譜圖分析課件緒論201521.

深入了解確定有機分子結構的現代物理方法2.

掌握分析、解決問題的基本思路和方法3.

掌握學習與科研工作的基本知識與技能4.

奠定工作中復雜樣品剖析與鑒定的基礎開課目的3緒論2課時第一章有機質譜8課時第二章核磁共振氫譜10課時第三章核磁共振碳譜6課時第四章二維核磁共振譜6課時第五章紅外和拉曼光譜7課時第六章紫外-可見吸收光譜3課時第七章波譜綜合6課時教學安排4考試及成績期末考試考試形式：閉卷考試時間：課程結束后第二至第三周(商定)試卷結構：了解、理解題占20%，應用題占80%，題型以解析題為主，題目難易比例60:40總評成績平時成績占20%，作業、考勤期末考試占80%5《有機分子結構光譜鑒定》（第二版）趙瑤興，孫祥玉科學出版社參考書目6原著：RobertM.Silverstein,FrancisX.Webster,DavidJ.Kiemle藥明康德新藥開發有限公司分析部譯華東理工大學出版社7寧永成著科學出版社特點：著重解析，內容詳盡?？膳c另一本書《有機化合物結構鑒定與有機波譜學》配合使用。（原理交待清楚，可作為工具書）8《波譜解析法》蘇克曼潘鐵英張玉蘭華東理工大學出版社特點：簡明扼要，重點突出9《波譜數據表——有機化合物的結構解析》

E.Pretsch,P.Bhlmann,C.Affolter著；榮國斌譯朱士正校華東理工大學出版社特點：手冊類工具書，詳細10緒論明確有機波譜學的學科性質、基本內容和學習意義掌握有機化合物分子結構表征的基本原理了解本門課程的教學要求和學習方法有機化合物分子結構表征的基本原理【基本要求】【重點難點】11一.有機化合物的研究程序與波譜分析的作用為什么要分析有機化合物的結構？發現、分離得到一個天然產物合成一個新的有機化合物該化合物的性質與功能？與結構的關系如何？如何測定有機化合物的結構？結構與合成設計、預想的一致嗎？12天然產物或人工合成有機化合物分離純化官能團與原子排列化學方法或物理（儀器分析）方法純有機化合物元素組成實驗式分子式分子量測定分子結構基本程序元素分析13物質的結構決定性質

性質是其結構的反映

化學方法物理方法——根據有機物的化學反應所表現出來的結構信息，來確定其結構——利用有機物的光譜學、電學、磁學等物理性質所表現出來的結構信息,來確定其結構14化學方法例一：分子式同為C2H6O的乙醇和甲醚分子結構的確定15實驗一、1當量的乙醇只與1

當量的金屬鈉反應,放出0.5

當量的氫氣16實驗二、乙醇可與三氯化磷反應17乙醇的結構18甲醚與金屬鈉不起反應；但可與氫碘酸反應19甲醚的結構20例二、嗎啡的結構鑒定1803年，從鴉片中分離得到純品1881年，從嗎啡的鋅粉蒸餾中分離出菲1925年，Gulland和Robinson

提出嗎啡分子的結構式1952-1956年，Gates完成嗎啡的全合成，最終確定嗎啡的分子結構歷時一個半世紀21Reserpine利血平1952年，分離提純，Nears通過紫外光譜解析，確定主要結構；1956年，Woodward等全合成?！癟heArtandScienceofTotalSynthesisattheDawn

oftheTwenty-FirstCentury”Angew.Chem.Int.Ed.2000,39,44~122科學技術是第一生產力，也是第一破壞力例三、利血平的全合成22化學方法樣品用量大、反應多樣復雜、費時、費力、準確性差、分析困難現代物理方法樣品用量少、不需化學反應、省時、省力、準確性高、分析簡單23現代物理方法紫外-可見吸收光譜紅外吸收光譜核磁共振譜質譜......現代有機化學、生命科學、材料科學等不可或缺的工具24紫外–可見吸收光譜

依據物質對紫外-可見光的吸收性質。反映分子中成鍵電子的運動與紫外-可見光的作用

主要用于表征分子中的共軛體系U-3010型紫外-可見分光光譜儀25紅外吸收光譜

依據物質對紅外光的吸收性質。反映分子中鍵的振動與紅外光的作用

主要用于表征分子中的官能團

VECTORTM22型傅立葉紅外光譜儀26核磁共振譜

依據物質在強磁場中對無線電波的吸收性質。反映分子中原子核的自旋磁矩與無線電波的作用

主要用于表征分子中的氫、碳、氟等有核自旋磁矩的原子Bruker300MHz超導核磁共振儀價格50~1000萬27有機質譜

依據構成物質分子或其碎片的原子種類、數目及其相對質量。反映物質分子或其碎片的組成

主要用于確定分子量和分子式

6200SeriesTime-of-FlightLC/MSSystems價格MS:20~500萬28X-Ray單晶衍射儀BrukerAXS公司SMARTAPEXⅡCCD元素分析儀CHNS/Oanalyzer德國元素分析系統公司VarioELIII29問題：化學方法是否不再需要了呢？是否可以完全由現代物理（儀器分析）方法來代替呢？3020世紀五十年代NMR、MS官能團分子構造和構型發表文獻要求給出的數據：NMR:詳細、MS:分子量、IR:主要官能團、一般無UV數據二.發展歷史20世紀三十年代UV20世紀四十年代IR31NMR的發展歷史第一階段45~46年：F.Bloch和E.M.Purcell

