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第一章 核磁共振概论1

1．1 核磁共振基本原理1

1．1．1 原子核的磁矩1

1．1．2 核动量矩及磁矩的空间量子化2

1．1．3 核磁共振的产生3

1．1．4 连续波核磁共振谱仪6

1．2 化学位移6

1．2．1 屏蔽常数σ6

1．2．2 化学位移δ7

1．3 自旋-自旋耦合8

1．3．1 自旋-白旋耦合引起峰的分裂(裂分)8

1．3．2 能级图10

1．3．3 耦合常数J12

1．4 宏观磁化强度矢量13

1．4．1 宏观磁化强度矢量13

1．4．2 旋转坐标系14

1．5．1 什么是弛豫过程15

1．5．2 纵向弛豫和横向弛豫15

1．5 弛豫过程15

1．5．3 核磁共振谱线宽度17

1．6 脉冲-傅里叶变换核磁共振波谱仪18

1．6．1 连续波谱仪的缺点18

1．6．2 强而短的射频脉冲的采用18

1．6．3 时畴信号和频畴谱，二者之间的傅里叶变换19

1．6．4 从傅里叶分解讨论脉冲-傅里叶变换核磁共振22

1．6．5 傅里叶变换波谱仪的优点24

1．6．6 核磁共振的近期进展25

参考文献26

综合参考文献26

第二章 核磁共振氢谱27

2．1 化学位移28

2．1．1 化学位移的基准28

2．1．2 氢谱中影响化学位移的因素28

2．1．3 化学位移的具体数值33

2．2 耦合常数J43

2．2．1 耦合的矢量模型43

2．2．2 ~1J与~2J44

2．2．3 ~3J45

2．2．4 长程耦合的J47

2．2．5 芳环与杂芳环48

2．3 自旋耦合体系及核磁共振谱图的分类50

2．3．1 化学等价50

2．3．2 磁等价54

2．3．3 自旋体系54

2．3．4 核磁谱图的分类55

2．4 几种常见的二级谱体系56

2．4．1 AB体系56

2．4．2 AB2体系57

2．4．4 ABX体系58

2．4．3 AMX体系58

2．4．5 ABC体系62

2．4．6 AA′BB′体系62

2．5 常见的一些复杂谱62

2．5．1 取代苯环63

2．5．2 取代的杂芳环65

2．5．3 单取代乙烯65

2．5．4 正构长链烷基65

2．6．2 重氢交换67

2．6 辅助谱图分析的一些方法67

2．6．1 使用高频仪器67

2．6．2 介质效应68

2．6．4 位移试剂68

2．6．5 计算机模拟谱图69

2．7 双共振70

2．7．1 自旋去耦70

2．7．2 核Overhauser效应75

2．8．1 动态核磁共振实验81

2．8 核磁共振中的动力学现象81

2．8．2 活泼氢(OH、NH、SH)的图谱82

2．9 核磁共振氢谱的解析84

2．9．1 样品的配制及作图84

2．9．2 解析步骤85

2．9．3 谱图解析举例88

综合参考文献96

参考文献96

3．1．2 测定碳谱的困难98

3．1．1 核磁共振碳谱的优点98

3．1 概述98

第三章 核磁共振碳谱98

3．1．3 碳谱谱图99

3．2 化学位移100

3．2．1 ~(13)C谱化学位移的决定因素是顺磁屏蔽100

3．2．2 链状烷烃及其衍生物102

3．2．3 环烷烃及取代环烷烃106

3．2．4 烯烃及取代烯烃108

3．2．5 苯环及取代苯环111

3．2．6 羰基化合物115

3．2．7 氢键及介质的影响118

3．3 碳谱中的耦合现象及各种去耦方法118

3．3．1 碳谱中的耦合现象118

3．3．2 宽带去耦119

3．3．3 偏共振去耦120

3．3．4 选择性去耦与低功率选择性去耦121

3．3．5 门控去耦123

3．4 弛豫124

3．4．1 有关纵向弛豫的理论124

3．4．2 弛豫时间的测定127

3．5 核磁共振碳谱的解析130

3．5．1 样品的制备及作图130

3．4．3 T1的应用130

3．5．2 碳谱解析的步骤131

3．5．3 谱图解析举例132

综合参考文献141

参考文献141

