文档介绍：波谱分析法推断化合物的结构
Using the method of spectrum analysis to conjecture the structure pound
摘要:
近年来,在探究有机分子和生物大分子化学结构的各类方法中,波谱分析已经成为最可靠、最有效的分析手段,主要包括:紫外光谱、红外光谱、质谱和核磁共振等。本文主要阐述了几种光谱的检测原理和研究进展,并分别用3种不同的方法来推断确定未知化合物的结构。
关键词:波谱分析,红外,紫外,质谱,核磁共振
1概述
早在19世纪50年代,人们就开始应用目视比色法。19世纪末就已经开始了红外和紫外光谱测定,进入20世纪,随着科学技术的发展,仪器性能大大提高,实验方法不断改进和革新,特别是计算机的应用,使波谱法得到了突飞猛进的发展。近年来,新应用以及新方法不断涌现。波谱分析主要是以光学理论为基础,以物质与光相互作用为条件,建立物质分子结构与电磁辐射之间的相互关系,进行物质分子几何异构、立体异构、构象异构和分子结构分析和鉴定的方法。
波谱法是建立在物质光学光谱性质上的分析方法,其主要包括红外光谱、紫外光谱、核磁共振和质谱,简称为四谱。除此之外还包含有拉曼光谱、荧光光谱、旋光光谱和圆二色光谱、顺磁共振谱。波谱法的种类也越来越多。由于波谱分析法具有快速、灵敏、准确、重现性好等优点,使其应用范围广泛,涉及到化学、化工、材料科学、医学、生命科学、环保、食品安全等领域。
2基本原理

用一定频率的红外光照射分子,分子发生振动能级的跃迁。分子的振动分为:伸缩振动(v)、弯曲振动(δ)。产生红外光谱的必要条件是:①红外辐射光的频率与分子振动的频率相当,才能满足分子振动能级跃迁所需的能量,而产生吸收光谱。②必须是能引起分子偶极矩变化的振动才能产生红外吸收光谱。
红外主要分为三个区域:近红外区(波数13330 cm-1~ 4000 cm-1)中红外区(波数4000 cm-1 ~ 650 cm-1)和远红外区(波数650 cm-1 ~ 12 cm-1)。大多数有机化合物红外吸收的波数范围在4000—665cm-1,即属于中红外区。
在红外谱图中,横坐标一般用波数(v)来表示,代表吸收峰的位置。纵坐标用透过率(T%)或者吸光度(A)来表示,代表吸收峰的强度。其中,透过率越小表明吸收的越好,故曲线的低谷表示是一个很好的吸收带。

紫外-可见吸收光谱法是利用某些物质的分子吸收200~800nm光谱区的辐射来进行分析测定的方法。分子吸收紫外光区的电磁辐射,引起电子能级的跃迁即成键电子或非键电子由基态跃迁到激发态。跃迁所需能量大小顺序:s®s* > n®s* > p®p* > n®p*。这种分子吸收光谱产生于价电子和分子轨道上的电子在电子能级间的跃迁,广泛用于有机和无机物质的定性和定量测定。紫外波谱符合基本的吸收定律--朗伯-比尔定律

从试验中测出吸光度A,再利用朗伯-比尔定律就可以计算某物质在一定波长下的摩尔吸光系数(ε),就可以对某种物质进行定量分析—紫外-可见分光光度法。

质谱法是一种通过制备、分离、检测气相离子来鉴定化合物的技术。质谱法在一次分析中可提供丰富的结构信息,将分离技术与质谱法相结合是分离科学方法中的一项突破性进展。在众多的分析测试方