采用内部交叉验证均方差( R MS E C V) 和预测均方差( RMSEP ) 检验校正模型的质量与对未知样本的预报效果，以相对偏差 ( RSECV) 和(RSEP)考察所建模型校正和预测的相对误差，它们的计算方法参见文献【10】．
二、紫外光谱
紫外吸收光谱主要用于确定化合物的类型及共轭情况．如是否是不饱和化合物，是否具有芳香环结构，是否具有共轭体系等化合物的骨架信息．这里要注意的是紫外吸收光谱虽然可以反映分子结构中发色团和助色团的特性信息，但特征性差，且不能完全反映整个分子的特性．它只能作为结构鉴定的一种辅助工具，主要用于定量分析．
紫外-可见光谱(UV-Vis)常可用于煤结构的研究．UV-Vis光谱或颜色与煤的电子能级、缩合芳环结构单元的大小有关．根据分子光谱理论，这些缩合芳环结构单元中的电子π→π﹡，n→π﹡跃迁导致紫外可见-近红外吸收光谱，其吸收峰波长上限λmax随缩合芳环共轭体系增大而红移．已知煤中缩合芳环随煤化程度增加而增大，所以煤的颜色也就随之加深．Friedel 等【11,12】用超薄切片 (( 1 0 ±0．5 )μm)和 KBr 压片技术得到煤的 UV-Vs光谱，并通过比消光系数的定量分析发现镜煤 (84﹪C)中 5 个～6 个苯环的稠环芳烃含量只有2﹪～13﹪，指出自由基对煤的颜色有贡献；他还用 27 种稠环芳烃混合物的UV-Vis光谱模拟煤的电子能谱，并推算出煤种中的 5稠苯和 6稠苯约有 1 7﹪．还观察到煤的电子能级带隙为0．7 8e V．能隙的存在说明煤中的稠环芳烃结构单元的大小有限．另外，紫外-可见光谱仪是HPLC的常用检测器之一．利用二极管阵列技术可以得到 HPLC分离后的化合物的UV谱图．
通过紫外光谱扫描，丹参酮IIA( UVmax268nm) 、丹参酮IIA 、IIB、I、隐丹参酮等混合溶液及丹参药材氯仿提取部分的最大吸收波长均在268nm附近，且丹参中丹参酮IIA一般含量最高，故选择丹参酮IIA为基准物、氯仿为溶剂，用紫外分光光度法于波长268nm处测定总丹参酮含量。标准神线同归方程A=0.0949C 一0.OO3 ，r=0.9996 ，n=6，线性范围 O．9～ 9.O μg／ml 。样品制备成溶液后2h内稳定。取药材粉末( 4 O目) O．1g，精密称定，置小层析柱中，用氯仿
小心洗脱，至冼脱液无色，洗脱液定容，适当稀释后于268 nm处测定吸收值。精
密度考察结果CV=0．9 7％( n=8 )；加样回收率考察Ⅹ=99．2％(n=5)．CV：1.2 ％ .
三、核磁共振谱
核磁共振氢谱在综合光谱解析中主要提供化合物中有关质子的信息． ( 1 ) 质子的类型：质子所处的化学环境说明化合物具有哪些种类的含氢官能团．( 2 ) 氢分布：由峰的强度( 面积) 可说明各种类型氢的相对数目． ( 3 ) 核间关系：峰的数目标志分子中磁不等性质子的种类，共振信号的数目表明分子中不同
类型质子的数量，这里应注意是否存在信号的重叠；峰的裂分数可说明相邻碳
原子上质子数；偶合常数可确定化合物构型．氢核间的偶合关系与氢核所处的
化学环境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．核磁共振碳谱(13C NMR)与氢谱
类似，也可提供化合物中碳核的类型、碳的分布、碳核间的关系三方面结构
信息．主要提供化合物的碳“骨架”信息．碳谱的各条谱线一般都有它的惟
一性，能够迅速、正确地否定所拟定的错误结构式．碳谱对立体异构体比较
灵敏，能给出细微结构信息．
核磁共振波谱法( NMR ) ．可提供有机分子中氢和碳以及由它们构成的官能团、结构单元和它们彼此的连接方式和顺序的准确结构信息，堪称定性剖析中
分子结构的“总装配师”．在NMR谱图中的每个峰都可找到而且必须找到确切的
归属．对于一个拟定的分子结构，可以从理论上很好地预见其出现的谱峰位置、形状和强度等．核磁共振二维谱．对于复杂化学结构的未知物，可以测定氢一
氢相关谱或碳一氢相关谱(COSY)，提供化合物氢核与氢核或氢核与碳核之间的相
关关系，测定细微结构．
核磁共振谱是一种很有力的研究手段．可应用于煤的液化产物和固体煤分析．液体核磁共振主要有。1H—NMR，13C-NMR，多脉冲序列和液体二维谱等、固
体核磁共振主包括固体13C — NMR、交叉极化 (CP ) 、高功率质子去偶、魔角
旋转 ( MAs ) 、偶极去相 ( DD) 、固体二维谱等、近年来才发展起来的核磁
共振成象技术也已用于煤的研究。
核磁共振谱用于煤结构研究主要提供碳、氢原子分布、芳香度、缩合芳环
结构等结构信息．煤的1H—NMR谱和13C—NMR谱都有两个宽化的峰，分别属于芳
香族和脂肪族的c和H．弥散的吸收谱表明煤中的c和H所处的微环境很复杂．Derbyshire等对质子弛豫时间快慢的研究发现煤中存在流动相H和固定相
H.Schmiers【13】等。用13C—NMR研究了两种褐煤的大分子结构，提出相应的结
构模型．认为褐煤中的芳环主要是苯环，一CH2一，一O一和一S一桥键将含不
同取代基的苯环联结在一起形成大分子．Solum等【14】。研究了Argonne Premium
煤的15N—NMR波谱，发现煤中有机氮原子均存在于煤的芳环结构中．NMR技术能够区别不同环境中的 H 和C原子，如：芳氢、酚羟基氢，并
能区别和芳环相连α碳上的氢及β碳相连的氢．因此NMR技术在统计结构分析中
得到广泛应用.
