有機(jī)結(jié)構(gòu)波譜鑒定

前言

有機(jī)波譜分析已成為有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)鑒定最常用的有效手段。有機(jī)波譜分析方法在化學(xué)工業(yè)、石油化工、橡膠工業(yè)、食品工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，同時對有機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)，乃至生命科學(xué)和環(huán)境科學(xué)的發(fā)展起著積極的推動作用。掌握有機(jī)波譜分析的基本原理，學(xué)會光波譜解析的方法已成為化學(xué)工作者和相關(guān)科學(xué)工作者的必需。目前以紫外一可見光譜（UV-VIS）、紅外光譜（IR）、核磁共振波譜（NMR）和質(zhì)譜（MS）為主的四種有機(jī)波譜（合稱為四大譜）分析方法相互配合，形成了一套完整的有機(jī)結(jié)構(gòu)鑒定方法，在有機(jī)結(jié)構(gòu)鑒定中起著非常重要的作用。20世紀(jì)30年代發(fā)展的紫外光譜和20世紀(jì)40年代發(fā)展起來的紅外光譜為化學(xué)家提供了識別有機(jī)化合物生色團(tuán)和官能團(tuán)的有效方法；20世紀(jì)50年代發(fā)展起來的質(zhì)譜可給出化合物的分子式，并且通過裂解方式提供分子的結(jié)構(gòu)信息；而20世紀(jì)60年代普遍發(fā)展的核磁共振波譜有助于指出是什么化合物，已成為目前有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)鑒定不可缺少的重要手段。有機(jī)波譜分析是化學(xué)化工及相關(guān)學(xué)科高年級本科生和研究生的重要課程之一。通過多年來有機(jī)波譜分析的教學(xué)，編者深深感到，雖然有機(jī)波譜分析的參考書比較多，但適合作為研究生和高年級本科生教材的書相對偏少。編寫本書的思路就是要把多年來教學(xué)實(shí)踐的心得融入其中，反映有機(jī)波譜分析領(lǐng)域的最新科學(xué)研究成果。本書譜圖解析實(shí)例較多，還詳細(xì)提供了典型的波譜數(shù)據(jù)及經(jīng)驗(yàn)公式，不僅可作為高年級本科生和研究生有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)鑒定、有機(jī)波譜分析和相關(guān)課程的教學(xué)用書，也可作為化學(xué)工作者和相關(guān)科學(xué)工作者的重要參考書。本書詳細(xì)闡述了有機(jī)波譜分析的基本原理，對有機(jī)波譜在有機(jī)結(jié)構(gòu)分析中的應(yīng)用，包括譜圖解析方法，特別是幾種譜圖的綜合解析進(jìn)行了重點(diǎn)闡述。本書主要介紹了有機(jī)質(zhì)譜、H核磁共振波譜、C核磁共振波譜和二維核磁共振波譜、紫外一可見吸收光譜、紅外吸收光譜、激光拉曼光譜和波譜組合鑒定等內(nèi)容。本書的編寫目的是既要有利于學(xué)生掌握普及型儀器的分析方法，又要讓學(xué)生了解波譜分析領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀和發(fā)展方向。例如，為了充分體現(xiàn)核磁共振波譜在有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)鑒定中的突出地位，本書不僅詳細(xì)闡述了HNMR和CNMR的基本原理和在有機(jī)結(jié)構(gòu)鑒定中的應(yīng)用，而且系統(tǒng)闡述了2D-NMR技術(shù)和應(yīng)用。

內(nèi)容概要

