現(xiàn)代分離與測(cè)試技術(shù)

傳統(tǒng)（經(jīng)典）提取分離技術(shù)溶劑提取法（浸漬、滲漉、煎煮、回流等）水蒸汽蒸餾法溶劑分離法分餾法沉澱法昇華法結(jié)晶法傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)測(cè)試技術(shù)理化性質(zhì)測(cè)定波譜數(shù)據(jù)化學(xué)降解化學(xué)轉(zhuǎn)換半合成全合成文獻(xiàn)比較現(xiàn)代分離技術(shù)色譜技術(shù)

吸附、分配、離子交換、分子篩、親和色譜等類型低壓快速、逆流液滴分溶（DCCC）、高效液相（HPLC）等分子蒸餾超臨界萃取膜分離毛細(xì)管電泳現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)核磁共振（NMR）2D-NMR質(zhì)譜（MS）HRMS

紅外（IR）紫外（UV）旋光（ORD）X射線單晶衍射（X-RayCrystalAnalysis）嗎啡（morphine）的研究1804-1806年發(fā)現(xiàn)1925年提出確定結(jié)構(gòu)1952年人工全合成合計(jì)約150年從發(fā)現(xiàn)、確定結(jié)構(gòu)，到人工全合成，僅花4年時(shí)間（1952－1956）利血平（reserpine）的研究分離測(cè)試聯(lián)用技術(shù)氣質(zhì)聯(lián)用液質(zhì)聯(lián)用(LC-MS)液核聯(lián)用(LC-NMR)主要內(nèi)容1.提取分離前的準(zhǔn)備工作2.一般原理及常用方法3.活性成分的分離方法4.注意事項(xiàng)1.提取分離前的準(zhǔn)備工作1.1考察研究材料的學(xué)名、產(chǎn)地、藥用部位、採(cǎi)集時(shí)間與方法等1.2文獻(xiàn)調(diào)研，以瞭解利用前人經(jīng)驗(yàn)1.3化學(xué)成分預(yù)試實(shí)驗(yàn)1.4確定提取分離方案2.一般原理及常用方法2.1提取溶劑法、水蒸汽蒸餾法、昇華法等2.2分離

2.2.1根據(jù)物質(zhì)溶解度2.2.2根據(jù)物質(zhì)在兩相溶劑中的分配比2.2.3根據(jù)物質(zhì)的吸附性2.2.4根據(jù)物質(zhì)分子大小2.2.5根據(jù)物質(zhì)解離程度2.2.1根據(jù)物質(zhì)溶解度差別改變溫度：結(jié)晶、重結(jié)晶改變極性：沉澱多糖、蛋白質(zhì)等改變pH值：酸堿法分離生物鹼、黃酮，等電點(diǎn)分離氨基酸等加入沉澱劑2.2.2根據(jù)物質(zhì)在溶劑中的分配比液液萃取分配係數(shù)：K=CU/CL分離因數(shù)：

=KA/KB

>50逆流分溶：

<50液液分配柱色譜正相色譜與反相色譜加壓液相柱色譜液滴逆流色譜（DCCC）及高速逆流色譜（HSCCC）

2.2.3根據(jù)物質(zhì)的吸附性差別固－液吸附、物理吸附和化學(xué)吸附吸附規(guī)律：相似者易於吸附（吸附劑、溶質(zhì)、溶劑）簡(jiǎn)單吸附法進(jìn)行物質(zhì)的濃縮與精製吸附柱色譜用於物質(zhì)的分離矽膠、氧化鋁、聚醯胺、大孔吸附樹脂等分離材料2.2.4根據(jù)物質(zhì)分子大小差別透析法凝膠法

原理種類：葡聚糖凝膠（Sephadex）和羥丙基葡聚糖凝膠（SephadexLH-20）超濾法超速離心法離子交換法電泳技術(shù)2.2.5根據(jù)物質(zhì)解離程度不同3.活性成分的分離方法分離得到純品後再進(jìn)行活性測(cè)試

分離與活性測(cè)試分為兩個(gè)階段，結(jié)果易判斷，但盲目性大，活性成分易丟失（微量成分）活性指導(dǎo)法進(jìn)行分離

選用簡(jiǎn)易、靈敏、可靠的活性測(cè)試方法作指導(dǎo)，對(duì)分離進(jìn)行活性評(píng)估，追蹤活性部分和活性成分。能有效地指導(dǎo)分離，排除干擾，調(diào)整方案，得到活性成分，但需具備分離和活性測(cè)試的知識(shí)、設(shè)備、經(jīng)費(fèi)等。主要內(nèi)容結(jié)構(gòu)測(cè)試的策略結(jié)構(gòu)測(cè)試的步驟和技術(shù)應(yīng)用舉例注意事項(xiàng)結(jié)構(gòu)測(cè)試的策略文獻(xiàn)調(diào)研判斷化合物類型波譜學(xué)等技術(shù)進(jìn)行測(cè)試

分子式、官能團(tuán)、結(jié)構(gòu)片斷、基本骨架、平面結(jié)構(gòu)和立體結(jié)構(gòu)等

結(jié)構(gòu)測(cè)試的步驟和技術(shù)鑒定化合物的純度初步推斷化合物的類型測(cè)定分子式並計(jì)算不飽和度確定官能團(tuán)、結(jié)構(gòu)片斷和基本骨架確定平面結(jié)構(gòu)確定立體結(jié)構(gòu)鑒定化合物的純度熔點(diǎn)法TLC、PPC法GC、HPLC法初步推斷化合物的類型提取分離過程中的行為有關(guān)理化性質(zhì)結(jié)合文獻(xiàn)測(cè)定分子式並計(jì)算不飽和度元素定量分析和分子量測(cè)定法同位素峰度法高分辨質(zhì)譜法（HI-MS）不飽和度計(jì)算U=Ⅳ-Ⅰ/2+Ⅲ/2+1

確定官能團(tuán)、結(jié)構(gòu)片斷和基本骨架官能團(tuán)定性及定量相關(guān)波譜學(xué)測(cè)定及解析UVIRMS1HNMR13CNMR確定平面結(jié)構(gòu)提出一個(gè)或幾個(gè)可能結(jié)構(gòu)綜合分析波譜測(cè)試結(jié)果結(jié)合文獻(xiàn)調(diào)研比較已知化合物或化學(xué)溝通（化學(xué)降解、衍生物製備或化學(xué)合成）確定立體結(jié)構(gòu)測(cè)定CD或ORD測(cè)定NOE或NOESYX－射線單晶衍射人工合成應(yīng)用舉例灰毛漿果楝D（cipadesinsD,24）的結(jié)構(gòu)鑒定HRESIMS確定灰毛漿果楝D的分子式calcdforC33H40Na1O13[M+Na]+,667.2361

IR顯示羰基信號(hào)

