1、波譜分析教學(xué)大綱課程編碼：0413105502課程名稱：波譜分析學(xué)時(shí)/學(xué)分：24/1.5先修課程：有機(jī)化學(xué)適用專業(yè)：化學(xué)工程與工藝、制藥工程開課教研室：化工教研室一、課程性質(zhì)與任務(wù)1課程性質(zhì)：本課程是化學(xué)工程與工藝專業(yè)和制藥工程專業(yè)的專業(yè)課程之一，是在修完有機(jī)化學(xué)等課程的基礎(chǔ)上開設(shè)的選修課程。2課程任務(wù)：通過本課程的學(xué)習(xí)，掌握紫外光譜（UV）、紅外光譜（IR）、核磁共振（NMR）的基礎(chǔ)知識及其解析方法，培養(yǎng)學(xué)生綜合利用波譜技術(shù)分析化合物結(jié)構(gòu)問題的能力。重點(diǎn)掌握核磁共振（NMR）中化學(xué)位移在解析化合物結(jié)構(gòu)中的作用。二、課程教學(xué)基本要求通過本課程的學(xué)習(xí)，掌握紫外光譜（UV）、紅外光譜（IR）、核磁

2、共振（NMR）及質(zhì)譜（MS）的基本原理，了解其峰形特征并解讀其化學(xué)信息，能夠正確解析相關(guān)圖譜。重點(diǎn)掌握核磁共振（NMR）氫質(zhì)子和碳原子化學(xué)位移對結(jié)構(gòu)解析的意義。學(xué)會綜合利用波譜技術(shù)，解析簡單化合物的未知結(jié)構(gòu)。成績考核形式：期末成績（閉卷考試）（70%）平時(shí)成績（作業(yè)、課堂提問等）（30%)。成績評定采用百分制，60分為及格。三、課程教學(xué)內(nèi)容第一章 紫外光譜1.教學(xué)基本要求了解電子躍遷類型、發(fā)色團(tuán)類型及其與紫外吸收峰波長的關(guān)系；了解紫外光譜的max及其主要影響因素；掌握共軛烯烴最大吸收峰波長的計(jì)算規(guī)則；了解紫外光譜在有機(jī)化余物結(jié)構(gòu)分析中的應(yīng)用。2.要求學(xué)生掌握的基本概念、理論、技能通過本章教學(xué)，

3、使學(xué)生掌握不飽和化合物峰位的經(jīng)驗(yàn)規(guī)則和共輒烯烴的max的計(jì)算方法，培養(yǎng)解析化合物紫外光譜的能力。3.教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)是紫外光譜的max及其主要影響因素以及芳香化合物的紫外光譜特征，推測不飽和化合物峰位的經(jīng)驗(yàn)規(guī)則。教學(xué)難點(diǎn)是原子或分子的能量組成與分子軌道、紫外光譜與電子躍遷。4.教學(xué)內(nèi)容（1）紫外光譜基本原理主要知識點(diǎn)：紫外吸收的產(chǎn)生；朗伯-比爾定律；溶劑的選擇；紫外光譜中常用的名詞術(shù)語；電子躍遷的類型；影響紫外吸收波長的因素。（2）紫外光譜儀主要知識點(diǎn)：紫外光譜儀的結(jié)構(gòu)、應(yīng)用范圍。（3）各類化合物的紫外吸收光譜主要知識點(diǎn)：飽和烴化合物；簡單的不飽和化合物；共軛雙烯；，-不飽和羰基化合物；

4、芳香族化合物；含氮化合物；無機(jī)化合物。（4）紫外光譜的應(yīng)用主要知識點(diǎn)：化合物的鑒定；純度檢查；異構(gòu)體的確定；位阻作用的測定；氫鍵強(qiáng)度的測定；成分分析。第二章 紅外光譜1.教學(xué)基本要求了解分子振動(dòng)能級與紅外光譜的關(guān)系；了解吸收峰的位置與分子振動(dòng)能級基頻躍遷的關(guān)系；掌握紅外光譜解析的重要區(qū)段及主要官能團(tuán)特征吸收頻率；了解紅外光譜在有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)分析中的應(yīng)用。2.要求學(xué)生掌握的基本概念、理論、技能通過本章教學(xué)，使學(xué)生掌握特征譜帶區(qū)、指紋區(qū)及相關(guān)峰的概念和紅外光譜中的八個(gè)重要區(qū)段，培養(yǎng)解析紅外光譜的能力。3.教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)是特征譜帶區(qū)、指紋區(qū)及相關(guān)峰的概念；紅外光譜中的八個(gè)重要區(qū)段。教學(xué)難點(diǎn)是

