【正文】 《 天然藥物化學(xué)成分 波譜解析 》 主講教師 : 李曉蒙 《 波譜解析 》 課程的重要性 ?化合物分子結(jié)構(gòu) (特別是對映異構(gòu)體 )的確定在現(xiàn)代科學(xué)研究中非常重要。 ?波譜學(xué)方法 (UV. IR. NMR. MS等 )已逐步取代經(jīng)典的化學(xué)方法 , 廣泛用于有機化合物的結(jié)構(gòu)鑒定。優(yōu)越性明顯。在有機化學(xué)、藥學(xué)等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。 有機四大譜及其特點 有機四大譜：紫外吸收光譜、紅外吸收光譜、 核磁共振譜、質(zhì)譜 ???準(zhǔn)確快速樣品用量少優(yōu)點???????MSNMRIRUV (與天平精度有關(guān) ） 15mg ?????維護費用高儀器操作復(fù)雜、后二者儀器昂貴缺點220萬 350萬 501000萬 20500萬 ???????MSNMRIRUV《 波譜解析 》 課程教學(xué)所要達到目的 ? 第一、初步了解四大譜 [紫外光譜 (UV) 、 紅外光譜 (IR) 、核磁共振譜 (1H 、 13C NMR)和質(zhì)譜 (MS) 的基本原理。 ? 第二、學(xué)會利用四大譜圖解析一些簡單有機化合物的結(jié)構(gòu) , 即會 識譜 。 第一章 紫外光譜 (ultraviolet spectra, 簡稱 UV) ? 學(xué)習(xí)要求 : 1. 了解電磁波、分子軌道、電子躍遷等相關(guān)知識。 2. 掌握 UV譜原理、特征、常用術(shù)語以及影響 UV譜中最大吸入波長 (λ max)的相關(guān)因素。 3. 掌握利用 LambertBeers定律進行有關(guān)計算及推測不飽和化合物 λ max峰位的經(jīng)驗規(guī)則。 4. 了解 UV在有機結(jié)構(gòu)分析中的應(yīng)用。 第一節(jié) 紫外光譜的基礎(chǔ)知識 ? 一 . 電磁輻射的基本性質(zhì)與分類 : : ? A:光的波動性 : ? 其波動性可以用以下物理量來表示： ?λ=c。 ? =?/c。 ? =1/λ (c= 1010cm/s) ? :頻率 (Hz或周 /秒 )。 λ:波長 (納米 nm等 )。 τ 周期 (秒 /周 )。 c:光速 (常數(shù) )。 ? :波數(shù) (cm1) ? B:光的微粒性 : ? 其粒子性可以用 Planck方程表示： E=h ? (h= 1034 Js) ?:頻率 (Hz或周 /秒 )。 h:普朗克常數(shù) *例如 :波長為 300 nm的光波 , 其頻率為多少Hz ？能量為多少焦?fàn)枺? E=h ? =hc/ λ 電磁波根據(jù)波長 λ分成的區(qū)段 X射線 . 紫外 .可見光 . 紅外 . 微波 . 無線電波 X 射線 : nm。 紫 外 :1400 nm。 1200nm遠紫外， 200400nm近紫外 可見光 : 400800 nm。 紅 外 :800nm400 μm。 微波和無線電波 :400 μm 以上 電磁波與有機光譜的對應(yīng)關(guān)系 λ /nm λ /cm1 能量升高 紫外光 : 波長 1200400 nm, 分為 近紫外 （石英紫外區(qū) 200400 nm ） 遠紫外 （真空紫外區(qū) 1200nm ） 通常講的 紫外光譜 為 近紫外光譜 (200400nm)。 由分子中電子的躍遷產(chǎn)生 .（電子光譜） 二 . 紫外光與 紫外光譜 紫外光譜 ? 分子的能量 : E總 =E平 +E轉(zhuǎn) +E振 +E電子 ? E平 《 E轉(zhuǎn) 《 E振 《 E電子 ? S 電子能級 ? V 振動能級 ? J 轉(zhuǎn)動能級 3. 電子躍遷的類型與吸收光譜 : ? 紫外光譜主要研究的是價電子在不同的分子軌道之間能級的躍遷，一個原子或分子吸收一定的電磁輻射能量 (ΔE)后，就由一種穩(wěn)定的基態(tài)躍遷到另一種高能態(tài) —— 激發(fā)態(tài)，它所吸收的電磁輻射的能量應(yīng)等于體系的能量增加值 (ΔE)，由于分子各能量狀態(tài)是分立的，故 ΔE也只能取某些分立的值，從而只有特定能量的光子才能被分子吸收，分子選擇性吸收一定波長的光，使透過的光譜中這些波長光的強度減弱或不呈現(xiàn)，從而產(chǎn)生吸收光譜 : ΔE=E激發(fā)態(tài) E基態(tài) =h ν=hc/ λ。 λ= hc/ΔE ν=(E激發(fā)態(tài) E基態(tài) )/h ? : 由組成分子的原子軌道相互作用形成。 (成鍵軌道、反鍵軌道 和非鍵軌道 ) 。 分子軌道的類型 : 可分為 σ 、 π 及 n軌道等數(shù)種： 例如 : σ 成鍵軌道、 σ 反鍵軌道、 π 成鍵軌道、 π 反鍵軌道等 ? σ 軌道 :相對于分子中鍵軸呈圓柱形對稱的分子軌道稱為 σ 軌道 。能量低，比較穩(wěn)定。 ? π 軌道 :而存在一個通過分子軸的對稱節(jié)面的分子軌道稱為 π 軌道 (π orbital) 。能量高，不穩(wěn)定。 ? N 軌道 :指未成鍵軌道，在構(gòu)成軌道時，該原子未與對方作用。 ? （ 1） . 由 A和 B的 S軌道相互作用形成的分子軌道 ? σs 成鍵軌道 ? σs 反 鍵軌道 ? （ 2） .由 A和 B的 P軌道相互作用形成的分子軌道 ? 頭碰頭 ： σ 軌道 ? 肩并肩 ： π軌道 * 圖 15 ss軌道重疊形成的 σ 分子軌道 圖 16 pp軌道重疊形成的 σ 分子軌道 圖 17 pp軌道重疊形成的 π 分子軌道 ? （ 3） . 原子 A的 S軌道與原子 B的 P軌道作用形成的分子軌道。 ? σ 軌道 ? （ 4） .未成鍵電子構(gòu)成的軌道時，該原子未與對方作用。 ? n軌道 圖 18 sp軌道重疊形成的 σ 分子軌道 : → σ *。 2. n→ σ * 。 →π*。 4. n→ π*。 5. σ → π* 6. π → σ* )(nm?*?*?n??*?? ? *?? ?*?? ?*??n*?? ?*??nE200 300 400能 級 圖? σ → σ *躍遷峰位在