4．1 基本知识142

4．1．1 横向磁化矢量142

第四章 脉冲序列的应用和二维核磁共振谱142

4．1．2 自旋回波144

4．1．3 核磁信号的相位被化学位移所调制151

4．1．4 BIRD脉冲序列151

4．1．5 自旋锁定154

4．1．6 等频混合155

4．1．7 选择性布居数翻转157

4．1．8 脉冲场梯度160

4．1．9 整形脉冲164

4．2．1 J调制法或APT法165

4．2 碳原子级数的确定165

4．2．2 INEPT法168

4．2．3 DEPT法171

4．3 二维核磁共振谱概述174

4．3．1 什么是二维核磁共振谱174

4．3．2 二维核磁共振时间轴方块图175

4．3．3 二维核磁共振谱的分类175

4．3．4 二维核磁共振谱的表现形式175

4．4．1 同核J谱176

4．4 J分辨谱176

4．4．2 异核J谱180

4．5 异核位移相关谱181

4．5．1 H，C-COSY181

4．5．2 COLOC谱184

4．5．3 H，X-COSY185

4．6 同核位移相关谱187

4．6．1 COSY187

4．6．2 相敏同核位移相关谱191

4．6．3 COSY-45(β-COSY)193

4．6．4 ω1方向去耦的COSY195

4．6．5 COSYLR196

4．6．6 DQF-COSY198

4．7 NOE类二维核磁共振谱199

4．7．1 NOESY199

4．7．2 COCONOSY200

4．7．3 ROESY201

4．8 接力类位移相关谱和总相关谱203

4．7．4 HOESY203

4．8．1 RC0SY204

4．8．2 异核接力相关谱205

4．8．3 总相关谱206

4．9 多量子二维核磁共振谱208

4．9．1 2DINADEQUATE208

4．9．2 IH的二维双量子核磁共振谱210

4．10 检出IH的异核位移相关谱212

4．10．1 HMQC和HSQC212

4．10．2 HMBC214

4．12 三维核磁共振谱217

4．11 组合式的二维核磁共振谱217

4．12．1 三维核磁共振谱的原理218

4．12．2 三维核磁共振谱谱峰的分类219

4．12．3 三维核磁共振谱的分类220

4．12．4 三维核磁共振谱的应用220

综合参考文献223

参考文献223

5．1．1 仪器概述224

5．1 有机质谱基本知识224

第五章 有机质谱法224

5．1．2 质谱仪器主要指标225

5．1．3 质谱(图)226

5．1．4 有机质谱中的各种离子226

5．2 质量分析器227

5．2．1 单聚焦和双聚焦质量分析器227

5．2．2 四极质量分析器229

5．2．3 离子阱232

5．2．4 傅里叶变换质谱计236

5．2．5 飞行时间质谱计241

5．3 电离过程242

5．3．1 电子轰击电离242

5．3．2 化学电离243

5．3．3 场电离和场解析244

5．3．4 快原子轰击和液体二次离子质谱244

5．3．5 基质辅助激光解析电离245

5．3．6 大气压电离246

5．4 亚稳离子及其检测246

5．4．1 在第二无场区产生的亚稳离子247

5．4．2 在第一无场区产生的亚稳离子249

5．4．3 离子动能谱250

5．4．4 质能谱251

5．4．5 联动扫描251

5．4．6 亚稳离子所提供的信息255

5．4．7 离子分解时内能的释放及亚稳离子的峰宽256

5．5 串联质谱和色谱-质谱联机259

5．5．1 碰撞诱导断裂259

5．5．2 串联质谱260

5．6．GC/MS263

5．6 色谱-质谱联机263

5．6．2 LC/MS264

综合参考文献265

参考文献265

第六章 质谱图分析266

6．1 确定分子量和元素组成式266

6．1．1 由EI谱确定分子量266

6．1．2 山ESI谱多电荷离子峰簇求分子量267

6．1．4 由高分辨质谱数据定分子式269

6．1．3 解析软电离的谱图而得到分子量269

