有機分子結(jié)構(gòu)光譜鑒定

前言

　　本書力圖對基本原理和研究方法作簡單扼要的介紹，便于理解分子結(jié)構(gòu)與光譜參數(shù)的關(guān)系；從實際應(yīng)用出發(fā)，以系統(tǒng)光譜數(shù)據(jù)、圖譜和研究成果為基本資料，著重深入討論譜線與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系，將光譜原理與有機結(jié)構(gòu)理論結(jié)合，貫穿于全書的理論闡述、識譜和譜圖解析中；并注意光譜解析與化學(xué)方法相配合，以及天然產(chǎn)物分子結(jié)構(gòu)鑒定過程中生源學(xué)說的引導(dǎo)作用?！　〈舜卧侔鎸σ韵聝煞矫孀髁诵薷暮脱a充：　?。?）刪減一般入門介紹資料，補充光譜方法的新進展，特別是有機質(zhì)譜和核磁共振新進展與有機分子結(jié)構(gòu)鑒定密切相關(guān)的部分內(nèi)容?！　。?）增加引用旨在提高識譜能力和解析能力的光譜資料和解析實例。配套出版《有機分子結(jié)構(gòu)光譜解析》（作者編著，科學(xué)出版社出版）一書，以期為本書作進一步的補充?！　∥覀冇肋h感激師輩梁曉天院士和已故蔣麗金院士在學(xué)術(shù)上對我們的諸多指導(dǎo)，感謝關(guān)心本書出版的佟振合院士、徐廣智教授、樊美公教授、余翔林教授、黃明寶教授等，感謝科學(xué)出版社的大力支持?！　∮捎谖覀兊乃接邢蓿瑫惺杪┖湾e誤之處在所難免，歡迎讀者批評指正。

內(nèi)容概要

本書為中國科學(xué)院研究生教學(xué)叢書之一。    全書共六章。前五章分別闡述有機質(zhì)譜、紅外光譜、紫外-可見光譜和核磁共振(1H和13C)的特點及其在分子結(jié)構(gòu)鑒定中的應(yīng)用方式，著重討論譜線與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系，與有機結(jié)構(gòu)理論相結(jié)合用于識譜和譜圖解析，并簡單介紹相關(guān)的Raman光譜、圓二色譜、順磁共振等。第六章討論用于復(fù)雜分子結(jié)構(gòu)鑒定的組合光譜，并扼要討論化學(xué)方法與光譜解析的配合作用和生源學(xué)說對天然產(chǎn)物結(jié)構(gòu)鑒定的啟發(fā)和引導(dǎo)作用。    本書對一般光譜常識的介紹資料有所刪減，補充了質(zhì)譜與核磁共振新進展與有機分子結(jié)構(gòu)鑒定密切相關(guān)的部分內(nèi)容，并增加了有助于提高解析能力的光譜資料和典型的例解，力求接近學(xué)科前沿。    本書可作為高等院校有機化學(xué)及相關(guān)專業(yè)研究生的教學(xué)用書，也可供有關(guān)師生和研究工作者參考。