13C—NMR谱能提供大分子骨架信息，又可观察不与质子相连的基团，如 c
＝O和 c≡N 等基团中的c信息，而H—NMR对此则无能为力．从c-NMR得到的芳香
度是直接观测的，优于任何其它方法所得值，最先被Knight描述的结构参数包括
芳碳上取代基的数量、非桥键芳碳原子数、脂肪碳含量、每个平均分子中的芳环
数等、许多文献中都应用高分辨NMR谱研究煤及其衍生物的结构.13c—NMR多脉冲
序列如DEPT技术(无畸变极化转穆增强法) 谱图中多重峰相位与正常FT谱一致，
根据偶合常数的不同，将各种类型的碳分开，为研究煤分子结构提供了更详细的信息．由于煤中部分乃至大部分是不能被溶解的大分子骨架结构，所以对固体煤的直接研究非常重要、固体核磁共振碳谱可在不破坏原煤结构的情况下直接分析煤的固体样品．获取其结构信息、利用交叉极化 ( CP ) 、魔角自旋( MAS )等技术，可以获得煤的固体CP/NMR高分辨谱，直接进行煤的芳香度测量．用常规的 CP／MAS谱，结合偶极去相及分峰实验，可以得到更精细的煤的结构参数．David等【15】用大功率去偶、交叉极化的方法获得了煤的13C—NMR谱，并估算了芳香度．张蓬洲等【16】用CCP 、MAS技术对我国12种不同变质程度的煤进行了研究，得到煤的l2种结构参数．用NMR测定的桥碳数计算出每个煤样的芳香簇团大小，并根据计算结果设计出各种煤的芳香组结梅模型、马志茹等【17】利用固体CP，CP／MAS／TOSS和偶极去相(DD)等实验技术对峰峰肥煤进行了分析，并通过计算获得一系列煤的结构参数．了解了峰峰肥煤的结构特征．近年来出现的核磁共振成象技术已开始应用于煤的研究中，探测煤的化学和物理结构、Dieckman等用吡啶和氘代吡啶处理煤，观察质子成象、被氘代溶剂溶胀的煤可用来描绘煤大分子结构中的小分子流动相部分，用质子溶剂处理的煤可用来观察进入煤中溶剂的分布情况.
四、质谱
质谱主要提供有关分子的分子量、元素组成、由裂解碎片推导结构单元等结构信息．质谱图上的碎片峰可以提供一级结构信息．质谱的另一个主要功能是在综合光谱解析后，验证所推测的未知物结构的正确性．
气相色谱～质谱联用技术对小分子混合物样品的分析极为方便．飞行时间二次离子质谱利用碎片离子的质量、相对丰度和谱图峰形的分布解析碎片离子．碎片离子的质量是质谱图解析的根本依据；碎片峰的相对丰度则提供了被测物质的结构信息；谱图峰形的分布为有机组分的化学组成提供了概略的宏观信息．全二维气相色谱与通常的气相色谱相比具有分辨率高、峰容量大、灵敏度好、分析速度快以及定性更有规律可循等特点【19】，非常适合复杂体系的分离分析．已被应用于石油产品、精油、杀虫剂、中药挥发油及烟气等复杂体系领域的研究。
从分子水平上对煤进行分离的分析是确定煤的化学结构的关键．在不破坏共价键的前提下．可溶化是从分子水平上分离煤的必要条件．饭野雅最早发现CS2-NMP混合溶剂具有优良的溶煤能力，添加少量的如四氰基乙烯 ( TCNE) 和四氰基对醌二甲烷 ( TCNQ) 等受电子试剂可进一步提高萃取率．利用该混合溶剂优良的溶煤能力和某些受电子试剂的增溶作用至少可使某些煤中大部分有机物在保持共价键的条件下实现可溶化，进而利用多种现代分析技术可望了解其中各组分确切的分子结构．
借助GC的分离功能和MS的鉴定功能的分析方法可提供所测组分的一些结构信息．GC虽已被广泛用于有机物的分离分析，但对难挥发和不稳定成分的分离分析十分困难．HPLC可以弥补GC的不足，但还存在分离效果欠佳的问题．Stock 等【20】通过在碱性溶液中氧化和在N一甲基一2吡咯烷酮(NMP)一吡咯混合溶剂中脱羧处理，用 GC／Ms测定了Pocahontas N o.3煤衍生物一系列多环芳烃的结构．魏贤勇等【21】先以CS2继而以苯作溶剂对煤进行彻底萃取，利用GC／MS和LC ／MS分析萃取液．揭示了煤中部分有机质的分子结构．另外，Wei 等还用 LC／ MS 分析研究了煤的CS2一NMP萃取物的组成．顾永达等【22】对具有连续演化的煤样的索氏萃取物中芳烃馏分进行GC／MS分析，研究了多环芳烃的组成与分布以及其
随煤化过程变化的分布特征．王旭珍等【23】用GC／MS分析煤萃取物中的含氮杂环化合物芳香馏分 ( NPAH)的组成结构，发现该氮杂环化合物主要是同时含有S 和N杂原子，以氮杂二苯并噻吩及其 C1～C5烷基取代物的形式存在，为煤化学结构和成因的研究提供了重要信息．在较温和的条件下通过用超临界流体萃取和超临界GC／MS分析也可以得到煤中部分有机物的结构信息，该方法属可分离、非破坏性分析，但只能测定煤中的小分子成分．
由于煤焦油与原煤具有密切的关系，故煤焦油中的物质代表了煤中的部分原始结构和原始物质．李香兰等【24】用GC／MS研究了低温煤焦油馏分的组成和统计结构，建立了用GC／MS数据建构煤焦油等煤液体平均分子结构的方法陈皓侃等【25】用GC／MS技术测定了热解及加氢热解煤焦油的组成特征，并在此基础上研究了其与煤结构的关系．
在从分子水平上揭示煤的结构的基础上。可以深入了解煤种、煤中显微组分及煤的各种物理和化学性质与煤结构的关系，进而依据这些关系开发煤中有机质的有效分离和定向转化工艺，从煤中获取高附加值的精细化学品．即基于分子煤化学的研究成果，可望在煤转化工艺开发方面取得根本性的突破。相信随着现代检测技术的不断进展和完善，一定会对煤结构有更深入的了解和认识，从而推动分子煤化学的发展．
要想确定某一化合物的结构，先要对各种波谱信息做细致、全面的观察分析，从不同侧面，由此及彼、由表及里、由浅人深，逐步地加以分析，经过分析和考察，掌握各方面特征，从而为逐步地认识化合物打基础．综合，是把分析得到的大量有价值的各种光谱数据汇集起来，作全面整体考察，以明确各信息之间、信息与结构之间、各谱之间的内在联系及分析其蕴含的结构实质，从而在本质上认识化合物的结构．分析和综合是密切相关、相辅相成的，分析为综合准备材料，综合为分析提供指导．波谱解析的过程有时就是一个边分析边假设验证的过程，通过分析一综合一再分析一再综合的往复循环，逐步认识和鉴定化合物的结构．当然，这里也有一个实践经验积累的过程，平时见的越多，解的越多，量的积累就会产生质的飞跃，综合解谱会越来越顺利．近年来，仪器分析技术取得了日新月异的进步HPLC的紫外全波长扫描检测器和毛细管柱的应用．以及HPLC与．MS和FTIR的接口技术日趋完善．基本解决了混合的在线检测问题．而对纯有机物进行质谱、红外光谱、紫外光谱和核磁共振波谱分析可以给出该有机物确切的分子结构。因此，利用 HP LC／Ms和HPLC／FTIR对煤的萃取液进行在线分析，并用NMR对待测物质的萃取液分取出的纯组分进行离线分析，可望得到可溶有机物各组分确切的分子结构．
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有机波谱分析知识点