IR吸收峰νmax1749、1738cm-1

灰毛漿果楝D的UV譜圖

灰毛漿果楝D的1HNMR譜圖

1個(gè)β取代的呋喃環(huán)4個(gè)與季碳相連的甲基3個(gè)乙醯基1個(gè)甲氧基灰毛漿果楝D的13CNMR譜圖

顯示33個(gè)信號(hào)，除1個(gè)甲氧基、3個(gè)乙醯基外，剩餘26個(gè)信號(hào)，包括1個(gè)β取代的呋喃環(huán)和4個(gè)與季碳相連的甲基，表明24可能為四降三萜類化合物灰毛漿果楝D的HSQC譜圖

灰毛漿果楝D的HMBC譜圖

HMBC實(shí)驗(yàn)推定灰毛漿果楝D的結(jié)構(gòu)ImportantHMBCcorrelationsofcipadesinsD灰毛漿果楝D的NOESY譜圖

NOESY實(shí)驗(yàn)確定灰毛漿果楝D的相對(duì)構(gòu)型ImportantNOESYcorrelationsofcipadesinsDX-射線單晶衍射實(shí)驗(yàn)證明結(jié)構(gòu)ORTEPdiagramof24主要內(nèi)容概述儀器及其基本原理質(zhì)譜解析應(yīng)用概述質(zhì)譜法（MassSpectrometry,MS）

化合物

離子化品質(zhì)分析器檢測(cè)器特點(diǎn)：

範(fàn)圍寬、靈敏度高、速度快、資訊直觀、確定分子量和分子式儀器及其基本原理質(zhì)譜儀器離子源及離子化技術(shù)品質(zhì)分析器及品質(zhì)分離原理進(jìn)樣系統(tǒng)離子檢測(cè)器TheMassSpectrometer

SampleinletIonsourceMassanalyzerDatasystemdetector離子源及離子化技術(shù)離子源離子化技術(shù)1.Electronimpactionization(EI)：2.Chemicalionization(CI)3.Fielddesorptionionization(FD)4.Fastatombombardmentionization(FAB)5.Matrixassistedlaserdesorptionionization(MALDI)6.Atmosphericpressureionization(API)(1).Electrosprayionization(ESI)(2).Atmosphericpressurechemicalionization(APCI)不同樣品所適用的離子化技術(shù)常規(guī)樣品採(cǎi)取EI法為提高分子離子峰豐度採(cǎi)用CI或FD法難揮發(fā)、高極性或分子量大的樣品，可採(cǎi)用FAB、MALDI和ESI法等質(zhì)譜解析質(zhì)譜中的離子質(zhì)譜裂解規(guī)律質(zhì)譜解析質(zhì)譜中的離子MolecularionsFragmentionsIsotopicionsMultiplyionsMetastableionsOddelectronionsEvenelectronions分子離子的識(shí)別分子離子峰的強(qiáng)弱取決於分子離子的穩(wěn)定性N規(guī)則合理的中性丟失改變?cè)囼?yàn)條件採(cǎi)用其他離子化方法分子離子的作用給出分子量給出分子式推測(cè)化合物的結(jié)構(gòu)類型分子離子峰的相對(duì)豐度與分子的結(jié)構(gòu)有關(guān)。FormulaC6H12C5H8OC4H8N2Mass84.093984.057584.0688質(zhì)譜裂解規(guī)律裂解的產(chǎn)生：70eV、內(nèi)部不安定因素電離發(fā)生的位置：最低電離電位的電子影響離子豐度的因素：

穩(wěn)定性、stevenson規(guī)則、最大烷基丟失裂解方式：均裂、異裂和半異裂開裂的類型及簡(jiǎn)單機(jī)理：

單純、重排和複雜開裂質(zhì)譜解析參考被測(cè)樣品的其他已知資訊所用離子化方法確定分子離子確定分子式推測(cè)可能含有的官能團(tuán)分析基峰及主要碎片離子可能代表的結(jié)構(gòu)單元推測(cè)、篩選可能的結(jié)構(gòu)式應(yīng)用質(zhì)譜在天然產(chǎn)物分析中的應(yīng)用質(zhì)譜在生命科學(xué)研究中的應(yīng)用在天然產(chǎn)物分析中的應(yīng)用電離方式相關(guān)技術(shù)超微量樣品離子化相關(guān)技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)樣品前處理質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)電離方式相關(guān)技術(shù)LC／APCI－MS測(cè)定了綠茶和紅茶中的12種微量?jī)翰璺訖z測(cè)分析蔬菜汁中多種弱極性分子β胡蘿蔔素異構(gòu)體ESI-multi-CHEFSORI-CIDFTMS)法解析muraymycinA1和B1的精確分子量和分子式超微量樣品離子化相關(guān)技術(shù)納升級(jí)電噴霧質(zhì)譜(nano－ESI)技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展使質(zhì)譜的檢測(cè)限大為降低,達(dá)到nmol級(jí),甚至amol級(jí)應(yīng)用nano－ESI，用前體離子掃描定量分析了amol級(jí)的甾族化合物樣品應(yīng)用nano－ESI四極桿飛行時(shí)間質(zhì)譜測(cè)定了海藻中的一種單二甲基含砷糖現(xiàn)場(chǎng)樣品前處理質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)應(yīng)用脈衝超濾質(zhì)譜，篩選並評(píng)價(jià)了多種COX2抑制劑應(yīng)用固相微提取質(zhì)譜技術(shù),測(cè)定了幾種揮發(fā)和半揮發(fā)化學(xué)試劑和兩種除草劑，檢測(cè)靈敏度達(dá)到ppb級(jí)和ppt級(jí)在生命科學(xué)研究中的應(yīng)用質(zhì)譜與蛋白質(zhì)分析

質(zhì)譜與核酸研究質(zhì)譜與臨床醫(yī)學(xué)質(zhì)譜與檢測(cè)展望質(zhì)譜與蛋白質(zhì)分析蛋白質(zhì)分子量的測(cè)定：MALI－MS技術(shù)

蛋白質(zhì)組研究：1.多肽、蛋白質(zhì)的品質(zhì)2.肽指紋圖譜測(cè)定（肽指紋譜的方法比氨基酸組成分析更為可靠）3.氨基酸序列測(cè)定等（串聯(lián)質(zhì)譜技術(shù)）

質(zhì)譜與核酸研究ESI和MALDI質(zhì)譜技術(shù)與寡核苷酸及其類似物的結(jié)構(gòu)和序列分析

外切酶從3’或5’端進(jìn)行部分降解，在不同時(shí)間內(nèi)分別取樣進(jìn)行質(zhì)譜分析

質(zhì)譜應(yīng)用於DNA研究領(lǐng)域

M．L．Vestal和鄧慧敏等把離子延遲引出技術(shù)（lonDelayedExtraction,DE）應(yīng)用於MALDI－MS中，測(cè)定混合堿基DNA，獲得了高解析度的DNA質(zhì)譜圖。

質(zhì)譜與臨床醫(yī)學(xué)對(duì)藥物代謝產(chǎn)物的動(dòng)態(tài)分析癌細(xì)胞蛋白質(zhì)的鑒定同位素標(biāo)記物的檢測(cè)等