書籍目錄

《中國科學(xué)院研究生教學(xué)叢書》序第二版前言第一版序第一版前言第0章  緒論  參考文獻第1章  有機質(zhì)譜  1.1  有機質(zhì)譜的基本原理    1.1.1  質(zhì)譜計和質(zhì)譜檢測    1.1.2  有機質(zhì)譜及其在有機分子結(jié)構(gòu)研究中的作用  1.2  質(zhì)譜中的離子    1.2.1  分子離子    1.2.2  同位素離子和離子元素組成    1.2.3  碎片離子和假分子離子    1.2.4  亞穩(wěn)離子  1.3  有機質(zhì)譜的發(fā)展    1.3.1  軟電離離子源    1.3.2  混合物的質(zhì)譜分析    1.3.3  離子回旋共振和FOurier變換質(zhì)譜    1.4  分子式的測定和不飽和數(shù)的計算    1.4.1  由低分辨質(zhì)譜推定可能的分子式    1.4.2  由高分辨質(zhì)譜測定分子式    1.4.3  不飽和數(shù)的計算  1.5  有機分子質(zhì)譜斷裂的一般規(guī)律    1.5.1  質(zhì)譜斷裂過程和有關(guān)的理論解釋    1.5.2  影響質(zhì)譜斷裂的結(jié)構(gòu)因素    1.5.3  質(zhì)譜斷裂反應(yīng)類型    1.5.4  各類有機化合物主要的裂解反應(yīng)類型  1.6  有機質(zhì)譜解析    1.6.1  質(zhì)譜解析的一般程序    1.6.2  有機質(zhì)譜例解  參考文獻第2章  紅外光譜  2.1  電磁輻射與分子光譜    2.1.1  電磁輻射與電磁波譜    2.1.2  能級躍遷和分子光譜  2.2  紅外光譜的基本原理    2.2.1  振動方程和振動能級躍遷選律    2.2.2  多原子分子的振動光譜    2.2.3  吸收譜帶的強度和振動能級躍遷的對稱性選擇定則    2.2.4  紅外光譜檢測  2.3  有機基團與振動頻率的關(guān)系    2.3.1  振動頻率與成鍵原子的質(zhì)量、鍵能的關(guān)系      2.3.2  有機分子的基團頻率    2.3.3  影響譜帶位移的因素  2.4  基團頻率與分子結(jié)構(gòu)    2.4.1  氫原子成鍵的伸縮振動頻率區(qū)（3700～2—400cm-1）    2.4.2  叁鍵和聚集雙鍵伸縮振動頻率區(qū)（2400～1900cm-1）      2.4.3  雙鍵伸縮振動頻率區(qū)（1900～1600cm-1）    2.4.4  骨架振動和指紋區(qū)（1600cm-1以下）      2.4.5  重要有機化合物的紅外光譜與結(jié)構(gòu)的關(guān)系  2.5  遠紅外光譜和近紅外光譜    2.5.1  遠紅外光譜    2.5.2  近紅外光譜  2.6  Raman光譜  2.7 紅外光譜解析    2.7.1  譜圖解析的一般程序    2.7.2  紅外光譜例解    參考文獻第3章  紫外-可見光譜  3.1  紫外光譜的基本原理    3.1.1  分子軌道能級和電子躍遷類型    3.1.2  Franck-Cndon原理，電子光譜的振動精細(xì)結(jié)構(gòu)    3.1.3  吸收強度和吸光度的加合性    3.1.4  自旋多重性和電子躍遷選擇定則      3.1.5  溶劑效應(yīng)    3.1.6  紫外光譜檢測    3.1.7  雙波長分光光度法    3.1.8  光聲光譜  3.2  紫外光譜與有機化合物結(jié)構(gòu)的關(guān)系    3.2.1  簡單分子的吸收光譜    3.3.2  脂肪族共軛分子的吸收光譜    3.2.3  芳香體系的紫外光譜    3.2.4  立體結(jié)構(gòu)因素對紫外光譜的影響      3.2.5  平衡體系的紫外光譜  3.3  旋光光譜和圓二色譜    3.3.1  旋光光譜    3.3.2 圓二色譜    3.3.3 ORD和CD在研究立體化學(xué)中的應(yīng)用  3.4  紫外光譜解析    3.4.1  紫外光譜解析的一般方法    3.4.2  模型化合物的應(yīng)用    3.4.3  試劑和化學(xué)反應(yīng)的配合作用    3.4.4  紫外光譜例解  參考文獻第4章  1H-核磁共振  4.1  核磁共振的基本原理    4.1.1  核的自旋與核磁共振    4.1.2  宏觀磁化強度矢量和旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)    4.1.3  弛豫和弛豫機理    4.1.4  化學(xué)位移及其表示方法    4.1.5  核磁共振檢測  4.2  1H化學(xué)位移和結(jié)構(gòu)的關(guān)系    4.2.1  屏蔽和屏蔽常數(shù)    4.2.2  影響化學(xué)位移的結(jié)構(gòu)因素    4.2.3  氫鍵和溶劑效應(yīng)    4.2.4  各類氫核的化學(xué)位移及其經(jīng)驗計算參數(shù)  4.3  自旋偶合與偶合常數(shù)    4.3.1  自旋偶合和自旋分裂    4.3.2  偶合常數(shù)與結(jié)構(gòu)的關(guān)系  4.4  電子自旋共振和化學(xué)誘導(dǎo)動態(tài)核極化    4.4.1  電子自旋共振與自由基的結(jié)構(gòu)    4.4.2  化學(xué)誘導(dǎo)動態(tài)核極化與自由基反應(yīng)機理  4.5  1H—NMR譜圖解析    4.5.1  核的等價性    4.5.2  幾種常見的自旋系統(tǒng)    4.5.3  分子的對稱性    4.5.4  虛假遠程偶合    4.5.5  假象簡單圖譜    4.5.6  活潑氫與動態(tài)核磁共振    4.5.7  簡化圖譜的幾種方法    4.5.8  譜圖解析的一般程序    4.5.9  1H—NMR例解    參考文獻第5章  13C-核磁共振  5.1  13C-NMR特點和實驗方法    5.1.1  13C-NMR特點    5.1.2  PFT-13C-NMR譜檢測  5.2  13C化學(xué)位移與結(jié)構(gòu)的關(guān)系    5.2.1  影響化學(xué)位移的因素    5.2.2  各類碳核的化學(xué)位移及其經(jīng)驗計算參數(shù)  5.3  自旋偶合與偶合常數(shù)    5.3.1  碳-氫偶合    5.3.2  碳-碳、碳-氘偶合    5.3.3  碳-雜原子偶合  5.4  自旋-晶格弛豫    5.4.1  自旋-晶格弛豫的機理    5.4.2  自旋-晶格弛豫提供的結(jié)構(gòu)信息及其應(yīng)用    5.5  13C-NMR譜的測繪技術(shù)    5.5.1  不去偶的13C-NMR譜    5.5.2  質(zhì)子寬帶去偶——噪聲去偶    5.5.3  偏共振去偶    5.5.4  門控去偶和反轉(zhuǎn)門控去偶    5.5.5  質(zhì)子選擇去偶  5.6  核磁共振進展    5.6.1  自旋回波J-調(diào)制和極化轉(zhuǎn)移技術(shù)    5.6.2  二維核磁共振    5.6.3  多維核磁共振  5.7  18C-NMR譜圖解析    5.7.1  13C_NMR譜圖解析一般程序    5.7.2  2D-NMR譜的應(yīng)用和解析思路    5.7.3  13C-NMR譜例解    參考文獻第6章  復(fù)雜分子的組合光譜  6.1  組合光譜解析    6.1.1  各類光譜在分子結(jié)構(gòu)鑒定中的作用    6.1.2  組合光譜的解析程序  6.2  化學(xué)方法與其他經(jīng)典分析方法的配合作用  6.3  生源學(xué)說與天然產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)鑒定    6.3.1  生源學(xué)說簡介    6.3.2  生源學(xué)說對天然產(chǎn)物結(jié)構(gòu)鑒定的引導(dǎo)作用  6.4  組合光譜例解  參考文獻主要參考書目常用縮寫詞