名词解析 发色团(chromophoric groups)：分子结构中含有π电子的基团称为发色团，它们能产生π→π*和n→π*跃迁从而你呢个在紫外可见光范围内吸收。 助色团(auxochrome)：含有非成键n电子的杂原子饱和基团本身不吸收辐射，但当它们与生色团或饱和烃相连时能使该生色团的吸收峰向长波长移动并增强其强度的基团，如羟基、胺基和卤素等。 红移(red shift)：由于化合物结构发生改变，如发生共轭作用引入助色团及溶剂改变等，使吸收峰向长波方向移动。 蓝移(blue shift)：化合物结构改变时，或受溶剂的影响使吸收峰向短波方向移动。 增色效应(hyperchromic effect)：使吸收强度增加的作用。 减色效应(hypochromic effect)：使吸收强度减弱的作用。 吸收带：跃迁类型相同的吸收峰。 指纹区（fingerprint region）：红外光谱上的低频区通常称指纹区。当分子结构稍有不同时，该区的吸收就有细微的差异，并显示出分子特征，反映化合物结构上的细微结构差异。这种情况就像人的指纹一样，因此称为指纹区。指纹区对于指认结构类似的化合物很有帮助，而且可以作为化合物存在某种基团的旁证。但该区中各种官能团的特征频率不具有鲜明的特征性。 共轭效应 (conjugated effect)：又称离域效应，是指由于共轭π键的形成而引起分子性质的改变的效应。 诱导效应（Inductive Effects）：一些极性共价键，随着取代基电负性不同，电子云密度发生变化，引起键的振动谱带位移，称为诱导效应。 核磁共振：原子核的磁共振现象，只有当把原子核置于外加磁场中并满足一定外在条件时才能产生。 化学位移：将待测氢核共振峰所在位置与某基准物氢核共振峰所在位置进行比较，其相对距离称为化学位移。 弛豫:通过无辐射的释放能量的途径核由高能态向低能态的过程。 分子离子：有机质谱分析中，化合物分子失去一个电子形成的离子。 基峰：质谱图中表现为最高丰度离子的峰。 自旋偶合：是磁性核与邻近磁性核之间的相互作用。是成键电子间接传递的，不影响磁性核的化学位移。 麦氏重排（McLafferty rearrangement）：具有不饱和官能团 C=X（X为O、S、N、C 等）及其γ-H原子结构的化合物，γ-H原子可以通过六元环空间排列的过渡态，向缺电子（C=X+ ）的部位转移，发生γ-H的断裂，同时伴随 C=X的β键断裂，这种断裂称为麦氏重排。 自旋偶合：是磁性核与邻近磁性核之间的相互作用。是成键电子间接传递的，不影响磁性核的化学位移。 自旋裂分：因自旋偶合而引起的谱线增多现象称为自旋裂分。 1.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 2.分析紫外光谱的几个经验规律 (1).在200~800nm区间无吸收峰，结构无共轭双键。 (2).220~250nm，强吸收(max在104~2104之间)，有共轭不饱和键（共轭二烯，,-不饱和醛、酮）
有机波谱分析知识点
有机波谱分析知识点
名词解析 发色团(chromophoric groups)：分子结构中含有π电子的基团称为发色团，它们能产生π→π*和n→π*跃迁从而你呢个在紫外可见光范围内吸收。 助色团(auxochrome)：含有非成键n电子的杂原子饱和基团本身不吸收辐射，但当它们与生色团或饱和烃相连时能使该生色团的吸收峰向长波长移动并增强其强度的基团，如羟基、胺基和卤素等。 红移(red shift)：由于化合物结构发生改变，如发生共轭作用引入助色团及溶剂改变等，使吸收峰向长波方向移动。 蓝移(blue shift)：化合物结构改变时，或受溶剂的影响使吸收峰向短波方向移动。 增色效应(hyperchromic effect)：使吸收强度增加的作用。 减色效应(hypochromic effect)：使吸收强度减弱的作用。 吸收带：跃迁类型相同的吸收峰。 指纹区（fingerprint region）：红外光谱上的低频区通常称指纹区。当分子结构稍有不同时，该区的吸收就有细微的差异，并显示出分子特征，反映化合物结构上的细微结构差异。这种情况就像人的指纹一样，因此称为指纹区。指纹区对于指认结构类似的化合物很有帮助，而且可以作为化合物存在某种基团的旁证。但该区中各种官能团的特征频率不具有鲜明的特征性。 共轭效应 (conjugated effect)：又称离域效应，是指由于共轭π键的形成而引起分子性质的改变的效应。 诱导效应（Inductive Effects）：一些极性共价键，随着取代基电负性不同，电子云密度发生变化，引起键的振动谱带位移，称为诱导效应。 核磁共振：原子核的磁共振现象，只有当把原子核置于外加磁场中并满足一定外在条件时才能产生。 化学位移：将待测氢核共振峰所在位置与某基准物氢核共振峰所在位置进行比较，其相对距离称为化学位移。 弛豫:通过无辐射的释放能量的途径核由高能态向低能态的过程。 分子离子：有机质谱分析中，化合物分子失去一个电子形成的离子。 基峰：质谱图中表现为最高丰度离子的峰。 自旋偶合：是磁性核与邻近磁性核之间的相互作用。是成键电子间接传递的，不影响磁性核的化学位移。 麦氏重排（McLafferty rearrangement）：具有不饱和官能团 C=X（X为O、S、N、C等）及其γ-H原子结构的化合物，γ-H原子可以通过六元环空间排列的过渡态，向缺电子（C=X+ ）的部位转移，发生γ-H的断裂，同时伴随 C=X的β键断裂，这种断裂称为麦氏重排。 自旋偶合：是磁性核与邻近磁性核之间的相互作用。是成键电子间接传递的，不影响磁性核的化学位移。 自旋裂分：因自旋偶合而引起的谱线增多现象称为自旋裂分。 1.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 2.分析紫外光谱的几个经验规律 (1).在200~800nm区间无吸收峰，结构无共轭双键。
有机波谱分析考试题库及答案
目录 第二章：紫外吸收光谱法 .................................................................................................................................................... ３第三章红外吸收光谱法.............................................................................................................................................. ８第四章NMR习题 ................................................................................................................................................... １２第五章质谱............................................................................................................................................................... １９波谱分析试卷A ................................................................................................................................................................. ３０波谱分析试卷B .................................................................................................................................................................. ３８波谱分析试卷C ................................................................................................................................................................. ４７二.......................................................................................................................................................................................... ５６第二章红外光谱............................................................................................................................................................... ５７第三章核磁共振........................................................................................................................................................... ５９第三章核磁共振-碳谱................................................................................................................................................... ６４第四章质谱..................................................................................................................................................................... ６６第一节：紫外光谱(UV) .................................................................................................................................................... ７２
有机波谱分析考试题库及答案
第二章：紫外吸收光谱法 一、选择 1. 频率（MHz）为4.47×108的辐射，其波长数值为 （1）670.7nm （2）670.7μ（3）670.7cm （4）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 （1）吸收峰的强度（2）吸收峰的数目（3）吸收峰的位置（4）吸收峰的形状 3. 紫外光谱是带状光谱的原因是由于 （1）紫外光能量大（2）波长短（3）电子能级差大 （4）电子能级跃迁的同时伴随有振动及转动能级跃迁的原因 4. 化合物中，下面哪一种跃迁所需的能量最高 （1）ζ→ζ*（2）π→π*（3）n→ζ*（4）n→π* 5. π→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 （1）水（2）甲醇（3）乙醇（4）正己烷 6. 下列化合物中，在近紫外区（200～400nm）无吸收的是 （1）（2）（3）（4） 值最大的是 7. 下列化合物，紫外吸收λ max （1）（2）（3）（4） 二、解答及解析题 1.吸收光谱是怎样产生的？吸收带波长与吸收强度主要由什么因素决定？ 2.紫外吸收光谱有哪些基本特征？ 3.为什么紫外吸收光谱是带状光谱？ 4.紫外吸收光谱能提供哪些分子结构信息？紫外光谱在结构分析中有什么用途又有何局限性？ 5.分子的价电子跃迁有哪些类型？哪几种类型的跃迁能在紫外吸收光谱中反映出来?
6.影响紫外光谱吸收带的主要因素有哪些？ 7.有机化合物的紫外吸收带有几种类型？它们与分子结构有什么关系？ 8.溶剂对紫外吸收光谱有什么影响？选择溶剂时应考虑哪些因素？ 9.什么是发色基团？什么是助色基团？它们具有什么样结构或特征？ 10.为什么助色基团取代基能使烯双键的n→π*跃迁波长红移？而使羰基n→π*跃迁波长蓝移？ 11.为什么共轭双键分子中双键数目愈多其π→π*跃迁吸收带波长愈长？请解释其因。 12.芳环化合物都有B吸收带，但当化合物处于气态或在极性溶剂、非极性溶剂中时，B吸收带的形状有明显的差别，解释其原因。 13.pH对某些化合物的吸收带有一定的影响，例如苯胺在酸性介质中它的K吸收带和B吸收带发生蓝移，而苯酚在碱性介质中其K吸收带和B吸收带发生红移,为什么？羟酸在碱性介质中它的吸收带和形状会发生什么变化？ 14.某些有机化合物，如稠环化合物大多数都呈棕色或棕黄色，许多天然有机化合物也具有颜色，为什么？ 15.六元杂环化合物与芳环化合物具有相似的紫外吸收光谱,请举几个例子比较之，并解释其原因。 16.紫外光谱定量分析方法主要有哪几种？各有什么特点？ 17.摩尔吸光系数有什么物理意义？其值的大小与哪些因素有关？试举出有机化合物各种吸收带的摩尔吸光系数的数值范围。 18.如果化合物在紫外光区有K吸收带、B吸收带和R吸收带，能否用同一浓度的溶液测量此三种吸收带？ 19.紫外分光光度计主要由哪几部分所组成？它是怎样工作的？ 20.计算波长为250nm、400nm的紫外光频率、波数及其所具有的能量(以eV和kJ·mol-1为单位表示）。 21.计算具有1.50eV和6.23eV能量光束的波长及波数。 22.已知丙酮的正己烷溶液有两吸收带，其波长分别为189nm 和280nm，分别属π→π*跃迁和n→π*跃迁，计算π，n，π* 轨道之间的能量差。 23.画出酮羰基的电子轨道（π，n，π*）能级图，如将酮溶于乙醇中，其能级和跃迁波长将发生什么变化？请在图上画出变化情况。 24.化合物A在紫外区有两个吸收带，用A的乙醇溶液测得吸收带波长λ 1=256nm，λ 2 =305nm，而用A的己烷 溶液测得吸收带波长为λ 1=248nm、λ 2 =323nm，这两吸收带分别是何种电子跃迁所产生？A属哪一类化合物？ 25.异丙叉丙酮可能存在两种异构体，它的紫外吸收光谱显示 (a)在λ=235nm有强吸收,ε=1.20×104,(b)在λ＞220nm区域无强吸收，请根据两吸收带数据写出异丙丙酮两种异构体的结构式。
