电磁辐射与谱学基础

《电磁辐射与谱学基础》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、有机波谱分析主讲人：邢令宝手机：18053328186/15006530990邮箱：xinglingbao@163.comQQ：2689429193有机波谱分析的重要性1.20世纪中期（1950年）以前主要的分析手段为化学分析方法为主18世纪天平的应用，开始了化学的定量研究，质量守恒定律、当量计算等概念相继提出，为分析化学奠定了基础。19世纪后半叶，在质量守恒和化学反应动力学建立的基础上，逐渐形成了以定量分析、反应平衡、溶解平衡、颜色反应、降解、合成等为基本手段的经典分析方法――有机化合物的系统

2、鉴定法。样品制备分离纯化物理常数相对分子质量测定元素分析分子式测定溶解度分组分类实验衍生物制备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。C17H19NO37,8-二脱氢-4,5-环氧-17-甲基吗啡喃-3,6-二醇由此可见，这种依靠化学实验方法进行有机化合物的结构测定，其缺点是：¾实验操作烦琐¾实验周期长¾需要的样品量大¾无法测定某些化合物的精细结构¾需要熟练的实验技巧，高超的智慧和坚韧不拔的精神2.20世纪中期以后以仪器分析为主，

3、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。尽管现在仪器检测化合物的结构方便快速、准确率高，但是传统的化学检测方法也不能舍弃，它们在有机化合物的结构鉴定中依然发挥着重要的作用。从萝芙木或蛇根草中提取出的利血平，与吗啡分子结构比较具有更为复杂的结构，自从1952年离析出纯品后，在光谱技术的配合下，特别是Nears通过紫外光谱解析，检测到利血平分子含有吲哚和没食子酸衍生物两个共轭体系，确定了利血平得主

4、要结构单元，分子结构鉴定工作进行很快。1956年Woodward等完成了利血平的全合成，总共花费不到5年时间。应用实例18β-(3,4,5-三甲氧基甲酰氧基)-11,17α-二甲氧基-3β,20α-育亨烷-16β-甲酸甲酯1917年4月10日–1979年7月8日胆甾醇马钱子碱还合成了皮质酮，叶绿素，探明了金霉素、土霉素、河豚素等复杂有机物的结构与功能，探索了核酸与蛋白质的合成问题、发现了以他的名字命名的伍德沃德有机反应和伍德沃德有机试剂。维生素B12RobertBurnsWoodward利血平结

5、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：开始研究这个化合物时，发现含有氧，由于不与2，4-二硝基苯肼作用，所以命名为杜鹃醇。但是与格式试剂作用又不给出活泼氢的反应，当环化脱氢时，可以得到五、七并环的衍生物，因此将结构定位（B）式。但是并不能确定其是否正确。不久，红外光谱问世，可以明确的确定羰基存在。此后大量的化学数据证明分子属于一种十元环体系。再

6、经过紫外可见光谱的分析，确定其结构为（A）式，命名为杜鹃酮。后来，有人在红外光谱中观察到869.5波数附近出现一个强的谱带，怀疑为三元环的特征谱带，故又将杜鹃酮的结构定位（C）。核磁共振应用于化学后，很容易就否定了三元环的存在，最后确定杜鹃酮的结构仍为（A）式。杜鹃酮的结构确定，经历了30年之久，最后还是由光谱学方法给予确定。这个分子结构并不复杂，根据几个光谱的数据不难画出以下几个可能的吡啶衍生物：再例如：秦艽甲素的结构推断开始时，前苏联学者通过化学降解方法得到3,4,5-三羧基吡啶。它们还发现

7、，样品用酸性氧化铬氧化时得到醋酸，因而确定结构为（C）式。两年后，一位印度化学家用红外光谱仪发现羰基的谱带具有六员环内酯特征，而且重复苏联人的化学实验没有得到醋酸，说明不含碳甲基，经过合成证明（A）式正确。不久核磁共振技术进一步验证了（A）式的正确性。像秦艽甲素这样比较简单的分子，只要手边仪器方便，再做少量实验，就可以很快确定其结构。然而在光谱方法尚未普遍应用的年代，对秦艽甲素结构的鉴定却绕了很大一个圈子，也花了很多时间。C129H223N3O5海葵毒素YoshitoKishi第一章电磁辐射与谱

8、学基础半个多世纪以来，由于量子力学、电子及光学技术、计算机科学的兴起与发展，波谱学及波谱分析方法得到了迅速的发展，并逐渐成为人类认识分子的最重要手段之一。研究分子必须了解分子的态(即能级)的性质。分子从一个态跃迁至另一个态，可以通过光的作用，也可以通过电子、中子等微观粒子的碰撞进行能量交换。第一节电磁辐射基础光是由可见光和不可见光组成的。一、光是一种电磁波光波可以用一个振荡电场和磁场来描述。光的波动性质可根据相互垂直的电场矢量(E)和磁场矢量(H)来解释，两者都是正弦波，且都垂直于波的传导方向。