兩個小組幾乎同時發現NMR現象50年代初：NMR首次應用于有機化學60年代初：VarianAssociatesA60Spectrometer

問世，NMR開始廣泛應用32第三階段80年代：Two-dimensional(2D)NMR誕生（COSY，碳骨架連接順序，非鍵原子間距離，生物大分子結構，……）第二階段70年代：FourierTransform的應用

13C-NMR技術（碳骨架）（GC，TLC，HPLC技術的發展）33FelixBloch1952,PhysicsEdwardM.Purcell1952,PhysicsKurtWuthrich2002,ChemistryRichardR.Ernst1991,ChemistryIsadorI.Rabi1944,PhysicsPaulLauterbur2003,MedicinePeterMansfield2003,Medicine核磁共振與諾貝爾獎（15位）341.1906年：物理獎J.I.Thomson

貢獻：正電荷離子束在磁場中的偏轉磁質譜儀的基礎同位素分析2.1989年：物理獎W.Paul

貢獻：離子阱技術的發明。3.2002年：化學獎

J.B.FennUSA

貢獻：電噴霧(ESI)電離方法生物大分子分析

KoichiTanaka(田中耕一)Japan

貢獻：基底輔助激光解吸電離質譜(MALDI)電離方法生物大分子分析質譜學領域的諾貝爾獎35三.有機波譜的基本知識儀器分析所采用的媒介：光、電、熱、聲、磁1.光的本質電磁波，波粒二相性。h=6.63×10-34Js-1ν波動性：可用波長(λ)、頻率(ν)和波數()來描述。36分子吸收電磁波，從低能級躍遷到高能級；吸收電磁波（光）的頻率與吸收能量的關系：λ與E，成反比，即λ↓，↑(每秒的振動次數↑)，E↑。2.分子運動形式及對應的光譜范圍38電磁波段的劃分常見有機波譜39紫外-可見吸收光譜(UV-Vis)UltravioletandVisibleSpectra熒光發射光譜FluorescenceSpectra磷光發射光譜PhosphorescenceSpectra紅外吸收光譜(IR)InfraredSpectra核磁共振光譜(NMR)NuclearMagneticResonance電子順磁共振光譜(EPR)ElectronParamagneticResonanceX射線衍射(XRD)X-RayDiffraction質譜(MS)MassSpectrometry常見有機波譜共軛結構官能團種類晶體結構未成對電子自旋狀態C、H骨架及所處化學環境分子量及部分結構性質403.“四譜”的產生與所能提供的信息化合物的分子量化合物的化學式化合物中所含的官能團化合物的類型化合物中的基團之間的連接次序提供的信息帶電物質粒子的質量譜——質譜（MS）41核磁共振氫譜(1HNMR)提供的信息化合物中含氫基團的個數化合物中含氫基團的類型核自旋能級的躍遷（NMR）——核磁共振氫譜和碳譜42核磁共振碳譜(13CNMR)提供的信息化合物中碳原子的個數化合物的類型歸屬43紅外吸收光譜提供的信息化合物中所含有的官能團某些官能團之間的連接關系振動能級（IR）——紅外光譜44紫外吸收光譜提供的信息化合物中的共軛體系類型化合物中的生色基團電子能級躍遷（UV-Vis）——紫外可見光譜45雙鍵和飽和環狀結構的U為1、三鍵為2、苯環為4。四.不飽和度(unsaturatednumber)式中：U—代表不飽和度；n1、n3、n4分別代表分子中一價、三價和四價原子的數目。根據分子式計算不飽和度，其經驗公式為：46說明：元素化合價不分正負，也不論何種元素，只按價分類計算。（如C、Si；H、Cl）元素化合價應按其在化合物中實際提供的成鍵電子數計算。對含有變價元素，如S、N、P等化合物，不妨對每種可能化合價都作一次不飽和度的計算；然后根據波譜證據取舍之。二價原子數目不直接進入計算式。Ω=1+n4+1/2（3n5–n1）式中n5代表分子式中五價原子的數目。47五軟件與網絡資源1.軟件CambridgeSoftChemBioDrawUltrav11.0.1(Cambridgesoft，UK)優秀的化學軟件，必備可預測氫譜與碳譜，但預測值與實驗值有較大偏差ACDLabsv10.0(AdvancedChemistryDevelopment,Inc.,