有机波谱分析
第七章 有机波谱分析 7-1．推测结构题。 （1） 化合物A (C 9H 10O ，能与羟胺反应得B C 9H 11NO 。A 与土伦试剂不反应，但在NaOH 与 I 2 溶液中反应得一种酸C ，C 强烈氧化得苯甲酸。A 在酸性条件下与乙二醇作用得D C 11H 14O 2 。试推测A-D 各化合物的结构，并写出各歩反应。 （2） 化合物A C 10H 12O 2 ，其IR 谱在1735cm -1处有强吸收峰，3010 cm -1有中等吸收。其NMR 谱如下，δH ：1.3（三重峰，3H ）；2.4（四重峰，2H ）；5.1（单峰，2H ）；7.3（多重峰，5H ）。试写出A 的结构，并指出IR ，NMR 各吸收的归属。 （3） 某化合物的元素分析表明只含有C,H ，O ，最简式为 C 5H 10O ，IR 谱1720 cm -1 处有强吸收，2720 cm -1附近无吸收。 解：（1）A 至D 各化合物的结构式f 分别为： A ： H 2C CH 3 O B ： H 2C C N CH 3 OH C; CH 2COOH D ： H 2C C CH 3 O O
各步反应如下： H 2C CH 3 O H 2C C CH 3 N OH NH 2OH H 2C C CH 3 O H 2C C CH 3 O O 22+CH 3I H 2C CH 3 O H 2C C CH 3 O O 22+CH 3I CH 2COOH COOH [O] （2）A 的结构式为： H 2C O C O H 2C CH 3 A 的IR ，NMR 各吸收归属为： H 2C O C O H 2C CH 3 d c b a IR ：1735 cm -1（强）酯的 v Ar-H ；3010 cm -1（中强） v c=O 。 NMR ：δH ：1.3（三重峰，3H ）a ；2.4（四重峰，2H ）b ；5.1（单峰，2H ）c ；7.3（多重峰，5H ）d 。 （3）IR 的谱1720 cm -1处有强吸收，2720 cm -1附近处无吸收，表明有酮羰基 RCOR ' 。 7-2．化合物 C 6H 12O 2 在1740 cm -1，1250 cm -1，1060 cm -1处有强的红外吸收峰。在2950
波谱分析习题解析
核磁共振波谱分析法习题 二、选择题 1．自旋核7Li、11B、75As, 它们有相同的自旋量子数Ι=3/2, 磁矩μ单位为核磁子，μLi=3.2560, μB=2.6880, μAs =1.4349 相同频率射频照射，所需的磁场强度H大小顺序为 ( ) A B Li>B B>B As B B As>B B>B Li C B B>B Li>B As D B Li>B As>B Li 2．在 O－H 体系中，质子受氧核自旋－自旋偶合产生多少个峰 ? ( ) A 2 B 1 C 4 D 3 3．下列化合物的1H NMR谱，各组峰全是单峰的是 ( ) A CH3-OOC-CH2CH3 B (CH3)2CH-O-CH(CH3)2 C CH3-OOC-CH2-COO-CH3 D CH3CH2-OOC-CH2CH2-COO-CH2CH3 4．一种纯净的硝基甲苯的NMR图谱中出现了3组峰, 其中一个是单峰, 一组是二重峰，一组是三重峰。该化合物是下列结构中的 ( ) 5．自旋核7Li、11B、75As, 它们有相同的自旋量子数Ι=3/2, 磁矩μ单位为核磁子，μLi=3.2560, μB=2.6880, μAs =1.4349 相同频率射频照射, 所需的磁场强度H大小顺序为( )
A B Li>B B>B As B B As>B B>B Li C B B>B Li>B As D B Li>B As>B Li 6．化合物CH3COCH2COOCH2CH3的1H NMR谱的特点是 ( ) A 4个单峰 B 3个单峰，1个三重峰 C 2个单峰 D 2个单峰，1个三重峰和1 个四重峰 7．核磁共振波谱法中乙烯、乙炔、苯分子中质子化学位移值序是 ( ) A 苯 > 乙烯 > 乙炔 B 乙炔 > 乙烯 > 苯 C 乙烯 > 苯 > 乙炔 D 三者相等 8．在下列因素中，不会使NMR谱线变宽的因素是 ( ) A 磁场不均匀 B 增大射频辐射的功率 C 试样的粘度增大 D 种种原因使自旋-自旋弛豫(横向弛豫)的速率显著增大 9．将（其自旋量子数I=3/2）放在外磁场中，它有几个能态 ( ) A 2 B 4 C 6 D 8 10．在下面四个结构式中 哪个画有圈的质子有最大的屏蔽常 数？（） 11．下图四种分子中，带圈质子受的屏蔽作用最大的是( )
有机波谱分析考试题库与答案
目录 第二章：紫外吸收光谱法....................................................................... ３第三章红外吸收光谱法.......................................................... ７第四章 NMR习题 .............................................................. １１第五章质谱.................................................................. １７波谱分析试卷A ............................................................................. ２７波谱分析试卷B ............................................................................. ３４波谱分析试卷C ............................................................................. ４４二......................................................................................... ５４第二章红外光谱............................................................................ ５５第三章核磁共振.......................................................................... ５７第三章核磁共振-碳谱...................................................................... ６１第四章质谱............................................................................... ６４第一节：紫外光谱(UV) ....................................................................... ６９