用同位素14C標(biāo)記的14C-尿素呼吸試驗(yàn)和15

N標(biāo)記的15

N-排泄試驗(yàn)已成為臨床檢測(cè)胃幽門螺桿菌（HP）的有效手段。

質(zhì)譜與檢測(cè)生物工程產(chǎn)品與MALDI-TOF-MS

技術(shù)蔡耘等用上述技術(shù)對(duì)重組的人表皮生長(zhǎng)因數(shù)（hEGF）白細(xì)胞介素-3（IL－3）、腫瘤壞死因數(shù)（TNF）粒細(xì)胞＼巨噬細(xì)胞集落刺激因數(shù)（GM－CSF）、粒細(xì)胞集落刺激因數(shù)（G—CSF）鹼性成纖維生長(zhǎng)因數(shù)（bFGF）等六種基因工程產(chǎn)品進(jìn)行了測(cè)定，獲得了準(zhǔn)確的分子量資訊及純度資訊

1.1概述1.2紅外光譜與有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)1.3

分子中基團(tuán)的基本振動(dòng)形式1.4影響峰位變化的因素1.紅外光譜分析基本原理分子中基團(tuán)的振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)躍遷產(chǎn)生：振-轉(zhuǎn)光譜1.1概述紅外光譜圖：縱坐標(biāo)為吸收強(qiáng)度，橫坐標(biāo)為波長(zhǎng)λ（μm）和波數(shù)1/λ

單位：cm-1可以用峰數(shù)，峰位，峰形，峰強(qiáng)來描述。應(yīng)用：有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)解析。定性：基團(tuán)的特徵吸收頻率；定量：特徵峰的強(qiáng)度；1.2紅外光譜與有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)1.紅外光譜產(chǎn)生的條件

滿足兩個(gè)條件：

(1)輻射應(yīng)具有能滿足物質(zhì)產(chǎn)生振動(dòng)躍遷所需的能量；

(2)輻射與物質(zhì)間有相互偶合作用。

對(duì)稱分子：沒有偶極矩，輻射不能引起共振，無紅外活性。

如：N2、O2、Cl2

等。

非對(duì)稱分子：有偶極矩，紅外活性。偶極子在交變電場(chǎng)中的作用示意圖2.分子振動(dòng)方程式分子的振動(dòng)能級(jí)（量子化）：

E振=（V+1/2）h

V：化學(xué)鍵的振動(dòng)頻率；

：振動(dòng)量子數(shù)。(1)雙原子分子的簡(jiǎn)諧振動(dòng)及其頻率化學(xué)鍵的振動(dòng)類似於連接兩個(gè)小球的彈簧(2)分子振動(dòng)方程式任意兩個(gè)相鄰的能級(jí)間的能量差為：K化學(xué)鍵的力常數(shù)，與鍵能和鍵長(zhǎng)有關(guān)，

為雙原子的折合品質(zhì)

=m1m2/（m1+m2）發(fā)生振動(dòng)能級(jí)躍遷需要能量的大小取決於鍵兩端原子的折合品質(zhì)和鍵的力常數(shù)，即取決於分子的結(jié)構(gòu)特徵。表某些鍵的伸縮力常數(shù)（毫達(dá)因/埃）鍵類型:—CC—>—C=C—>—C—C—力常數(shù):15

179.5

9.94.5

5.6峰位:4.5m6.0m7.0m化學(xué)鍵鍵強(qiáng)越強(qiáng)（即鍵的力常數(shù)K越大）原子折合品質(zhì)越小，化學(xué)鍵的振動(dòng)頻率越大，吸收峰將出現(xiàn)在高波數(shù)區(qū)。1.3

分子中基團(tuán)的基本振動(dòng)形式

1．兩類基本振動(dòng)形式伸縮振動(dòng)亞甲基：變形振動(dòng)亞甲基例１水分子２．峰位、峰數(shù)與峰強(qiáng)（1）峰位化學(xué)鍵的力常數(shù)k越大，原子折合品質(zhì)越小，鍵的振動(dòng)頻率越大，吸收峰將出現(xiàn)在高波數(shù)區(qū)（短波長(zhǎng)區(qū)）；反之，出現(xiàn)在低波數(shù)區(qū)（高波長(zhǎng)區(qū)）。（2）峰數(shù)峰數(shù)與分子自由度有關(guān)。無瞬間偶基距變化時(shí)，無紅外吸收。例2CO2分子（4）由基態(tài)躍遷到第一激發(fā)態(tài)，產(chǎn)生一個(gè)強(qiáng)的吸收峰，基頻峰；（5）由基態(tài)直接躍遷到第二激發(fā)態(tài)，產(chǎn)生一個(gè)弱的吸收峰，倍頻峰；（3）瞬間偶基距變化大，吸收峰強(qiáng)；鍵兩端原子電負(fù)性相差越大（極性越大），吸收峰越強(qiáng)；

1．內(nèi)部因素（1）電子效應(yīng)a．誘導(dǎo)效應(yīng)：吸電子基團(tuán)使吸收峰向高頻方向移動(dòng)（藍(lán)移）1.4影響峰位變化的因素

化學(xué)鍵的振動(dòng)頻率不僅與其性質(zhì)有關(guān)，還受分子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部因素影響。各種化合物中相同基團(tuán)的特徵吸收並不總在一個(gè)固定頻率上。R-COR

C=01715cm-1;R-COH

C=01730cm-1

；R-COCl

C=01800cm-1;R-COF

C=01920cm-1;F-COF

C=01920cm-1;R-CONH2

C=01928cm-1;ｂ．共軛效應(yīng)cm-1cm-1cm-1cm-1

共軛效應(yīng)使共軛體系中的電子雲(yún)密度平均化，使其吸收頻率向低波數(shù)方向移動(dòng)。CHCHCHCH1576cm-11611cm-11644cm-11781cm-11678cm-11657cm-11651cm-1（２）空間效應(yīng)

場(chǎng)效應(yīng)；空間位阻；環(huán)張力CH3060-3030cm-12900-2800cm-12222（3）氫鍵效應(yīng)

氫鍵(分子內(nèi)氫鍵；分子間氫鍵)：對(duì)峰位，峰強(qiáng)產(chǎn)生極明顯影響，使伸縮振動(dòng)頻率向低波數(shù)方向移動(dòng)。2．外部因素溶劑效應(yīng)物質(zhì)的狀態(tài)2.1儀器類型與結(jié)構(gòu)2.2制樣方法2.3聯(lián)用技術(shù)2.儀器與方法2.1儀器類型與結(jié)構(gòu)

兩種類型：色散型干涉型（付立葉變換紅外光譜儀）內(nèi)部結(jié)構(gòu)Nicolet公司的AVATAR360FT-IR傅裏葉變換紅外光譜儀結(jié)構(gòu)框圖干涉儀光源樣品室檢測(cè)器顯示器繪圖儀電腦干涉圖光譜圖FTS傅裏葉變換紅外光譜儀工作原理圖邁克爾干涉儀工作原理圖2.2制樣方法1）氣體——?dú)怏w池2）液體：①液膜法——難揮發(fā)液體（bp>80C）②溶液法——液體池溶劑：CCl4，CS2常用。3)固體:①研糊法（液體石臘法）②KBr壓片法③薄膜法2.3聯(lián)用技術(shù)GC/FTIR（氣相色譜紅外光譜聯(lián)用）LC/FTIR（液相色譜紅外光譜聯(lián)用）PAS/FTIR（光聲紅外光譜）MIC/FTIR（顯微紅外光譜）——微量及微區(qū)分析3.1紅外光譜的特徵性3.2有機(jī)化合物分子中常見基團(tuán)吸收峰3.3基團(tuán)吸收帶數(shù)據(jù)3.紅外光譜與分子結(jié)構(gòu)3.1紅外光譜的特徵性