5、分子的振動(dòng)能級基頻躍遷與峰位：分子的偶極矩與峰強(qiáng)；影響峰位與峰強(qiáng)的其它因素。4.教學(xué)內(nèi)容（1）紅外光譜的基本原理主要知識點(diǎn)：紅外吸收光譜；分子振動(dòng)類型；紅外光譜的吸收強(qiáng)度。（2）影響紅外光譜吸收頻率的因素主要知識點(diǎn)：影響紅外光譜吸收頻率的因素分析。（3）紅外光譜儀及樣品制備技術(shù)主要知識點(diǎn)：紅外光譜儀；樣品的制備。（4）各類化合物的紅外特征光譜主要知識點(diǎn)：飽和烴；不飽和烴；醇、酚和醚；含羰基化合物；含氮化合物；其他含雜原子有機(jī)化合物；金屬有機(jī)化合物；高分子化合物；無機(jī)化合物。（5）紅外圖譜解析主要知識點(diǎn)：紅外光譜的分區(qū)；紅外標(biāo)準(zhǔn)譜圖及檢索；紅外圖譜的解析。（6）拉曼光譜簡介主要知識點(diǎn)：拉曼光譜原

6、理；激光拉曼光譜在有機(jī)化學(xué)方面的應(yīng)用。（7）紅外光譜技術(shù)的進(jìn)展及其應(yīng)用主要知識點(diǎn)：紅外光譜技術(shù)的進(jìn)展；紅外光譜的應(yīng)用。第三章 核磁共振氫譜1.教學(xué)基本要求了解發(fā)生核共振的必要條件及其用于有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)測定的基本原理；了解核的能級躍遷與電子屏蔽之間的關(guān)系；掌握幾種重要的影響氫核化學(xué)位移的因素，能根據(jù)化合物結(jié)構(gòu)式分析氫化學(xué)位移值的范圍、并根據(jù)化學(xué)位移初步推測氫在結(jié)構(gòu)式；能夠識別不同的氫核，在1H-NMR譜中偶合常數(shù)大小，了解脈沖傅立葉變換核磁共振測定方法的原理；了解核磁氫譜測定條件以及簡化圖譜的方法。2.要求學(xué)生掌握的基本概念、理論、技能通過本章教學(xué)，使學(xué)生掌握幾種重要的影響氫核化學(xué)位移的因素，能

7、根據(jù)化合物結(jié)構(gòu)式分析氫化學(xué)位移值的范圍、并根據(jù)化學(xué)位移初步推測氫在結(jié)構(gòu)式。培養(yǎng)譜測定技術(shù)和核磁圖譜的解析的能力。3.教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)是核磁共振氫譜解析及應(yīng)用；化學(xué)位移和化學(xué)位移的影響因素。教學(xué)難點(diǎn)是峰的裂分；低級偶合與高級偶合。4.教學(xué)內(nèi)容（1）核磁共振的基本原理主要知識點(diǎn)：原子核的磁矩；自旋核在磁場中的取向和能級；核的回旋和核磁共振；核的自旋弛豫。（2）核磁共振儀與實(shí)驗(yàn)方法主要知識點(diǎn)：連續(xù)波核磁共振譜儀；脈沖傅里葉變換核磁共振譜儀；樣品的處理；核磁共振圖譜。（3）1H的化學(xué)移位主要知識點(diǎn)：電子屏蔽效應(yīng)和化學(xué)位移；化學(xué)位移表示法；影響化學(xué)位移的因素。（4）各類質(zhì)子的化學(xué)位移主要知識點(diǎn)：飽

8、和碳上質(zhì)子的化學(xué)位移；不飽和碳上質(zhì)子的化學(xué)位移；芳環(huán)氫的化學(xué)位移；雜環(huán)芳?xì)涞幕瘜W(xué)位移；活潑氫的化學(xué)位移。（5）自旋偶合和自旋列分主要知識點(diǎn)：自旋-自旋偶合與自旋-自旋裂分；n+1規(guī)律；偶合常數(shù)。（6）自旋系統(tǒng)及圖譜分類主要知識點(diǎn)：核的等價(jià)性質(zhì)；自旋系統(tǒng)的分類；圖譜的分類；幾種常見的自旋系統(tǒng)。（7）核磁共振氫譜的解析主要知識點(diǎn)：解析譜圖的步驟；輔助圖譜分析的一些方法；圖譜解析示例。第四章 核磁共振碳譜1.教學(xué)基本要求了解發(fā)生核共振的必要條什及其用于有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)測定的基本原理；了解核的能級躍遷與電子屏蔽之間的關(guān)系；掌握幾種重要的影響碳化學(xué)位移的因素，能根據(jù)化合物結(jié)構(gòu)式分析碳化學(xué)位移值的范圍、并根