　　有機(jī)波譜分析已成為有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)鑒定最常用的有效手段。有機(jī)波譜分析方法在化學(xué)工業(yè)、石油化工、橡膠工業(yè)、食品工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，同時對有機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)，乃至生命科學(xué)和環(huán)境科學(xué)的發(fā)展起著積極的推動作用。掌握有機(jī)波譜分析的基本原理，學(xué)會光波譜解析的方法已成為化學(xué)工作者和相關(guān)科學(xué)工作者的必需?！　　　∧壳耙宰贤庖豢梢姽庾V（UV—VIS）、紅外光譜（IR）、核磁共振波譜（NMR）和質(zhì)譜（MS）為主的四種有機(jī)波譜（合稱為四大譜）分析方法相互配合，形成了一套完整的有機(jī)結(jié)構(gòu)鑒定方法，在有機(jī)結(jié)構(gòu)鑒定中起著非常重要的作用。20世紀(jì)30年代發(fā)展的紫外光譜和20世紀(jì)40年代發(fā)展起來的紅外光譜為化學(xué)家提供了識別有機(jī)化合物生色團(tuán)和官能團(tuán)的有效方法；20世紀(jì)50年代發(fā)展起來的質(zhì)譜可給出化合物的分子式，并且通過裂解方式提供分子的結(jié)構(gòu)信息；而20世紀(jì)60年代普遍發(fā)展的核磁共振波譜有助于指出是什么化合物，已成為目前有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)鑒定不可缺少的重要手段?！　∮袡C(jī)波譜分析是化學(xué)化工及相關(guān)學(xué)科高年級本科生和研究生的重要課程之一。通過多年來有機(jī)波譜分析的教學(xué)，編者深深感到，雖然有機(jī)波譜分析的參考書比較多，但適合作為研究生和高年級本科生教材的書相對偏少。編寫《高等學(xué)校理工科化學(xué)化工類規(guī)劃教材：有機(jī)結(jié)構(gòu)波譜鑒定》的思路就是要把多年來教學(xué)實(shí)踐的心得融入其中，反映有機(jī)波譜分析領(lǐng)域的最新科學(xué)研究成果?！陡叩葘W(xué)校理工科化學(xué)化工類規(guī)劃教材：有機(jī)結(jié)構(gòu)波譜鑒定》譜圖解析實(shí)例較多，還詳細(xì)提供了典型的波譜數(shù)據(jù)及經(jīng)驗(yàn)公式，不僅可作為高年級本科生和研究生有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)鑒定、有機(jī)波譜分析和相關(guān)課程的教學(xué)用書，也可作為化學(xué)工作者和相關(guān)科學(xué)工作者的重要參考書?！　　陡叩葘W(xué)校理工科化學(xué)化工類規(guī)劃教材：有機(jī)結(jié)構(gòu)波譜鑒定》詳細(xì)闡述了有機(jī)波譜分析的基本原理，對有機(jī)波譜在有機(jī)結(jié)構(gòu)分析中的應(yīng)用，包括譜圖解析方法，特別是幾種譜圖的綜合解析進(jìn)行了重點(diǎn)闡述?！陡叩葘W(xué)校理工科化學(xué)化工類規(guī)劃教材：有機(jī)結(jié)構(gòu)波譜鑒定》主要介紹了有機(jī)質(zhì)譜、1H核磁共振波譜、13C核磁共振波譜和二維核磁共振波譜、紫外一可見吸收光譜、紅外吸收光譜、激光拉曼光譜和波譜組合鑒定等內(nèi)容?！陡叩葘W(xué)校理工科化學(xué)化工類規(guī)劃教材：有機(jī)結(jié)構(gòu)波譜鑒定》的編寫目的是既要有利于學(xué)生掌握普及型儀器的分析方法，又要讓學(xué)生了解波譜分析領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀和發(fā)展方向。