與一定結(jié)構(gòu)單元相聯(lián)系的、在一定範(fàn)圍內(nèi)出現(xiàn)的化學(xué)鍵振動(dòng)頻率——基團(tuán)特徵頻率（特徵峰）；例：2800

3000cm-1—CH3特徵峰；1600

1850cm-1—C=O特徵峰；基團(tuán)所處化學(xué)環(huán)境不同，特徵峰出現(xiàn)位置變化：—CH2—CO—CH2—1715cm-1

酮—CH2—CO—O—1735cm-1

酯—CH2—CO—NH—1680cm-1

醯胺紅外光譜與分子結(jié)構(gòu)常見的有機(jī)化合物基團(tuán)頻率出現(xiàn)的範(fàn)圍：4000

670cm-1依據(jù)基團(tuán)的振動(dòng)形式，分為四個(gè)區(qū)：(1)4000

2500cm-1X—H伸縮振動(dòng)區(qū)（X=O，N，C，S）(2)2500

1900cm-1

三鍵，累積雙鍵伸縮振動(dòng)區(qū)(3)1900

1200cm-1

雙鍵伸縮振動(dòng)區(qū)(4)1200

670cm-1

X—Y伸縮，

X—H變形振動(dòng)區(qū)3.2有機(jī)化合物分子中常見基團(tuán)吸收峰3.2.1．X—H伸縮振動(dòng)區(qū)（4000

2500cm-1）（1）—O—H3650

3200cm-1

確定醇，酚，酸

在非極性溶劑中，濃度較?。ㄏ∪芤海r(shí)，峰形尖銳，強(qiáng)吸收；當(dāng)濃度較大時(shí)，發(fā)生締合作用，峰形較寬。（3）不飽和碳原子上的=C—H（

C—H

）

苯環(huán)上的C—H3030cm-1

=C—H3010

2260cm-1

C—H3300

cm-1（2）飽和碳原子上的—C—H3000cm-1以上

—CH3

2960

cm-1

反對(duì)稱伸縮振動(dòng)2870

cm-1

對(duì)稱伸縮振動(dòng)

—CH2—2930

cm-1反對(duì)稱伸縮振動(dòng)2850

cm-1

對(duì)稱伸縮振動(dòng)

—C—H2890cm-1

弱吸收3000cm-1以下3.2.2．雙鍵伸縮振動(dòng)區(qū)(1200

1900cm-1)（1）RC=CR’1620

1680cm-1

強(qiáng)度弱，

R=R’（對(duì)稱）時(shí)，無紅外活性。（2）單核芳烴的C=C伸縮振動(dòng)出現(xiàn)在1600cm-1和1500cm-1附近，有兩個(gè)峰，這是芳環(huán)的骨架結(jié)構(gòu)，用於確認(rèn)有無芳核的存在。（3）苯衍生物在1650

2000cm-1出現(xiàn)C-H和C=C鍵的面內(nèi)變形振動(dòng)的泛頻吸收（強(qiáng)度弱），可用來判斷取代基位置。（4）C=O（1850

1600cm-1）碳氧雙鍵的特徵峰，強(qiáng)度大，峰尖銳。3.2.3．三鍵伸縮振動(dòng)區(qū)(2500

1900cm-1)3.2.4.X—Y，X—H變形振動(dòng)區(qū)<1650cm-

指紋區(qū)(1350

650cm-1),較複雜。

C-H，N-H的變形振動(dòng)；

C-O，C-X的伸縮振動(dòng)；

C-C骨架振動(dòng)等。精細(xì)結(jié)構(gòu)的區(qū)分。（1）RCCH（2100

2140cm-1）

RCCR’（2190

2260cm-1）

R=R’時(shí)，無紅外活性（2）RCN（2100

2140cm-1）非共軛2240

2260cm-1

共軛2220

2230cm-1

3.3基團(tuán)吸收帶數(shù)據(jù)常見基團(tuán)的紅外吸收帶特徵區(qū)指紋區(qū)500100015002000250030003500C-H，N-H，O-HN-HCNC=NS-HP-HN-ON-NC-FC-XO-HO-H（氫鍵）C=OC-C，C-N，C-O=C-HC-HCCC=C

紅外光譜法廣泛用於有機(jī)化合物的定性分析和定量分析。4.1定性分析

4.1.1.已知物的鑒定

將試樣的譜圖與標(biāo)準(zhǔn)的譜圖進(jìn)行對(duì)照，或者與文獻(xiàn)上的譜圖進(jìn)行對(duì)照。幾種標(biāo)準(zhǔn)譜圖（1）薩特勒（Sadtler）標(biāo)準(zhǔn)紅外光譜圖（2）Aldrich紅外譜圖庫(kù)（3）SigmaFourier紅外光譜圖庫(kù)4.紅外光譜法的應(yīng)用4.1.2.未知物結(jié)構(gòu)的測(cè)定測(cè)定未知物的結(jié)構(gòu)，是紅外光譜法定性分析的一個(gè)重要用途。如果未知物不是新化合物，可以通過兩種方式利用標(biāo)準(zhǔn)譜圖進(jìn)行查對(duì)：（1）查閱標(biāo)準(zhǔn)譜圖的譜帶索引，與尋找試樣光譜吸收帶相同的標(biāo)準(zhǔn)譜圖；（2）進(jìn)行光譜解析，判斷試樣的可能結(jié)構(gòu)，然後在由化學(xué)分類索引查找標(biāo)準(zhǔn)譜圖對(duì)照核實(shí)。

在定性分析過程中，除了獲得清晰可靠的圖譜外，最重要的是對(duì)譜圖作出正確的解析。所謂譜圖的解析就是根據(jù)實(shí)驗(yàn)所測(cè)繪的紅外光譜圖的吸收峰位置、強(qiáng)度和形狀，利用基團(tuán)振動(dòng)頻率與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)係，確定吸收帶的歸屬，確認(rèn)分子中所含的基團(tuán)或鍵，進(jìn)而推定分子的結(jié)構(gòu)。簡(jiǎn)單地說，就是根據(jù)紅外光譜所提供的資訊，正確地把化合物的結(jié)構(gòu)“翻譯”出來。往往還需結(jié)合其他實(shí)驗(yàn)資料，如相對(duì)分子品質(zhì)、物理常數(shù)、紫外光譜、核磁共振波譜及質(zhì)譜等數(shù)據(jù)才能正確判斷其結(jié)構(gòu)。4.1.3譜圖的解析準(zhǔn)備工作