有机化合物波谱解析教案
《有机化合物波谱解析》教案 一、前言 《有机化合物波谱解析》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36学时。 教材选用常建华主编《有机化合物波谱分析》（第三版），科学2011年出版教学目的 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、幻灯、实物投影、分子模型模拟等辅助教学手段。 五、教学容与要求 第一章紫外光谱（第1-2节）课时安排：2学时 [基本容] 介绍课程性质，阐述波谱分析课程，了解其功能和作用，介绍波谱中各种技术在有机化合物监测分析中的角色，充分阐述多谱技术的联合应用的功能和价值。 [基本要求] 熟悉：波谱技术在有机化合物结构检测与分析，尤其是立体结构鉴定中的主要应用。 了解：常规化学检测技术的特点，波谱技术的优缺点。
有机波谱分析习题(最新)
有机波谱分析习题 第一章电子辐射基础 (一)判断题 1．现代分析化学的任务是测定物质的含量。( ) 2．测定某有机化合物中C、H、O、N元素含量的方法属于定性分析。( ) 3．测定某有机化合物中是否含有羰基属于有机结构分析。( ) 4．利用物质分子吸收光或电磁辐射的性质，建立起来的分析方法属于吸收光谱分析。( ) 5．物质被激发后，利用物质跃迁至低能态或基态时发光的性质建立起来的分析方法属于发射光谱分析。( ) 6．根据Franck-condon原理，在电子能级发生跃迁时，必然伴随振动能级和转动能级的变化。( ) 7．紫外吸收光谱、红外吸收光谱、核磁共振波谱和质谱是有机结构分析的四种主要的有机光波谱分析方法，合称为四大谱。( ) 8．电磁辐射的波长越长，能量越大。( ) 9．有机波谱分析方法和仪器分析方法的灵敏度和准确度都要比化学分析法高得多。( ) 10．一般来讲，分子光谱远比原子光谱复杂，原子光谱通常为线状光谱，而分子光谱为带状光谱。( ) 11．吸收定律偏离线性完全是由于仪器因素引起的。( ) 12．电子能级间隔越小，跃迁时吸收光子的频率越大。( ) 13．分子光谱是由于电子的发射而产生的。( ) 14．分子荧光也叫二次光，都属吸收光谱的畴。( ) 15．ICP可用于测定F、Cl、Br、C、H、N、O、S等非金属元素。( ) (一)判断题答案 1．×2．×3．√4．√5．√6．√7．√8．×9．×l0．√11．×l2．×13．×l4．×l5．× (二)单选题 1．光或电磁辐射的二象性是指( )。 A．电磁辐射是由电矢量和磁矢量组成；B．电磁辐射具有波动性和电磁性； C．电磁辐射具有微粒性和光电效应；D．电磁辐射具有波动性和微粒性。 2．光量子的能量与电磁辐射的哪一个物理量成正比?( ) A．频率；B．波长；C．周期；D．强度 3．可见光区、紫外光区、红外光区、无线电波四个电磁波区域中，能量最大和最小的区域分别为( )。 A．紫外光区和无线电波区；B．紫外光区和红外光区； C。可见光区和无线电波区；D．可见光区和红外光区。 4．频率为l×107MHz的电磁辐射是处在哪个光区?( ) A．红外光区；B．紫外光区；C．无线电波区；D．可见光区。 5．有机化合物成键电子的能级间隔越小，受激跃迁时吸收电磁辐射的( )。 A．能量越大；B．波数越大；C．波长越长；D．频率越高。 6．分析化学发生第二次变革的年代是( )。 A．20世纪初；B．20世纪20年代；C．20世纪40年代；D．20世纪末。
有机波谱分析的应用
有机波谱分析新应用 摘要：有机化学领域内，无论研究何种有机化合物，在分析或合成时都会遇到结构测定的问题。近三四十年来，各种波谱测量技术的出现及其迅速发展，使紫外光谱、红外光谱、核磁共振波谱和质谱法得到了普遍应用。现在这四种谱已成为鉴定有机化合物以及测定其结构的常用手段。 前言 利用各种不同波长的电磁波，如长的无线电波或短的X射线来测定有机物质结构的学科,也就是将这些物理方法取得的有关物质内部的某些信息与化学结构联系起来，从而得到有关分子内部的许多细致的情况，如化学键的长短、原子在分子中的取向等；也可用来观察反应进行的情况，推断或验证反应机理和在混合物体系中测定某一个或几个组分的含量等。波谱解析必须与化学行为结合起来考虑，并且最终以化学反应来证实，二者的关系是相辅相成的。20世纪60年代以来，波谱学发展很快。有机合成和天然有机化合物的研究，都离不开波谱学这个有力工具。目前已经普遍应用的有红外光谱、紫外光谱、质谱法和核磁共振谱等。四谱的发展，使有机分析能力、分析速度、样品需要量等重要方面都取得了很大的进步。目前，这四种谱在化学工业、石油化工、橡胶工业、食品工业、医药工业等方面都有着广泛的用途。同时对有机化学、生物化学等的发展也起着积极的推动作用。最近几年，随着波谱技术的发展，经过各机构和个人的努力专研，波谱技术又有了新的突破。 1.在环境保护方面的应用 近几年，随着科学技术水平的发展和人民生活水平的提高，环境污染也在增加，特别是在发展中国家。环境污染问题越来越成为世界各个国家的共同课题之一。每一个环境污染的实例，可以说都是大自然对人类敲响的一声警钟。为了保护生态环境，为了维护人类自身和子孙后代的健康，必须积极防治环境污染，而有机波谱在此方面有很大的应用和发展。水体污染、大气污染、放射性污染等，危害日益严重，化学家们在这些方面经过不懈努力，终于有所突破，水体中的大多数有机污染物在紫外区域有较强的吸收，因此可利用紫外吸光度检测水体中的有机污染物浓度。通过平滑、导数、标准正态变量变换等光谱预处理后，采用主元回归、偏最小二乘、支持向量机等方法建立回归模型，并由该
有机波谱分析参考题库及答案