9、據(jù)化學(xué)位移初步推測碳在結(jié)構(gòu)式；能夠識別不同的碳核及在13C-NMR譜中偶合常數(shù)大小；了解脈沖傅立葉變換核磁共振測定方法的原理；了解核磁碳譜測定條件以及簡化圖譜的方法。2.要求學(xué)生掌握的基本概念、理論、技能通過本章教學(xué)，使學(xué)生掌握幾種重要的影響碳化學(xué)位移的因素，能根據(jù)化合物結(jié)構(gòu)式分析碳化學(xué)位移值的范圍。培養(yǎng)根據(jù)化學(xué)位移初步推測碳在結(jié)構(gòu)式和碳譜測定技術(shù)的能力。3.教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)是核磁共振碳譜解析及應(yīng)用，化學(xué)位移和化學(xué)位移的影響因素。教學(xué)難點(diǎn)是自旋偶合機(jī)理及自旋晶格弛豫機(jī)理。4.教學(xué)內(nèi)容（1）核磁共振碳譜的特點(diǎn)主要知識點(diǎn)：核磁共振碳譜的特點(diǎn)。（2）核磁共振碳譜的測定方法主要知識點(diǎn)：脈沖傅里葉

10、變換法；核磁共振碳譜中幾種去偶技術(shù)。（3）13C的化學(xué)位移主要知識點(diǎn)：屏蔽常數(shù)；影響13C化學(xué)位移的因素；各類化合物的13C化學(xué)位移。（4）13C NMR的自旋偶合及耦合常數(shù)主要知識點(diǎn)：13C1H的自旋偶合；13CX的自旋偶合。（5）核磁共振碳譜解析及應(yīng)用主要知識點(diǎn)：核磁共振碳譜譜圖解析程序；核磁共振碳譜解析示例。（6）自旋晶格弛豫時(shí)間（T1）主要知識點(diǎn)：自旋-晶格弛豫機(jī)理；T1值的應(yīng)用。（7）二維核磁共振譜主要知識點(diǎn)：二維核磁共振譜的基本原理；二維核磁共振譜的分類。第五章 質(zhì)譜1.教學(xué)基本要求掌握質(zhì)譜的基本原理；掌握離子裂解的機(jī)理及有機(jī)質(zhì)譜中的裂解反應(yīng)；了解含鹵素化合物的質(zhì)譜特征；了解質(zhì)譜解

11、析程序，能夠根據(jù)質(zhì)譜解析簡單化合物的結(jié)構(gòu)。2.要求學(xué)生掌握的基本概念、理論、技能通過本章教學(xué)，使學(xué)生掌握質(zhì)譜的基本原理，掌握離子裂解的機(jī)理及有機(jī)質(zhì)譜中的裂解反應(yīng)，培養(yǎng)解析一般圖譜的能力。3.教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)是質(zhì)譜解析程序及應(yīng)用。教學(xué)難點(diǎn)是質(zhì)譜的基本原理及離子裂解的機(jī)理。4.教學(xué)內(nèi)容（1）質(zhì)譜的基本知識主要知識點(diǎn)：質(zhì)譜儀；質(zhì)譜儀主要性能指標(biāo)；質(zhì)譜圖；質(zhì)譜的離子類型。（2）離子裂解的機(jī)理主要知識點(diǎn)：離子的單分子裂解；離子豐度的影響因素。（3）有機(jī)質(zhì)譜中的裂解反應(yīng)主要知識點(diǎn)：自由基中心引發(fā)的a斷裂反應(yīng)；電荷中心引發(fā)的i斷裂反應(yīng)；環(huán)狀結(jié)構(gòu)的裂解反應(yīng)；游離基中心引發(fā)的麥?zhǔn)希∕cLafferty）重

12、排反應(yīng)；正電荷中心引發(fā)的重排反應(yīng)。（4）常見各類化合物的質(zhì)譜主要知識點(diǎn)：烴類；醇類；酚類；醚類；醛、酮類；羧酸；酯；酸酐；酰胺；胺類；硝基化合物；腈類；硫醇和硫醚類；鹵化物的質(zhì)譜。（5）有機(jī)質(zhì)譜的解析及應(yīng)用主要知識點(diǎn)：譜圖解析步驟；質(zhì)譜應(yīng)用示例。（6）質(zhì)譜最新進(jìn)展主要知識點(diǎn)：質(zhì)譜最新進(jìn)展。第六章 多譜綜合分析1.教學(xué)基本要求掌握綜合解析譜圖的一般程序；了解多譜解析的一些實(shí)例。2.要求學(xué)生掌握的基本概念、理論、技能通過本章教學(xué)，使學(xué)生掌握綜合解析譜圖的一般程序。3.教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)是綜合解析譜圖的一般程序。教學(xué)難點(diǎn)是實(shí)例解析。4.教學(xué)內(nèi)容（1）綜合解析譜圖的一般程序主要知識點(diǎn)：綜合解析譜圖的一般程序。（2）綜合解析實(shí)例主要知識點(diǎn)：綜合解析的方式方法。四、 學(xué)時(shí)分配表章序內(nèi)容學(xué)時(shí)備注一紫外光譜3二紅外光譜5三核磁共振氫譜5四核磁共振