在進(jìn)行未知物光譜解析之前，必須對(duì)樣品有透徹的瞭解，例如樣品的來源、外觀，根據(jù)樣品存在的形態(tài)，選擇適當(dāng)?shù)闹茦臃椒?；注意視察樣品的顏色、氣味等，它們住往是判斷未知物結(jié)構(gòu)的佐證。還應(yīng)注意樣品的純度以及樣品的元素分析及其它物理常數(shù)的測(cè)定結(jié)果。樣品的相對(duì)分子品質(zhì)、沸點(diǎn)、熔點(diǎn)、折光率、旋光率等物理常數(shù)，可作光譜解釋的旁證，並有助於縮小化合物的範(fàn)圍。根據(jù)未知物不飽和度判斷

當(dāng)

=0時(shí)，表示分子是飽和的，應(yīng)在鏈狀烴及其不含雙鍵的衍生物。當(dāng)

=1時(shí)，可能有一個(gè)雙鍵或脂環(huán)；當(dāng)

=2時(shí)，可能有兩個(gè)雙鍵和脂環(huán)，也可能有一個(gè)三鍵；當(dāng)

=4時(shí)，可能有一個(gè)苯環(huán)等。

根據(jù)上表可以粗略估計(jì)可能存在的基團(tuán)，並推測(cè)其可能的化合物類別，然後進(jìn)行紅外的圖譜解析。官能團(tuán)分析根據(jù)官能團(tuán)的初步分析可以排除一部分結(jié)構(gòu)的可能性，肯定某些可能存在的結(jié)構(gòu)，並初步可以推測(cè)化合物的類別。小結(jié)

圖譜的解析主要是靠長(zhǎng)期的實(shí)踐、經(jīng)驗(yàn)的積累，至今仍沒有一一個(gè)特定的辦法。一般程式是先官能團(tuán)區(qū)，後指紋區(qū)；先強(qiáng)峰後弱峰；先否定後肯定。首先在官能團(tuán)區(qū)（4000~1300cm-1）搜尋官能團(tuán)的特徵伸縮振動(dòng)，再根據(jù)指紋區(qū)的吸收情況，進(jìn)一步確認(rèn)該基團(tuán)的存在以及與其它基團(tuán)的結(jié)合方式。如果是芳香族化合物，應(yīng)定出苯環(huán)取代位置。最後再結(jié)合樣品的其他分析資料，綜合判斷分析結(jié)果，提出最可能的結(jié)構(gòu)式，然後用已知樣品或標(biāo)準(zhǔn)圖譜對(duì)照，核對(duì)判斷的結(jié)果是否正確。如果樣品為新化合物，則需要結(jié)合紫外、質(zhì)譜、核磁等數(shù)據(jù)，才能決定所提的結(jié)構(gòu)是否正確。4.2定量分析

紅外光譜定量分析是通過對(duì)特徵吸收譜帶強(qiáng)度的測(cè)量來求出組份含量。其理論依據(jù)是朗伯-比耳定律。

由於紅外光譜的譜帶較多，選擇的餘地大，所以能方便地對(duì)單一組份和多組份進(jìn)行定量分析。此外，該法不受樣品狀態(tài)的限制，能定量測(cè)定氣體、液體和固體樣品。因此，紅外光譜定量分析應(yīng)用廣泛。但紅外光譜法定量靈敏度較低，尚不適用於微量組份的測(cè)定。紅外譜圖解析示例1．烷烴2.烯烴對(duì)比烯烴順反異構(gòu)體3.醇?xì)滏I締合

基於物質(zhì)光化學(xué)性質(zhì)而建立起來的分析方法稱之為光化學(xué)分析法。分為:光譜分析法和非光譜分析法。光譜分析法是指在光（或其他能量）的作用下，通過測(cè)量物質(zhì)產(chǎn)生的發(fā)射光、吸收光或散射光的波長(zhǎng)和強(qiáng)度來進(jìn)行分析的方法。

吸收光譜分析發(fā)射光譜分析分子光譜分析原子光譜分析１.基本原理

在光譜分析中，依據(jù)物質(zhì)對(duì)光的選擇性吸收而建立起來的分析方法稱為吸光光度法,主要有:

紅外吸收光譜：分子振動(dòng)光譜，吸收光波長(zhǎng)範(fàn)圍2.51000m,主要用於有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)鑒定。

紫外吸收光譜：電子躍遷光譜，吸收光波長(zhǎng)範(fàn)圍200400nm（近紫外區(qū)），可用於結(jié)構(gòu)鑒定和定量分析。

可見吸收光譜：電子躍遷光譜，吸收光波長(zhǎng)範(fàn)圍400750nm，主要用於有色物質(zhì)的定量分析。

１.２.1．光的基本性質(zhì)

光是一種電磁波，具有波粒二象性。光的波動(dòng)性可用波長(zhǎng)

、頻率

、光速c、波數(shù)（cm-1）等參數(shù)來描述：

=c

；波數(shù)=1/

=

/c

光是由光子流組成，光子的能量：

E=h=hc/

（Planck常數(shù)：h=6.626×10-34J×S)

光的波長(zhǎng)越短（頻率越高），其能量越大。白光(太陽光)：由各種單色光組成的複合光

單色光：?jiǎn)尾ㄩL(zhǎng)的光(由具有相同能量的光子組成)

可見光區(qū)：400-750nm

紫外光區(qū)：近紫外區(qū)200-400nm

遠(yuǎn)紫外區(qū)10-200nm（真空紫外區(qū)）１.２紫外可見吸收光譜

１.２.2.物質(zhì)對(duì)光的選擇性吸收及吸收曲線M+熱M+螢光或磷光

E=E2-

E1=h

量子化；選擇性吸收;

分子結(jié)構(gòu)的複雜性使其對(duì)不同波長(zhǎng)光的吸收程度不同；用不同波長(zhǎng)的單色光照射，測(cè)吸光度—吸收曲線與最大吸收波長(zhǎng)

max；M+

h

M*

光的互補(bǔ)：藍(lán)

黃基態(tài)激發(fā)態(tài)E1

（△E）E2

（1）同一種物質(zhì)對(duì)不同波長(zhǎng)光的吸光度不同。吸光度最大處對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)稱為最大吸收波長(zhǎng)λmax

（2）不同濃度的同一種物質(zhì)，其吸收曲線形狀相似λmax不變。而對(duì)於不同物質(zhì)，它們的吸收曲線形狀和λmax則不同。

（3）③吸收曲線可以提供物質(zhì)的結(jié)構(gòu)資訊，並作為物質(zhì)定性分析的依據(jù)之一。（4）不同濃度的同一種物質(zhì)，在某一定波長(zhǎng)下吸光度A有差異，在λmax處吸光度A的差異最大。此特性可作為物質(zhì)定量分析的依據(jù)。（5）在λmax處吸光度隨濃度變化的幅度最大，所以測(cè)定最靈敏。吸收曲線是定量分析中選擇入射光波長(zhǎng)的重要依據(jù)。吸收曲線的討論１.２.3.電子躍遷

