《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）不可见，拉曼光谱可见；若振动与对称中心无关则红外光谱可见，拉曼光谱不可见，二者可以互补。
红外光谱和Raman光谱是相互搭配的工具，在有机化学中的应用日益广泛。
第四章核磁共振氢谱（6学时）核磁共振谱的基本概念及基本原理、核磁共振仪器的基本构造、化学位移、化学位移与分子结构的关系、自旋偶合及自旋裂分与分子结构的关系、核磁共振实验技术、简化氢核磁共振谱的方法、核磁共振图谱解析及应用。
一.基本要求（1（3（4二.核的自旋量子数（I）与质量数（A）及原子序数（Z）的关系①.检查信号是否正常，如TMS、溶剂峰、积分比例。
②.根据积分计算各氢信号对应的H数。
③.计算各信号的化学位移、偶合常数。
④.按化学位移大小顺序列表， (nH,m,J=?Hz)⑤.根据化学位移判断氢核的类型;根据J值判断偶合关系。
⑥.加D2O，判断是否为活泼氢信号。
第五章核磁共振碳谱（2学时）核磁共振碳谱的特点、核磁共振碳谱的去偶技术、碳谱的化学位移、核磁共振碳谱的解析、二维核磁共振谱简介。
一.基本要求（1）了解核磁共振碳谱的特点、核磁共振碳谱的去偶技术（2二.④.糖端基C:?95-105⑤.芳香碳,烯碳:?98-160⑥.连氧芳碳:?140-165⑦.C=O:?168-220(3).影响化学位移因素①.碳的杂化方式：?sp3<?sp<?sp2②.碳核的电子云密度：电子云密度?，??高场位移③.取代基的诱导效应和数目：取代基数目?,影响?，??，诱导效应随相隔键的数目增加而减弱;随取代基电负性?，??④.?效应(γ-旁式,γ-gauch）效应：较大基团对γ-位碳上的氢⑤.①.(BBD)②.偏共振去偶谱(OFR)特点:由于部分保留1H的偶合影响,可识别伯、仲、叔、季碳。
③.DEPT谱特点：不同类型13C信号呈单峰分别朝上或向下,可识别CH3，CH2，CH，C.脉冲宽度?=135°CH3,CH?,CH2（常用）?=90°CH?,?=45°CH3,CH2,CH?,季碳不出现④.选择氢去偶谱（SPD）选择性照射特定氢核，分别消除相关碳信号，使峰简化，增高。
⑤.1H-1HCOSY(相互偶合的氢核给出交叉峰)（1原因（2（3（4）初步了解离子断裂机理和影响离子断裂的因素，掌握阳离子的开裂类型，并能应用开裂规律初步解析一些主要类型化合物的质谱。
（5）熟悉各类常见有机化合物的质谱特征（6）了解质谱解析的一般程序，并根据质谱数据推断化合物结构二.重点、难点重点：质谱中的离子类型、正确识别分子离子并根据同位素峰确定分子式、各类常见有机化合物的质谱特征难点：正确识别分子离子并根据同位素峰确定分子式、各类常见EI)。
仪器中广泛采用的电离源。
(2).开裂方式及开裂类型开裂方式①.均裂：两个电子构成的σ键开裂后，每个碎片各留一个电子。
②.异裂：两个电子构成的σ键开裂后，两个电子都留在其中一个碎片上。
③.半异裂：已失掉一个电子的σ键开裂时，电子转向其中一个碎片。
开裂类型③.）②.样品制备容易（FD-MS较难，费时费力）③.常温下电离样品，排除了强极性物质难挥发，热不稳定等困难（FD-MS有时对极性很强的化合物,难于测出M+）④.配有阴粒子捕获器,还可给出相应的阴离子质谱（需要特别说明，一般只给出阳离子质谱）与阳离子质谱相互补充，大大增加了信息来源及可信程度。
⑤.给出的碎片峰比FD-MS多，不只限于测定分子量。
⑥.当所用溶剂含有不稳定的H原子时（例如甘油），在谱中常可看到O,[M+N a]++FAB1mm处样品分子中的电子拉走，形成M+，然后加速聚焦成粒子束,M+离子太少②.场解析电离法（FieldDesorptionIonization,FD) 1969年Beckey发明的（原理同FI，样品引入不同），将样品稀溶液直接涂在阳极上，加10KV高电压使样品电离M+比FI还大。
(2).特点场致电离是一种温和的离子化方法，谱图以分子离子或准分子离子强、碎片离子少为特征。
FI主要用于测定有机化合物的分子量，对于那些在电子轰击条件下不生成或只生成很弱的分子离子峰的3～5KVESI在大气压力和环境温度下进行，被分析物的分子在电离过程中通常产生多重质子化的离子。
电喷雾通常要选择合适的溶剂。
除了考虑对样品的溶解能力外，溶剂的急性也需考虑。
一般来说，极性溶剂（如甲醇、乙腈、丙酮等）更适合于电喷雾。
ESI-MS既可分析大分子也可分析小分子。
对于分子量在1000Da以下的小分子。
会产生[M+H]+或[M-H]-离子，选择相应的正离子或负离子形式进行检测，就可得到物质的分子量。
而分子量高达20，000Da的大分子在ESI-MS中生成一系列多电荷离子，通过数据处理系统能够得到样品的分子量。
60①.②联用(1).正离子化学电离质谱在EI-MS中，样品分子直接与具有一定能量的电子作用（70ev），产生M+，M+具有较高的热力学能，从而进一步发生碎裂，使有些样品M+峰低或难于得到M+。
(2).负离子化学电离质谱70年代后期是NCI-MS发展盛期，人们研究了一系列反应气，测试这些反应气对样品分子的M+或伪分子离子的产生率，进行环境、生物或医药中痕量物质测定，从混合物中得到特征离子。
测试未知物结构，特别是在食品、草药中农药残留量的测定等进行了广，LSI-MS使用离子束第七章综合解析（2学时）样品的纯度及分离、四谱综合解析的一般程序。
一.基本要求（1）了解有机化合物结构分析的一般程序（2）学会由相对分子质量和元素分析数据推测化合物可能的分子式的基本方法（3）能够运用所学的波谱知识，进行有机化合物的结构分析二.重点、难点d.根据化学位移值判定芳香族或烯烃取代基的数目并推测取代基的种类②.1H-NMRa.根据积分曲线的数值推算结构中质子个数b.根据化学位移值判定结构中是否存在羧酸、醛、芳香族、烯烃和炔烃质子c.根据化学位移值判定结构中与杂原子、不饱和键相连的甲基、亚甲基和次甲基的存在与否d.根据自旋-自旋偶合裂分判定集团的连接情况①.碳原子个数的推断②.质子个数的推断③.氧原子个数的推断④.氮原子个数的推断⑤.卤素存在与否的判定⑥.硫、磷存在与否的判定⑦.不饱和度的计算(2).结构片段的确定和连接以某些熟知的官能团或结构片段为出发点，扩大未知的结构片段。