章節(jié)摘錄

　　20世紀(jì)50年代起，伍德沃德一霍夫曼（Woodward-Hofmann）的軌道對稱守恒原理和福井謙（Fllkui）-Htofmann的前線軌道理論將分子軌道理論用于化學(xué)反應(yīng)，他們應(yīng)用量子力學(xué)波動方程求解得到的軌道圖，形象地解釋了復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)過程，簡捷地闡述了在協(xié)同反應(yīng)中的化學(xué)反應(yīng)方向、產(chǎn)物的立體選擇性與軌道對稱性的關(guān)系，為一些具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的分子合成設(shè)計提出有益的啟示?！　〗瘜W(xué)和物理學(xué)的發(fā)展不僅為有機分子結(jié)構(gòu)鑒定奠定了理論基礎(chǔ)，同時也為先進的機械工業(yè)和電子工業(yè)提示了必要的設(shè)計思想，使各種光譜儀器得以問世。首先，紫外一可見光譜儀和紅外光譜儀進入有機化學(xué)實驗室，大大加快了有機分子結(jié)構(gòu)鑒定的步伐。例如，由蘿芙木或蛇根草提取出的利血平（reserpine）與嗎啡分子結(jié)構(gòu)比較更為復(fù)雜，自1952年離析出純品后，得到當(dāng)時可能使用的光譜技術(shù)的配合，特別是尼爾斯（Nears）通過紫外光譜解析，檢測到利血平分子含有吲哚和沒食子酸衍生物兩個共軛體系（見3.4.2），確定了利血平的主要結(jié)構(gòu)單元，分子結(jié)構(gòu)鑒定工作進行很快。1956年Woodward等用軌道對稱性概念完成合成，總共花費不到5年時間。

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