物質(zhì)分子內(nèi)部三種運(yùn)動(dòng)形式：

（1）電子相對(duì)於原子核的運(yùn)動(dòng)（2）原子核在其平衡位置附近的相對(duì)振動(dòng)（3）分子本身繞其重心的轉(zhuǎn)動(dòng)分子具有三種不同能級(jí)：電子能級(jí)、振動(dòng)能級(jí)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)三種能級(jí)都是量子化的，且各自具有相應(yīng)的能量分子的內(nèi)能：電子能量Ee

、振動(dòng)能量Ev

、轉(zhuǎn)動(dòng)能量Er

即E＝Ee+Ev+ErΔΕe>ΔΕv>ΔΕr

紫外-可見光譜屬於電子躍遷光譜。

電子能級(jí)間躍遷的同時(shí)總伴隨有振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)間的躍遷。即電子光譜中總包含有振動(dòng)能級(jí)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)間躍遷產(chǎn)生的若干譜線而呈現(xiàn)寬譜帶。能級(jí)躍遷討論：（1）轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)間的能量差ΔEr：0.005～0.050eV，躍遷產(chǎn)生吸收光譜位於遠(yuǎn)紅外區(qū)。遠(yuǎn)紅外光譜或分子轉(zhuǎn)動(dòng)光譜；（2）振動(dòng)能級(jí)的能量差ΔEv約為：0.05～１eV，躍遷產(chǎn)生的吸收光譜位於紅外區(qū)，紅外光譜或分子振動(dòng)光譜；（3）電子能級(jí)的能量差ΔEe較大1～20eV。電子躍遷產(chǎn)生的吸收光譜在紫外—可見光區(qū)，紫外—可見光譜或分子的電子光譜

（4）吸收光譜的波長(zhǎng)分佈是由產(chǎn)生譜帶的躍遷能級(jí)間的能量差所決定，反映了分子內(nèi)部能級(jí)分佈狀況，是物質(zhì)定性的依據(jù)。（5）吸收譜帶強(qiáng)度與分子偶極矩變化、躍遷幾率有關(guān)，也提供分子結(jié)構(gòu)的資訊。通常將在最大吸收波長(zhǎng)處測(cè)得的摩爾吸光係數(shù)εmax也作為定性的依據(jù)。不同物質(zhì)的λmax有時(shí)可能相同，但εmax不一定相同；（6）吸收譜帶強(qiáng)度與該物質(zhì)分子吸收的光子數(shù)成正比，定量分析的依據(jù)。討論：１.３分子吸收光譜與電子躍遷

有機(jī)化合物的紫外—可見吸收光譜，是其分子中外層價(jià)電子躍遷的結(jié)果（三種）：σ電子、π電子、n電子。

分子軌道理論：一個(gè)成鍵軌道必定有一個(gè)相應(yīng)的反鍵軌道。通常外層電子均處?kù)斗肿榆壍赖幕鶓B(tài)，即成鍵軌道或非鍵軌道上。

外層電子吸收紫外或可見輻射後，就從基態(tài)向激發(fā)態(tài)(反鍵軌道)躍遷。主要有四種躍遷所需能量ΔΕ大小順序?yàn)椋簄→π＊

<π→π＊

<n→σ＊

<σ→σ＊

⑴

σ→σ＊躍遷

所需能量最大，σ電子只有吸收遠(yuǎn)紫外光的能量才能發(fā)生躍遷。飽和烷烴的分子吸收光譜出現(xiàn)在遠(yuǎn)紫外區(qū)(吸收波長(zhǎng)λ<200nm，只能被真空紫外分光光度計(jì)檢測(cè)到)。如甲烷的λ為125nm,乙烷λmax為135nm。

⑵

n→σ＊躍遷

所需能量較大。吸收波長(zhǎng)為150～250nm，大部分在遠(yuǎn)紫外區(qū)，近紫外區(qū)仍不易觀察到。含非鍵電子的飽和烴衍生物(含N、O、S和鹵素等雜原子)均呈現(xiàn)n→σ*躍遷。如一氯甲烷、甲醇、三甲基胺n→σ*躍遷的λ分別為173nm、183nm和227nm。

⑶π→π＊躍遷

所需能量較小，吸收波長(zhǎng)處?kù)哆h(yuǎn)紫外區(qū)的近紫外端或近紫外區(qū)，摩爾吸光係數(shù)εmax一般在104L·mol－1·cm－1以上，屬於強(qiáng)吸收。不飽和烴、共軛烯烴和芳香烴類均可發(fā)生該類躍遷。如：乙烯π→π*躍遷的λ為162nm，

εmax為:1×104L·mol-1·cm－1。

⑷n→π＊躍遷

需能量最低，吸收波長(zhǎng)λ>200nm。這類躍遷在躍遷選律上屬於禁阻躍遷，摩爾吸光係數(shù)一般為10～100L·mol-1·cm-1，吸收譜帶強(qiáng)度較弱。分子中孤對(duì)電子和π鍵同時(shí)存在時(shí)發(fā)生n→π＊躍遷。丙酮n→π＊躍遷的λ為275nmεmax為22L·mol-1·cm-1（溶劑環(huán)己烷)。生色團(tuán)與助色團(tuán)生色團(tuán)：

最有用的紫外—可見光譜是由π→π＊和n→π＊躍遷產(chǎn)生的。這兩種躍遷均要求有機(jī)物分子中含有不飽和基團(tuán)。這類含有π鍵的不飽和基團(tuán)稱為生色團(tuán)。簡(jiǎn)單的生色團(tuán)由雙鍵或三鍵體系組成，如乙烯基、羰基、亞硝基、偶氮基—N＝N—、乙炔基、腈基—C三N等。助色團(tuán)：

有一些含有n電子的基團(tuán)(如—OH、—OR、—NH２、—NHR、—X等)，它們本身沒有生色功能(不能吸收λ>200nm的光)，但當(dāng)它們與生色團(tuán)相連時(shí)，就會(huì)發(fā)生n—π共軛作用，增強(qiáng)生色團(tuán)的生色能力(吸收波長(zhǎng)向長(zhǎng)波方向移動(dòng)，且吸收強(qiáng)度增加)，這樣的基團(tuán)稱為助色團(tuán)。

有機(jī)化合物的吸收譜帶常常因引入取代基或改變?nèi)軇┦棺畲笪詹ㄩL(zhǎng)λmax和吸收強(qiáng)度發(fā)生變化:

λmax向長(zhǎng)波方向移動(dòng)稱為紅移，向短波方向移動(dòng)稱為藍(lán)移(或紫移)。吸收強(qiáng)度即摩爾吸光係數(shù)ε增大或減小的現(xiàn)象分別稱為增色效應(yīng)或減色效應(yīng)，如圖所示。紅移與藍(lán)移影響吸收峰位置的因素溶劑效應(yīng)

由於溶劑對(duì)溶質(zhì)分子基態(tài)和激發(fā)態(tài)的穩(wěn)定化不同，溶劑極性增大，最大吸收峰位置改變：R帶藍(lán)移，K帶紅移。溶劑若形成氫鍵，則R帶藍(lán)移。結(jié)構(gòu)共軛體系的共軛程度增高導(dǎo)致紅移。1.4.1朗伯—比耳定律