有机波谱分析参考题库及答案 第二章:紫外吸收光谱法一、选择 81. 频率(MHz)为4.47×10的辐射，其波长数值为 (1)670.7nm (2)670.7μ (3)670.7cm (4)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 (1)吸收峰的强度 (2)吸收峰的数目 (3)吸收峰的位置 (4)吸收峰的形状 3. 紫外光谱是带状光谱的原因是由于 (1)紫外光能量大 (2)波长短 (3)电子能级差大 (4)电子能级跃迁的同时伴随有振动及转动能级跃迁的原因 4. 化合物中，下面哪一种跃迁所需的能量最高 **** (1)ζ?ζ (2)π?π (3)n?ζ (4)n?π *5. π?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 (1)水 (2)甲醇 (3)乙醇 (4)正己烷 6. 下列化合物中，在近紫外区(200,400nm)无吸收的是 (1) (2) (3) (4) 7. 下列化合物，紫外吸收λ值最大的是 max (1) (2) (3) (4) 二、解答及解析题 1. 吸收光谱是怎样产生的,吸收带波长与吸收强度主要由什么因素决定, 2. 紫外吸收光谱有哪些基本特征, 3. 为什么紫外吸收光谱是带状光谱, 4. 紫外吸收光谱能提供哪些分子结构信息,紫外光谱在结构分析中有什么用途又有何局限性,
, 5. 分子的价电子跃迁有哪些类型,哪几种类型的跃迁能在紫外吸收光谱中反映出来? 6. 影响紫外光谱吸收带的主要因素有哪些, 7.有机化合物的紫外吸收带有几种类型,它们与分子结构有什么关系, 8. 溶剂对紫外吸收光谱有什么影响,选择溶剂时应考虑哪些因素, 9. 什么是发色基团,什么是助色基团,它们具有什么样结构或特征, **10.为什么助色基团取代基能使烯双键的n?π跃迁波长红移,而使羰基n?π跃迁波长蓝移, *11. 为什么共轭双键分子中双键数目愈多其π?π跃迁吸收带波长愈长,请解释其因。 12. 芳环化合物都有B吸收带，但当化合物处于气态或在极性溶剂、非极性溶剂中时，B吸收带的形状有明显的差别，解释其原因。 13. pH对某些化合物的吸收带有一定的影响，例如苯胺在酸性介质中它的K吸收带和B吸收带发生蓝移，而苯酚在碱性介质中其K吸收带和B吸收带发生红移,为什么,羟酸在碱性介质中它的吸收带和形状会发生什么变化, 14. 某些有机化合物，如稠环化合物大多数都呈棕色或棕黄色，许多天然有机化合物也具有颜色，为什么, 15. 六元杂环化合物与芳环化合物具有相似的紫外吸收光谱,请举几个例子比较之，并解释其原因。 16. 紫外光谱定量分析方法主要有哪几种,各有什么特点, 17. 摩尔吸光系数有什么物理意义,其值的大小与哪些因素有关,试举出有机化合物各种吸收带的摩尔吸光系数的数值范围。 18. 如果化合物在紫外光区有K吸收带、B吸收带和R吸收带，能否用同一浓度的溶液测量此三种吸收带, 19. 紫外分光光度计主要由哪几部分所组成,它是怎样工作的,
有机波谱分析考试题库及答案
有机波谱分析考试题库 及答案 内部编号：（YUUT-TBBY-MMUT-URRUY-UOOY-DBUYI-0128）
目录 第二章：紫外吸收光谱法 一、选择 1. 频率（MHz）为×108的辐射，其波长数值为 （1）（2）μ（3）（4） 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（1）吸收峰的强度（2）吸收峰的数目（3）吸收峰的位置（4）吸收峰的形状 3. 紫外光谱是带状光谱的原因是由于 （1）紫外光能量大（2）波长短（3）电子能级差大 （4）电子能级跃迁的同时伴随有振动及转动能级跃迁的原因 4. 化合物中，下面哪一种跃迁所需的能量最高
（1）σ→σ*（2）π→π*（3）n→σ*（4）n→π* 5. π→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 （1）水（2）甲醇（3）乙醇（4）正己烷 6. 下列化合物中，在近紫外区（200～400nm）无吸收的是 （1）（2）（3）（4） 值最大的是 7. 下列化合物，紫外吸收λ max （1）（2）（3）（4） 20. 计算波长为250nm、400nm的紫外光频率、波数及其所具有的能量(以eV和kJ·mol-1为单位表示）。 ×1015Hz,40×103cm-1,,·mol-1； ×1015Hz，25×103cm-1，，·mol-1 21. 计算具有和能量光束的波长及波数。 827nm，×103cm-1；200nm，50×103cm-1 22. 已知丙酮的正己烷溶液有两吸收带，其波长分别为189nm 和280nm，分别属π→π*跃迁和n→π*跃迁，计算π，n，π* 轨道之间的能量差。 （1）152kcal·mol-1；（2） kcal·mol-1
温州医科大学有机波谱网上作业答案+解题思路
【第二章有机质谱习题】 测试总分：24.0 1. 单选题：（1.0分） 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。 A. 对 B. 错 参考答案：A 2. 单选题：（1.0分） 分子离子峰的强度与化合物的类型有关，一般含有芳烃的化合物分子离子峰的强度较大。 A. 对 B. 错 参考答案：A 3. 单选题：（1.0分） 分子离子可以是奇电子离子，也可以是偶电子离子。 (只能，一定是奇电子离子) A. 对 B. 错 参考答案：B 4. 单选题：（1.0分） 当分子离子峰的稳定性较低时，可以通过增加轰击电压，使分子离子峰强度增加。 （轰击电压增加之后，使分子离子存在更大的内能，更易断裂，反而会使碎片增加，分子离子峰强度减弱） A. 对 B. 错 参考答案：B 5. 单选题：（1.0分） 双聚焦磁场分离器实现了能量和方向的双聚焦，所以分辨率较高。
A. 对 B. 错 参考答案：A 6. 单选题：（1.0分） 在目前的各种质量分析器中，傅立叶变换离子回旋共振质量分析器具有最高的分辨率。 A. 对 B. 错 参考答案：A 7. 单选题：（1.0分） 根据氮律，由C、H、O、N组成的有机化合物，N为奇数，M一定为奇数；N为偶数，M也为偶数。 A. 对 B. 错 参考答案：A 8. 单选题：（1.0分） 当化合物分子离子中含有C=O基团，而且与这个基团相连的链上有γ-氢原子，该化合物的质谱出现麦氏重排离子。 A. 对 B. 错 参考答案：A 9. 单选题：（1.0分） 在标准质谱图中，醇类化合物的分子离子峰很小或不出现。 A. 对 B. 错 参考答案：A
有机化合物的波谱分析方法