例如，為了充分體現(xiàn)核磁共振波譜在有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)鑒定中的突出地位，《高等學(xué)校理工科化學(xué)化工類規(guī)劃教材：有機(jī)結(jié)構(gòu)波譜鑒定》不僅詳細(xì)闡述了1HNMR和13C NMR的基本原理和在有機(jī)結(jié)構(gòu)鑒定中的應(yīng)用，而且系統(tǒng)闡述了2D-NMR技術(shù)和應(yīng)用。質(zhì)譜法是鑒定有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)的重要方法，其靈敏度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過NMR和IR等波譜方法，《高等學(xué)校理工科化學(xué)化工類規(guī)劃教材：有機(jī)結(jié)構(gòu)波譜鑒定》充分考慮質(zhì)譜法十多年來的發(fā)展和應(yīng)用情況，重點(diǎn)闡述了其在有機(jī)化學(xué)和生物化學(xué)等方面的應(yīng)用，詳細(xì)介紹四極桿、離子阱、飛行時間、FT—MS質(zhì)譜儀和各種聯(lián)用技術(shù)，并對有機(jī)化學(xué)、生物化學(xué)中應(yīng)用的多種離子化方式特別是電噴霧離子化（ESI）和基質(zhì)輔助激光解吸離子化（MALDI）技術(shù)及其應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)介紹，給出了在蛋白質(zhì)和多肽質(zhì)譜分析中的典型應(yīng)用，更加充分地反映了質(zhì)譜研究的前沿。書中收錄了各類有機(jī)化合物的有機(jī)波譜圖和參考數(shù)據(jù)表，而且各章均附有適量的譜圖解析實(shí)例和習(xí)題?！　　陡叩葘W(xué)校理工科化學(xué)化工類規(guī)劃教材：有機(jī)結(jié)構(gòu)波譜鑒定》編寫過程中，參考了國內(nèi)外的一些優(yōu)秀教材、專著和文獻(xiàn)，在此向這些作者表不衷心的感謝；同時吸取了我校分析中心彭勤紀(jì)、孫琢璉、董振溫、王璧人和劉立新等教授的先進(jìn)學(xué)術(shù)思想和教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，感謝各位老師和同志的幫助！

書籍目錄

第1章 緒論1.1 電磁輻射與分子光譜／11.1.1 電磁輻射的性質(zhì)／11.1.2 電磁輻射與物質(zhì)的作用方式／21.1.3 光吸收定律／31.1.4 分子光譜／41.2 有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)鑒定與有機(jī)波譜學(xué)／61.2.1 有機(jī)波譜分析方法／61.2.2 有機(jī)波譜的產(chǎn)生／71.2.3 有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)鑒定的方法／91.2.4 有機(jī)波譜學(xué)的新進(jìn)展／121.2.5 各種波譜分析方法應(yīng)用性能的比較／15第2章 有機(jī)質(zhì)譜2.1 有機(jī)質(zhì)譜基礎(chǔ)和儀器／192.1.1 質(zhì)譜儀／192.1.2 進(jìn)樣系統(tǒng)／212.1.3 真空系統(tǒng)／212.1.4 離子源／222.1.5 質(zhì)量分析器／252.1.6 檢測器／302.1.7 質(zhì)譜儀的性能指標(biāo)／312.1.8 質(zhì)譜的表示方法及質(zhì)譜術(shù)語／322.2 質(zhì)譜中的離子／342.2.1 質(zhì)譜中的離子類型／342.2.2 分子離子／352.2.3 同位素離子／362.2.4 碎片離子／402.3 典型有機(jī)化合物的電子轟擊質(zhì)譜(EI-MS)／462.3.1 烷烴／462.3.2 烯烴／482.3.3 芳烴／512.3.4 日手／522.3.5 醚／532.3.6 胺／542.3.7 鹵代烷／552.3.8 硝基化合物／562.3.9 腈基化合物／572.3.10 