1、波譜分析教學大綱課程編碼：0413105502課程名稱：波譜分析學時/學分：24/1.5先修課程：有機化學適用專業：化學工程與工藝、制藥工程開課教研室：化工教研室一、課程性質與任務1課程性質：本課程是化學工程與工藝專業和制藥工程專業的專業課程之一，是在修完有機化學等課程的基礎上開設的選修課程。2課程任務：通過本課程的學習，掌握紫外光譜（UV）、紅外光譜（IR）、核磁共振（NMR）的基礎知識及其解析方法，培養學生綜合利用波譜技術分析化合物結構問題的能力。重點掌握核磁共振（NMR）中化學位移在解析化合物結構中的作用。二、課程教學基本要求通過本課程的學習，掌握紫外光譜（UV）、紅外光譜（IR）、核磁

2、共振（NMR）及質譜（MS）的基本原理，了解其峰形特征并解讀其化學信息，能夠正確解析相關圖譜。重點掌握核磁共振（NMR）氫質子和碳原子化學位移對結構解析的意義。學會綜合利用波譜技術，解析簡單化合物的未知結構。成績考核形式：期末成績（閉卷考試）（70%）平時成績（作業、課堂提問等）（30%)。成績評定采用百分制，60分為及格。三、課程教學內容第一章 紫外光譜1.教學基本要求了解電子躍遷類型、發色團類型及其與紫外吸收峰波長的關系；了解紫外光譜的max及其主要影響因素；掌握共軛烯烴最大吸收峰波長的計算規則；了解紫外光譜在有機化余物結構分析中的應用。2.要求學生掌握的基本概念、理論、技能通過本章教學，

3、使學生掌握不飽和化合物峰位的經驗規則和共輒烯烴的max的計算方法，培養解析化合物紫外光譜的能力。3.教學重點和難點教學重點是紫外光譜的max及其主要影響因素以及芳香化合物的紫外光譜特征，推測不飽和化合物峰位的經驗規則。教學難點是原子或分子的能量組成與分子軌道、紫外光譜與電子躍遷。4.教學內容（1）紫外光譜基本原理主要知識點：紫外吸收的產生；朗伯-比爾定律；溶劑的選擇；紫外光譜中常用的名詞術語；電子躍遷的類型；影響紫外吸收波長的因素。（2）紫外光譜儀主要知識點：紫外光譜儀的結構、應用范圍。（3）各類化合物的紫外吸收光譜主要知識點：飽和烴化合物；簡單的不飽和化合物；共軛雙烯；，-不飽和羰基化合物；

4、芳香族化合物；含氮化合物；無機化合物。（4）紫外光譜的應用主要知識點：化合物的鑒定；純度檢查；異構體的確定；位阻作用的測定；氫鍵強度的測定；成分分析。第二章 紅外光譜1.教學基本要求了解分子振動能級與紅外光譜的關系；了解吸收峰的位置與分子振動能級基頻躍遷的關系；掌握紅外光譜解析的重要區段及主要官能團特征吸收頻率；了解紅外光譜在有機化合物結構分析中的應用。2.要求學生掌握的基本概念、理論、技能通過本章教學，使學生掌握特征譜帶區、指紋區及相關峰的概念和紅外光譜中的八個重要區段，培養解析紅外光譜的能力。3.教學重點和難點教學重點是特征譜帶區、指紋區及相關峰的概念；紅外光譜中的八個重要區段。教學難點是

5、分子的振動能級基頻躍遷與峰位：分子的偶極矩與峰強；影響峰位與峰強的其它因素。4.教學內容（1）紅外光譜的基本原理主要知識點：紅外吸收光譜；分子振動類型；紅外光譜的吸收強度。（2）影響紅外光譜吸收頻率的因素主要知識點：影響紅外光譜吸收頻率的因素分析。（3）紅外光譜儀及樣品制備技術主要知識點：紅外光譜儀；樣品的制備。（4）各類化合物的紅外特征光譜主要知識點：飽和烴；不飽和烴；醇、酚和醚；含羰基化合物；含氮化合物；其他含雜原子有機化合物；金屬有機化合物；高分子化合物；無機化合物。（5）紅外圖譜解析主要知識點：紅外光譜的分區；紅外標準譜圖及檢索；紅外圖譜的解析。（6）拉曼光譜簡介主要知識點：拉曼光譜原

6、理；激光拉曼光譜在有機化學方面的應用。（7）紅外光譜技術的進展及其應用主要知識點：紅外光譜技術的進展；紅外光譜的應用。第三章 核磁共振氫譜1.教學基本要求了解發生核共振的必要條件及其用于有機化合物結構測定的基本原理；了解核的能級躍遷與電子屏蔽之間的關系；掌握幾種重要的影響氫核化學位移的因素，能根據化合物結構式分析氫化學位移值的范圍、并根據化學位移初步推測氫在結構式；能夠識別不同的氫核，在1H-NMR譜中偶合常數大小，了解脈沖傅立葉變換核磁共振測定方法的原理；了解核磁氫譜測定條件以及簡化圖譜的方法。2.要求學生掌握的基本概念、理論、技能通過本章教學，使學生掌握幾種重要的影響氫核化學位移的因素，能

