第一章 电磁辐射与谱学基础

1、有机波谱分析有机波谱分析教教 师：闫鹏师：闫鹏手手 机：机：6424564245邮邮 箱：箱： 学时：学时：32，学分：，学分：2 期末成绩：平时成绩期末成绩：平时成绩30%，考试成绩，考试成绩70%。波谱分析的应用波谱分析的应用临床医学：临床医学：疾病诊断（疾病诊断（核磁共振核磁共振）环境污染：环境污染：纯度检查、定量分析和结构鉴定（纯度检查、定量分析和结构鉴定（UV）食品安全：食品安全：食品中残留痕量物质的分析检测（食品中残留痕量物质的分析检测（HPLC-MS/MSHPLC-MS/MS）药物分析药物分析：成分分析，鉴定了解各谱仪的一般原理、实验方法及数据处理。了解各谱仪的一般原理、实验方法

2、及数据处理。 本课程的基本要求本课程的基本要求掌握每一谱中各类化合物的谱学信息及影响因素，掌握每一谱中各类化合物的谱学信息及影响因素，运用谱学信息，推导并阐明化合物的结构。运用谱学信息，推导并阐明化合物的结构。综合运用各类化合物谱学信息，解决较复杂的结构问题。综合运用各类化合物谱学信息，解决较复杂的结构问题。有机波谱分析在有机结构鉴定中的重要性有机波谱分析在有机结构鉴定中的重要性1. 201. 20世纪中期（世纪中期（19501950年）以前年）以前主要的分析手段为主要的分析手段为化学分析化学分析方法为主方法为主样品制备样品制备 分离纯化分离纯化 物理常数相对分子质量测定物理常数相对分子质量测

3、定 元素分析分子式测定元素分析分子式测定 溶解度分组溶解度分组 分类实验分类实验 衍生物制备衍生物制备 降解合成降解合成 例如:吗啡的结构鉴定。1803年就已经从鸦片中离析得到纯品，直到1925年，人们才得到吗啡的分子式。OHOHON CH3吗吗啡啡吗啡的结构鉴定用了吗啡的结构鉴定用了147 年年2. 202. 20世纪中期以后世纪中期以后以以仪器分析仪器分析为主，经典化学方法为辅为主，经典化学方法为辅主要是采用仪器，从光谱学的角度来确定化合物的结构，例如红外、紫外、核磁共振、质谱以及X单晶衍射等手段。 优点：快速、所需样品量少。18-(3,4,5-三甲氧基甲酰氧基)-11,17-二甲氧基-3

4、,20-育亨烷-16-甲酸甲酯OOO(A)(B)(C) 利血平结构的快速确定，说明仪器分析的威力利血平结构的快速确定，说明仪器分析的威力。还有一些例子，分子结构并不很复杂，但长期用经典的化学方法迟迟不能解决，随着仪器分析技术的发展，才得以确定。例如杜鹃植物中提取得到的萜类化合物杜鹃酮最后确定为杜鹃植物中提取得到的萜类化合物杜鹃酮最后确定为：C C129129H H223223NN3 3OO5 5 海葵毒素海葵毒素Yoshito Kishi 研究或鉴定一个有机化合物的结构，需对该化合物研究或鉴定一个有机化合物的结构，需对该化合物进行结构表征。进行结构表征。 分离提纯分离提纯物理常数测定物理常数测

5、定元素分析元素分析确定分子式确定分子式确定其可能的构造式确定其可能的构造式结构表征结构表征 有机化合物的结构表征有机化合物的结构表征 从分子水平认识物质的从分子水平认识物质的基本手段，是有机化学的重要组成部分。基本手段，是有机化学的重要组成部分。解析结构基本程序：解析结构基本程序：结构表征的方法结构表征的方法化学方法化学方法现代仪器分析方法现代仪器分析方法（1）需要较多试样（半微量分析，用样量为）需要较多试样（半微量分析，用样量为10100mg）；）；（2）耗费大量时间；）耗费大量时间；（3）需要熟练实验技巧，高超智慧和坚韧不拔的精神；）需要熟练实验技巧，高超智慧和坚韧不拔的精神；（4）损坏样

6、品；）损坏样品； （5）分子有时重排，导致错误结论；）分子有时重排，导致错误结论；（6）C及及CC的构型确定困难。的构型确定困难。OHOHON CH3吗吗啡啡化学方法的特点化学方法的特点吗啡的结构鉴定用了吗啡的结构鉴定用了147 年。年。OHOHON CH3吗吗啡啡波谱分析波谱分析以以光学理论光学理论为基础，以为基础，以物质与光物质与光相互作用相互作用为条件，建立为条件，建立物质分子结构与电物质分子结构与电磁辐射磁辐射之间的相互关系，从而进行物质分之间的相互关系，从而进行物质分子子几何异构几何异构、立体异构立体异构、构象异构构象异构和分子和分子结构分析和鉴定结构分析和鉴定的方法。的方法。现代仪

7、器分析方法现代仪器分析方法结构表征最常用结构表征最常用的仪器分析方法的仪器分析方法质谱（质谱（MS）紫外光谱（紫外光谱（UV）红外光谱（红外光谱（IR）核磁共振谱（核磁共振谱（NMR）属于光波谱属于光波谱不属于光波谱不属于光波谱质谱质谱(最好用最好用元素分析仪元素分析仪验证验证) 分子式；分子式；各种谱图各种谱图(UV、IR、NMR、MS) 官能团及官能团及部分结构片断；部分结构片断；拼凑拼凑完整结构；完整结构；标准谱图标准谱图确认。确认。质谱（分子量）、元素分析、质谱（分子量）、元素分析、1H-NMR、晶体结构晶体结构 光谱法已成为有机结构分析的常规方法，但是化学方法光谱法已成为有机结构分析的常规方法，但是化学方法仍