醛、酮、羧酸、酯、酰胺／582.3.11 芳香化合物／642.4 有機(jī)結(jié)構(gòu)質(zhì)譜鑒定／692.4.1 電子輕擊質(zhì)譜解析／692.4.2 軟電離質(zhì)譜的解析／76習(xí)題／78第3章 1H核磁共振波譜3.1 核磁共振波譜基本知識／813.1.1 核磁共振原理／823.1.2 1H核磁共振波譜圖／853.1.3 飽和與弛豫／873.1.4 核磁共振的宏觀理論／893.2 核磁共振波譜儀和實(shí)驗(yàn)技術(shù)／903.2.1 核磁共振波譜儀／903.2.2 樣品準(zhǔn)備和測定／923.2.3 核磁共振波譜常用溶劑／933.3 化學(xué)位移／943.3.1 化學(xué)位移的表示方法／943.3.2 影響化學(xué)位移的因素／963.3.3 化學(xué)位移與結(jié)構(gòu)的關(guān)系／993.4 自旋一自旋耦合和偶合常數(shù)／1063.4.1 自旋耦合與偶合裂分／1063.4.2 偶合常數(shù)／1083.4.3 n+1規(guī)律／1083.4.4 偶合常數(shù)與結(jié)構(gòu)的關(guān)系／1093.5 自旋耦合系統(tǒng)及譜圖分類／1153.5.1 化學(xué)等價和磁等價／1153.5.2 自旋耦合系統(tǒng)／1173.5.3 一級譜分析／1183.5.4 二級譜分析／1203.6 有機(jī)結(jié)構(gòu)1H核磁共振波譜鑒定／1283.6.1 1H核磁共振波譜解析的輔助方法／1283.6.2 1H核磁共振譜圖提供的結(jié)構(gòu)信息／1313.6.3 1H核磁共振譜圖結(jié)構(gòu)鑒定步驟／1313.6.4 1H核磁共振譜結(jié)構(gòu)鑒定實(shí)例／131習(xí)題／135第4章 13C核磁共振波譜和二維核磁共振波譜／1394.1 13C核磁共振波譜／1394.1.1 13C核磁共振波譜的特點(diǎn)／1394.1.2 脈沖傅立葉變換技術(shù)／1404.1.3 13CNMR譜的標(biāo)識技術(shù)／1414.1.4 碳原子級數(shù)的測定方法／1434.1.5 13CNMR的化學(xué)位移／1484.1.6 自旋耦合／1624.1.7 有機(jī)結(jié)構(gòu)13C核磁共振波譜鑒定／1644.1.8 固體高分辨核磁共振波譜／1674.2 二維核磁共振波譜／1674.2.1 一維核磁共振波譜與二維核磁共振波譜／1674.2.2 二維核磁共振波譜中的基本概念／1704.2.3 二維J分解譜／1734.2.4 二維化學(xué)位移相關(guān)NMR譜／1754.2.5 NOE相關(guān)譜／1804.2.6 2D-INADEQUATE／1804.2.7 有機(jī)結(jié)構(gòu)2D.NMR鑒定／181習(xí)題／183第5章 紫外－可見吸收光譜5.1 紫外一可見吸收光譜基本知識／1885.1.1 紫外一可見光區(qū)的劃分／1885.1.2 紫外一可見吸收光譜的產(chǎn)生／1895.1.3 紫外一可見光譜圖／1905.1.4 紫外一可見吸收光譜基團(tuán)類型和常用術(shù)語／1905.2 分子軌道和電子躍遷／1925.2.1 分子軌道和能級／1925.2.2 電子躍遷和吸收帶類型／1945.3 典型有機(jī)化合物的紫外一可見吸收光譜／1975.3.1 飽和烴／1975.3.2 飽和烴衍生物／1975.3.3 不飽和脂肪烴／1985.3.4 羰基化合物／2015.3.5 苯及其衍生物／2075.3.6 多環(huán)和稠環(huán)芳烴化合物／2125.3.7 雜環(huán)化合物／2145.4 影響紫外一可見光譜的一些因素／2155.4.1 隔離效應(yīng)與加和規(guī)律／2155.4.2 立體效應(yīng)／2165.4.3 互變異構(gòu)／2175.4.4 共振結(jié)構(gòu)／2185.4.5 溶劑／2185.4.6 pH／2205.4.7 乙?