7、根據化合物結構式分析氫化學位移值的范圍、并根據化學位移初步推測氫在結構式。培養譜測定技術和核磁圖譜的解析的能力。3.教學重點和難點教學重點是核磁共振氫譜解析及應用；化學位移和化學位移的影響因素。教學難點是峰的裂分；低級偶合與高級偶合。4.教學內容（1）核磁共振的基本原理主要知識點：原子核的磁矩；自旋核在磁場中的取向和能級；核的回旋和核磁共振；核的自旋弛豫。（2）核磁共振儀與實驗方法主要知識點：連續波核磁共振譜儀；脈沖傅里葉變換核磁共振譜儀；樣品的處理；核磁共振圖譜。（3）1H的化學移位主要知識點：電子屏蔽效應和化學位移；化學位移表示法；影響化學位移的因素。（4）各類質子的化學位移主要知識點：飽

8、和碳上質子的化學位移；不飽和碳上質子的化學位移；芳環氫的化學位移；雜環芳氫的化學位移；活潑氫的化學位移。（5）自旋偶合和自旋列分主要知識點：自旋-自旋偶合與自旋-自旋裂分；n+1規律；偶合常數。（6）自旋系統及圖譜分類主要知識點：核的等價性質；自旋系統的分類；圖譜的分類；幾種常見的自旋系統。（7）核磁共振氫譜的解析主要知識點：解析譜圖的步驟；輔助圖譜分析的一些方法；圖譜解析示例。第四章 核磁共振碳譜1.教學基本要求了解發生核共振的必要條什及其用于有機化合物結構測定的基本原理；了解核的能級躍遷與電子屏蔽之間的關系；掌握幾種重要的影響碳化學位移的因素，能根據化合物結構式分析碳化學位移值的范圍、并根

9、據化學位移初步推測碳在結構式；能夠識別不同的碳核及在13C-NMR譜中偶合常數大小；了解脈沖傅立葉變換核磁共振測定方法的原理；了解核磁碳譜測定條件以及簡化圖譜的方法。2.要求學生掌握的基本概念、理論、技能通過本章教學，使學生掌握幾種重要的影響碳化學位移的因素，能根據化合物結構式分析碳化學位移值的范圍。培養根據化學位移初步推測碳在結構式和碳譜測定技術的能力。3.教學重點和難點教學重點是核磁共振碳譜解析及應用，化學位移和化學位移的影響因素。教學難點是自旋偶合機理及自旋晶格弛豫機理。4.教學內容（1）核磁共振碳譜的特點主要知識點：核磁共振碳譜的特點。（2）核磁共振碳譜的測定方法主要知識點：脈沖傅里葉

10、變換法；核磁共振碳譜中幾種去偶技術。（3）13C的化學位移主要知識點：屏蔽常數；影響13C化學位移的因素；各類化合物的13C化學位移。（4）13C NMR的自旋偶合及耦合常數主要知識點：13C1H的自旋偶合；13CX的自旋偶合。（5）核磁共振碳譜解析及應用主要知識點：核磁共振碳譜譜圖解析程序；核磁共振碳譜解析示例。（6）自旋晶格弛豫時間（T1）主要知識點：自旋-晶格弛豫機理；T1值的應用。（7）二維核磁共振譜主要知識點：二維核磁共振譜的基本原理；二維核磁共振譜的分類。第五章 質譜1.教學基本要求掌握質譜的基本原理；掌握離子裂解的機理及有機質譜中的裂解反應；了解含鹵素化合物的質譜特征；了解質譜解

11、析程序，能夠根據質譜解析簡單化合物的結構。2.要求學生掌握的基本概念、理論、技能通過本章教學，使學生掌握質譜的基本原理，掌握離子裂解的機理及有機質譜中的裂解反應，培養解析一般圖譜的能力。3.教學重點和難點教學重點是質譜解析程序及應用。教學難點是質譜的基本原理及離子裂解的機理。4.教學內容（1）質譜的基本知識主要知識點：質譜儀；質譜儀主要性能指標；質譜圖；質譜的離子類型。（2）離子裂解的機理主要知識點：離子的單分子裂解；離子豐度的影響因素。（3）有機質譜中的裂解反應主要知識點：自由基中心引發的a斷裂反應；電荷中心引發的i斷裂反應；環狀結構的裂解反應；游離基中心引發的麥氏（McLafferty）重

12、排反應；正電荷中心引發的重排反應。（4）常見各類化合物的質譜主要知識點：烴類；醇類；酚類；醚類；醛、酮類；羧酸；酯；酸酐；酰胺；胺類；硝基化合物；腈類；硫醇和硫醚類；鹵化物的質譜。（5）有機質譜的解析及應用主要知識點：譜圖解析步驟；質譜應用示例。（6）質譜最新進展主要知識點：質譜最新進展。第六章 多譜綜合分析1.教學基本要求掌握綜合解析譜圖的一般程序；了解多譜解析的一些實例。2.要求學生掌握的基本概念、理論、技能通過本章教學，使學生掌握綜合解析譜圖的一般程序。3.教學重點和難點教學重點是綜合解析譜圖的一般程序。教學難點是實例解析。4.教學內容（1）綜合解析譜圖的一般程序主要知識點：綜合解析譜圖的一般程序。（2）綜合解析實例主要知識點：綜合解析的方式方法。四、 學時分配表章序內容學時備注一紫外光譜3二紅外光譜5三核磁共振氫譜5四核磁共振