布格(Bouguer)和朗伯(Lambert)先後於1729年和1760年闡明了光的吸收程度和吸收層厚度的關(guān)係。A∝b

1852年比耳(Beer)又提出了光的吸收程度和吸收物濃度之間也具有類似的關(guān)係。A∝c

二者的結(jié)合稱為朗伯—比耳定律，其數(shù)學(xué)運(yùn)算式為：

A＝lg（I0/It)=εbc

A：吸光度；描述溶液對(duì)光的吸收程度；

b：液層厚度(光程長(zhǎng)度)，通常以cm為單位；

c：溶液的摩爾濃度，單位mol·L－１；

ε：摩爾吸光係數(shù)，單位L·mol－１·cm－１１.４光的吸收定律1.4.2摩爾吸光係數(shù)ε的討論

（1）吸收物質(zhì)在一定波長(zhǎng)和溶劑條件下的特徵常數(shù)；

（2）不隨濃度c和光程長(zhǎng)度b的改變而改變。在溫度和波長(zhǎng)等條件一定時(shí)，ε僅與吸收物質(zhì)本身的性質(zhì)有關(guān)，與待測(cè)物濃度無關(guān)；（3）可作為定性鑒定的參數(shù)；

（4）同一吸收物質(zhì)在不同波長(zhǎng)下的ε值是不同的。在最大吸收波長(zhǎng)λmax處的摩爾吸光係數(shù)，常以εmax表示。εmax表明了該吸收物質(zhì)最大限度的吸光能力，也反映了光度法測(cè)定該物質(zhì)可能達(dá)到的最大靈敏度。

（5）εmax越大表明該物質(zhì)的吸光能力越強(qiáng)，用光度法測(cè)定該物質(zhì)的靈敏度越高。ε>105：超高靈敏；

ε=(6～10）×104

：高靈敏；

ε<2×104：不靈敏。（6）ε在數(shù)值上等於濃度為1mol/L、液層厚度為1cm時(shí)該溶液在某一波長(zhǎng)下的吸光度。1.4.3.偏離朗伯—比耳定律的原因

標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)定未知溶液的濃度時(shí)，發(fā)現(xiàn)：標(biāo)準(zhǔn)曲線常發(fā)生彎曲（尤其當(dāng)溶液濃度較高時(shí)），這種現(xiàn)象稱為對(duì)朗伯—比耳定律的偏離。引起這種偏離的因素（兩大類）：（1）物理性因素，即儀器的非理想引起的；（2）化學(xué)性因素。

可見分光光度計(jì)2.儀器

紫外-可見分光光度計(jì)光源單色器樣品室檢測(cè)器顯示2.1.1.光源

在整個(gè)紫外光區(qū)或可見光譜區(qū)可以發(fā)射連續(xù)光譜，具有足夠的輻射強(qiáng)度、較好的穩(wěn)定性、較長(zhǎng)的使用壽命。

可見光區(qū)：鎢燈作為光源，其輻射波長(zhǎng)範(fàn)圍在320～2500nm。紫外區(qū)：氫、氘燈。發(fā)射185～400nm的連續(xù)光譜。2.1基本組成

2.1.2.單色器

將光源發(fā)射的複合光分解成單色光並可從中選出一任波長(zhǎng)單色光的光學(xué)系統(tǒng)。

①入射狹縫：光源的光由此進(jìn)入單色器；

②準(zhǔn)光裝置：透鏡或返射鏡使入射光成為平行光束；

③色散元件：將複合光分解成單色光；棱鏡或光柵；

④聚焦裝置：透鏡或凹面反射鏡，將分光後所得單色光聚焦至出射狹縫；

⑤出射狹縫。2.1.3.樣品室

樣品室放置各種類型的吸收池（比色皿）和相應(yīng)的池架附件。吸收池主要有石英池和玻璃池兩種。在紫外區(qū)須採(cǎi)用石英池，可見區(qū)一般用玻璃池。2.1.4.檢測(cè)器

利用光電效應(yīng)將透過吸收池的光信號(hào)變成可測(cè)的電信號(hào)，常用的有光電池、光電管或光電倍增管。2.1.5.結(jié)果顯示記錄系統(tǒng)檢流計(jì)、數(shù)字顯示、微機(jī)進(jìn)行儀器自動(dòng)控制和結(jié)果處理2.2分光光度計(jì)的類型

2.2.1.單光束

簡(jiǎn)單，價(jià)廉，適於在給定波長(zhǎng)處測(cè)量吸光度或透光度，一般不能作全波段光譜掃描，要求光源和檢測(cè)器具有很高的穩(wěn)定性。2.2.2.雙光束自動(dòng)記錄，快速全波段掃描。可消除光源不穩(wěn)定、檢測(cè)器靈敏度變化等因素的影響，特別適合於結(jié)構(gòu)分析。儀器複雜，價(jià)格較高。2.2.3.雙波長(zhǎng)

將不同波長(zhǎng)的兩束單色光(λ1、λ2)快束交替通過同一吸收池而後到達(dá)檢測(cè)器。產(chǎn)生交流信號(hào)。無需參比池?！?/p>

=1～2nm。兩波長(zhǎng)同時(shí)掃描即可獲得導(dǎo)數(shù)光譜。3有機(jī)化合物紫外光譜解析

瞭解共軛程度、空間效應(yīng)、氫鍵等；可對(duì)飽和與不飽和化合物、異構(gòu)體及構(gòu)象進(jìn)行判別。

紫外—可見吸收光譜中有機(jī)物發(fā)色體系資訊分析的一般規(guī)律是：

⑴若在200～750nm波長(zhǎng)範(fàn)圍內(nèi)無吸收峰，則可能是直鏈烷烴、環(huán)烷烴、飽和脂肪族化合物或僅含一個(gè)雙鍵的烯烴等。

⑵若在270～350nm波長(zhǎng)範(fàn)圍內(nèi)有低強(qiáng)度吸收峰(ε＝10～100L·mol-1·cm-1),（n→π躍遷），則可能含有一個(gè)簡(jiǎn)單非共軛且含有n電子的生色團(tuán)，如羰基。

⑶若在2５0～300nm波長(zhǎng)範(fàn)圍內(nèi)有中等強(qiáng)度的吸收峰則可能為芳香族化合物。

⑷若在210～250nm波長(zhǎng)範(fàn)圍內(nèi)有強(qiáng)吸收峰，則可能含有2個(gè)共軛雙鍵；若在260～300nm波長(zhǎng)範(fàn)圍內(nèi)有強(qiáng)吸收峰，則說明該有機(jī)物含有3個(gè)或3個(gè)以上共軛雙鍵。