五、有机化合物的波谱分析方法 仪器分析技术的发展，特别是波谱技术的发展，能为鉴定有机化合物和确定其结构提供非常有价值的信息。波谱方法具有分析速度快，用量少等优点，已在国内外获得了广泛的应用。本部分简要介绍了紫外、红外、核磁、质谱这四大谱图的原理和应用。 实验二十一紫外-可见光光谱 一、实验目的 了解紫外-可见光光谱。 二、基本原理 1. 基本概念 有机化合物的紫外-可见光光谱是由于分子中价电子的跃迁所形成的。紫外-可见光是电磁波中波长为100～800nm范围的波段。 分子在入射光的作用下，其电子从一个能级（E′）跃迁到另一个能级（E″），就要吸收光子的能量，所吸收光的频率ν决定于两个能级间的能量差，即 E″-E′=hν h为普朗克常数（h = 6.626×10-34J·s）。可见，产生跃迁的两个能级间隔愈小，吸收光的频率愈小，波长愈长；反之，两个能级间的间隔愈大，吸收光的频率愈大，波长愈短。实际上，分子吸收能量是相当复杂的过程。分子的内部运动包括有转动、振动、和电子的运动。分子的能级近似地就由转动能级、振动能级和电子能级所构成。一般分子的转动能级间隔约在0.05eV以下，振动能级间隔约为0.05～1eV，电子能级间隔约为1～20eV。当电子能级改变时，转动能级和振动能级都要发生改变，也要吸收光子能量。所以，由于电子跃迁所形成的电子光谱是相当复杂的，如果仪器的分辨力不够，许多谱线密集在一起就形成谱带。电子光谱一般包括一系列谱带系；不同的谱带系相当于不同的电子跃迁，每个谱带是由于振动能级的改变所形成，谱带内所包含的谱线是由于转动能级的改变所形成的。 如果吸收光谱是以吸收曲线（以吸收强度对波长作图所得到的曲线）表示，吸收曲线将呈现一些峰和谷。每个峰峦相当于谱带，在某些情况下，这些谱带或多或少地表现出明显的齿状结构，这就是所谓振动结构。 关于吸收光谱的吸收强度，在实验上可用Lambet-Beer定律来描述。定律指出：被吸收的入射光的分数正比于光程中分子数目；对于溶液，如果溶剂不吸收，则被溶液所吸收光的分数正比于溶液的浓度。这个定律可用下式表示： D= log (I0 / I) =εcL D称为光密度(或A，吸光度)，L吸收层的厚度（cm），c是摩尔浓度，ε是摩尔消光系数，它用来描述分子吸收光的能力，通常以吸收峰位置的波长的消光系数ε或logεmax 来表示。 2. 典型有机化合物电子吸收光谱简介 前面已指出分子的紫外-可见光光谱是分子价电子的跃迁而产生的。 依据分子中化学键的特性和不同电子跃迁的类型，可以帮助我们了解有机化合物电子吸收光谱。有机化合物在远紫外都有强的吸收带。这大多是与分子中σ电子的跃迁有关；而紫外-可见区的吸收带，则几乎都是由于n→π*和π→π*跃迁所产生的。 (1) 若分子中只含有σ单键，则只能有σ→σ*跃迁，吸收带大多在200nm以下。 (2) 若分子中只含有单个的π键，则有π→π*跃迁。几乎所有含隔离双键的化合物，在190nm附近都有强吸收，ε≈10000，这是π键的特性。当分子中引入助色基后，吸收带移向长波，移动情况与取代基的特性有关。但由于有n→π*和π→π*跃迁，而产生两个吸收带。 (3) 若取代基的原子还含有孤对电子时，例如N=O,＞C=O,＞C=S,-N=N-，-N≡N-，NO2等，则呈现三个吸收带，分别是π→π*、n→π*和n→σ*跃迁。其中n→π*在较长的波长
有机波谱分析_孟令芝_第三版课后习题及答案
第二章 质谱习题及答案 解：A 、C 2H 3Cl ，B 、C 2H 6S 分子离子峰为偶数表明含有偶数个氮或不含氮。 C x H y N z O w S S 不含氮 含氮 2 2 RI(M+1) 100 1.10.370.8RI(M) RI(M+2)(1.1)1000.2 4.4RI(M)200x z s x w s ?=++?=++ 2 2 RI(M+1) 100 1.10.370.8RI(M) RI(M+2)(1.1) 1000.2 4.4RI(M)200x z s x w s ?=++?=++ A 、 RI(M+1) 4.8 100 1.10.37100RI(M)100 x z ?=+=?，设z=1，则x=4.02，C 4N 分子量＞62，不合理。所以无氮元素。 同理B ，设z=1，则x=3.11，C 3N 分子量＞62，不合理。所以无氮元素。 同位素相对丰度表，p26表2.3。 对于A ，RI 相对丰度，M ：(M+2)=3:1，则A 中有氯原子，推断其分子式为CH 2=CHCl 对于A ，RI 相对丰度，M ：(M+2)=25:1，则A 中有硫原子，推断其分子式CH 3CH 2 SH 解：C 2H 2Cl 2，ClCH=CHCl m/z=98分子离子峰，M ：(M+2)=6:1，有两个氯。同位素相对丰度表，p26表2.3。 M-35=98-Cl ，M-36=98-HCl ， M-37=98-HCl-H 解：m/z 142=M -43(?C 3H 7)，m/z 142=C 9H 20N ，(n-C 4H 9)3N, 分子离子峰为奇数表明含有奇数个氮。
最新有机波谱分析考试题库及答案
最新有机波谱分析考试题库及答案目录 第二章:紫外吸收光谱 法 ..................................................................... ........................................................ , 第三章红外吸收光谱法...................................................................... ................................................... , 第四章 NMR习 题 ..................................................................... ........................................................ ,, 第五章质 谱 ..................................................................... ................................................................. ,, 波谱分析试卷 A ...................................................................... ................................................................. ,, 波谱分析试卷 B ...................................................................... ................................................................. ,, 波谱分析试卷 C ...................................................................... ................................................................. ,, 二 ..................................................................... ........................................................................