；灰疲?215.5 紫外一可見分光光度計(jì)／2215.5.1 紫外一可見分光光度計(jì)的類型／2225.5.2 紫外一可見分光光度計(jì)的組成部件／2235.6 有機(jī)結(jié)構(gòu)紫外一可見光譜鑒定／224’5.6.1 紫外一可見光譜提供的結(jié)構(gòu)信息.／2245.6.2 紫外一可見光譜結(jié)構(gòu)鑒定方法／2255.7 紫外一可見吸收光譜的定量分析／2285.8 紫外一可見吸收光譜的進(jìn)展／2295.9 分子發(fā)光光譜／2315.9.1 分子熒光與磷光的產(chǎn)生／2315.9.2 激發(fā)光譜和熒光(或磷光)發(fā)射光譜／2335.9.3 熒光光譜的基本特征／2355.9.4 熒光的產(chǎn)率與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系／2365.9.5 分子發(fā)光光譜的應(yīng)用／240習(xí)題／241第6章 紅外吸收光譜6.1 紅外光譜基本知識／2446.1.1 紅外光區(qū)的劃分／2446.1.2 紅外光譜的產(chǎn)生／2456.1.3 紅外光譜圖／2466.2 分子振動和特征振動頻率／2476.2.1 分子振動模型／2476.2.2 分子振動類型／2506.2.3 紅外光譜吸收頻率／2516.2.4 紅外光譜吸收帶的強(qiáng)度／253……第7章 激光拉曼光譜第8章 波譜組合鑒定參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：隨著現(xiàn)代儀器分析方法的不斷發(fā)展和普遍應(yīng)用，由紫外一可見光譜（UV-VIs）、紅外光譜（IR）、核磁共振波譜（NMR）和質(zhì)譜（MS）等為主的四種光波譜分析方法（合稱為四大譜）相互配合，形成了一套完整的有機(jī)結(jié)構(gòu)鑒定方法，在有機(jī)結(jié)構(gòu)鑒定中起著非常重要的作用。20世紀(jì)末，隨著現(xiàn)代分析儀器制造技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，光波譜分析展現(xiàn)出十分誘人的前景。四種光波譜分析方法在最近涌現(xiàn)許多新的分析技術(shù)。例如，紫外吸收光譜的雙波長光譜、多波長光譜和導(dǎo)數(shù)光譜的應(yīng)用，提高了分析的靈敏度和選擇性，可用于多組分等復(fù)雜體系的分析。紅外吸收光譜普遍采用傅立葉變換技術(shù)，提高了儀器的靈敏度和分辨率，實(shí)現(xiàn)了對微量樣品的分析。特別是一些聯(lián)用技術(shù)的進(jìn)展，實(shí)現(xiàn)了對混合樣品的分析。激光拉曼光譜與紅外吸收光譜相配合已成為分子結(jié)構(gòu)研究的主要手段。利用表面增強(qiáng)拉曼效應(yīng)使激光拉曼光譜的靈敏度提高105～107倍。共振拉曼光譜靈敏度高，特別適用于微量生物大分子檢測，可以直接獲得人體體液的拉曼光譜圖。核磁共振波譜采用脈沖傅立葉變換技術(shù)，使”C-NMR發(fā)展為常規(guī)的分析方法，多脈沖序列的應(yīng)用發(fā)展了二維核磁共振波譜（2D-NMR）和多維核磁共振波譜。有機(jī)質(zhì)譜出現(xiàn)了多種新的軟電離技術(shù)，例如，快原子轟擊離子源（FAB）、大氣壓離子源（API）和基質(zhì)輔助激光解析離子源（MALDI）等，適合于難揮發(fā)、熱不穩(wěn)定的分子以及蛋白質(zhì)、核酸、多糖、多聚物等生物分子的結(jié)構(gòu)測定，把質(zhì)譜推向生物大分子的研究領(lǐng)域，發(fā)展成為生物質(zhì)譜。

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《有機(jī)結(jié)構(gòu)波譜鑒定》：高等學(xué)校理工科化學(xué)化工類規(guī)劃教材

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