⑸若該有機(jī)物的吸收峰延伸至可見光區(qū)，則該有機(jī)物可能是長(zhǎng)鏈共軛或稠環(huán)化合物。

主要內(nèi)容第一節(jié)核磁共振基本原理第二節(jié)核磁共振與化學(xué)位移第三節(jié)自旋偶合與自旋裂分第四節(jié)譜圖解析與結(jié)構(gòu)確定△E=hν高能態(tài)低能態(tài)氫原子在外加磁場(chǎng)子中的取向r為旋磁比，h為Planck常數(shù)當(dāng)E射=

hν射=△E

時(shí)，質(zhì)子吸收電磁輻射的能量，從低能級(jí)躍起遷至高能級(jí)，這種現(xiàn)象即稱為核磁共振。凡是自旋量子數(shù)不等於零的原子核，都可發(fā)生核磁共振。常用1HNMR和13CNMR。第一節(jié)核磁共振基本原理共振條件(1)核有自旋(磁性核)(2)外磁場(chǎng),能級(jí)裂分;(3)照射頻率與外磁場(chǎng)的比值

0/H0=

/(2)在1950年，Proctor等人研究發(fā)現(xiàn)：質(zhì)子的共振頻率與其結(jié)構(gòu)（化學(xué)環(huán)境）有關(guān)。在高解析度下，吸收峰產(chǎn)生化學(xué)位移和裂分，如右圖所示。由有機(jī)化合物的核磁共振圖，可獲得質(zhì)子所處化學(xué)環(huán)境的資訊，進(jìn)一步確定化合物結(jié)構(gòu)。四、核磁共振波譜儀1．永久磁鐵：提供外磁場(chǎng)，要求穩(wěn)定性好，均勻，不均勻性小於六千萬分之一。掃場(chǎng)線圈。2．射頻振盪器：線圈垂直於外磁場(chǎng)，發(fā)射一定頻率的電磁輻射信號(hào)。3．射頻信號(hào)接受器（檢測(cè)器）：當(dāng)質(zhì)子的進(jìn)動(dòng)頻率與輻射頻率相匹配時(shí)，發(fā)生能級(jí)躍遷，吸收能量，在感應(yīng)線圈中產(chǎn)生毫伏級(jí)信號(hào)。4．樣品管：外徑5mm的玻璃管,測(cè)量過程中旋轉(zhuǎn),磁場(chǎng)作用均勻。第二節(jié)化學(xué)位移遮罩作用與化學(xué)位移

理想化的、裸露的氫核；滿足共振條件：

0=

H0/(2

)產(chǎn)生單一的吸收峰；實(shí)際上，氫核受周圍不斷運(yùn)動(dòng)著的電子影響。在外磁場(chǎng)作用下，運(yùn)動(dòng)著的電子產(chǎn)生相對(duì)於外磁場(chǎng)方向的感應(yīng)磁場(chǎng)，起到遮罩作用，使氫核實(shí)際受到的外磁場(chǎng)作用減?。?/p>

H=（1-

）H0

：遮罩常數(shù)。

越大，遮罩效應(yīng)越大。

化學(xué)位移：

0=[

/(2)]（1-

）H0由於遮罩作用的存在，氫核產(chǎn)生共振需要更大的外磁場(chǎng)強(qiáng)度（相對(duì)於裸露的氫核），來抵消遮罩影響。

在有機(jī)化合物中，各種氫核周圍的電子雲(yún)密度不同（結(jié)構(gòu)中不同位置）共振頻率有差異，即引起共振吸收峰的位移，這種現(xiàn)象稱為化學(xué)位移?；瘜W(xué)位移的表示方法1．位移的標(biāo)準(zhǔn)沒有完全裸露的氫核，沒有絕對(duì)的標(biāo)準(zhǔn)。相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)：四甲基矽烷Si(CH3)4（TMS）（內(nèi)標(biāo)）

位移常數(shù)

TMS=02．為什麼用TMS作為基準(zhǔn)?(1)12個(gè)氫處?kù)锻耆嗤幕瘜W(xué)環(huán)境，只產(chǎn)生一個(gè)尖峰；（2）遮罩強(qiáng)烈，位移最大。與有機(jī)化合物中的質(zhì)子峰不重迭；（3）化學(xué)惰性；易溶於有機(jī)溶劑；沸點(diǎn)低，易回收。位移的表示方法

與裸露的氫核相比，TMS的化學(xué)位移最大，但規(guī)定

TMS=0，其他種類氫核的位移為負(fù)值，負(fù)號(hào)不加。

=[（樣-TMS)/

TMS]106(ppm)

小，遮罩強(qiáng)，共振需要的磁場(chǎng)強(qiáng)度大，在高場(chǎng)出現(xiàn)，圖右側(cè)；

大，遮罩弱，共振需要的磁場(chǎng)強(qiáng)度小，在低場(chǎng)出現(xiàn)，圖左側(cè)；常見結(jié)構(gòu)單元化學(xué)位移範(fàn)圍各種基團(tuán)的δ值（1）δ

值從R-CH3,R2CH2,R3C-H

依次增加（2）δ

值從烴基、烯基、芳基依次增加；芳環(huán)中的π電子在外磁場(chǎng)作用下產(chǎn)生環(huán)流，使環(huán)上的H原子周圍產(chǎn)生感應(yīng)磁場(chǎng)，其方向與外磁場(chǎng)相同，增強(qiáng)了外磁場(chǎng)，所以在外磁場(chǎng)強(qiáng)度還沒有達(dá)到H0

時(shí)，就發(fā)生能級(jí)躍遷，它的δ值特別大，稱為反遮罩作用。乙炔分子中π電子環(huán)流，產(chǎn)生的感應(yīng)磁場(chǎng)對(duì)抗外加磁場(chǎng)，故質(zhì)子受到遮罩。其δ值較烯烴的小。（3）δ

值隨著鄰近原子電負(fù)性的增加而增加：（4）δ

值隨著H原子與電負(fù)性基團(tuán)距離的增大而減小，如：CH3CH3<CH3NH2<CH3OH<CH3FR-O-C-C-C-H<R-O-C-C-H<R-O-C-H電負(fù)性與質(zhì)子相連元素的電負(fù)性越強(qiáng)，吸電子作用越強(qiáng)，價(jià)電子偏離質(zhì)子，遮罩作用減弱，信號(hào)峰在低場(chǎng)出現(xiàn)。-CH3，

=1.6~2.0，高場(chǎng)；-CH2I，

=3.0~3.5,-O-H，-C-H，

大

小低場(chǎng)高場(chǎng)

價(jià)電子產(chǎn)生誘導(dǎo)磁場(chǎng)，質(zhì)子位於其磁力線上，與外磁場(chǎng)方向一致，去遮罩。

價(jià)電子產(chǎn)生誘導(dǎo)磁場(chǎng)，質(zhì)子位於其磁力線上，與外磁場(chǎng)方向一致，去遮罩。

苯環(huán)上的6個(gè)

電子產(chǎn)生較強(qiáng)的誘導(dǎo)磁場(chǎng)，質(zhì)子位於其磁力線上，與外磁場(chǎng)方向一致，去遮罩。一、自旋偶合與自旋裂分二、峰裂分?jǐn)?shù)與峰面積第三節(jié)自旋偶合與自旋裂分一、自旋偶合與自旋裂分

每類氫