6．1．5 峰匹配法270

6．1．6 用低分辨质谱数据推测未知物元素组成270

6．1．7 用“低分辨”质谱仪器进行精确质量的测定273

6．2 有机质谱中的反应及其机理273

6．2．1 概述273

6．2．2 简单断裂274

6．2．3 重排279

6．2．4 脂环化合物的复杂断裂286

6．2．5 初级碎片离子的后续分解288

6．2．6 准平衡理论289

6．2．7 Stevenson-Audier规则290

6．2．8 研究有机质谱反应机理的方法291

6．3 常见官能团的质谱裂解模式292

6．3．1 烷烃292

6．3．2 不饱和脂肪烃294

6．3．3 含饱和杂原子的脂肪族化合物295

6．3．4 含不饱和杂原子的脂肪族化合物300

6．3．5 烷基苯301

6．3．6 杂原子取代的芳香族化合物303

6．3．7 杂芳环及其衍生物304

6．4 质谱图的解析305

6．4．1 质谱图解析的方法和步骤305

6．4．2 例306

6．5 质谱图的计算机检索317

综合参考文献321

参考文献321

第七章 红外光谱和拉曼光谱322

7．1 红外谱图基本知识322

7．1．1 波长和波数322

7．1．4 红外吸收强度的表示323

7．1．2 电磁波波段的划分323

7．1．3 近红外、中红外和远红外323

7．2 红外光谱原理324

7．2．1 双原子分子的红外吸收频率324

7．2．2 多原子分子的红外吸收频率327

7．2．3 红外吸收强度328

7．3 官能团的特征频率329

7．3．1 官能团具有特征吸收频率329

7．3．2 影响官能团吸收频率的因素329

7．4．1 红外吸收波段332

7．3．3 常见官能团的特征吸收频率332

7．4 红外谱图解析332

7．4．2 指纹区和官能团区334

7．4．3 红外谱解析要点及注意事项335

7．5 红外光谱学近期发展340

7．5．1 步进扫描340

7．5．2 光声光谱343

7．5．3 时间分辨光谱345

7．5．4 二维红外光谱348

7．5．5 红外显微镜和化学成象353

7．5．6 GC/FTIR354

7．6 拉曼光谱的原理及应用356

7．6．1 拉曼光谱原理356

7．6．2 拉曼光谱的优点及其应用359

7．6．3 傅里叶变换拉曼光谱仪361

综合参考文献363

参考文献363

8．1．2 紫外及可见光的波段364

8．1．1 作图方法364

8．1 基本知识364

第八章 紫外和可见光谱364

8．1．3 朗伯-比尔定律365

8．2 基本原理366

8．2．1 电子跃迁产生紫外、可见吸收光谱366

8．2．2 紫外吸收谱带的形状366

8．2．3 多原子分子电子能级跃迁的种类367

8．2．4 基本术浯367

8．3 各类化合物的紫外吸收368

8．3．1 简单分子368

8．3．2 含有共轭体系的分子369

8．3．3 芳香族化合物374

8．4 紫外谱图的解析379

8．4．1 隔离效应与加和规律379

8．4．2 紫外谱图提供的结构信息380

8．4．3 解析紫外谱图方法及有关注意事项381

8．4．4 紫外光谱用于结构推断应用举例382

8．5 紫外-可见光谱的进展383

综合参考文献384

9．1 综合解析一维核磁共振谱和其它谱图的步骤385

第九章 谱图综合解析385

9．2 确定未知物所含官能团(或结构单元)388

9．2．1 取代苯环388

9．2．2 正构长链烷基390

9．2．3 醇和酚390

9．2．4 羰基化合物390

9．3 基于二维核磁共振谱推导有机化合物结构392

9．3．1 以位移相关谱为核心推导未知物结构392

9．3．2 以HMQC-TOCSY为核心推导未知物结构395

9．3．3 以2DINADEQUATE为核心推导未知物结构397

9．4 推导结构或谱图指认例398

综合参考文献435

参考文献435

第十章 谱学方法测定构型构象436

10．1 核磁共振法436

10．1．1 化学位移437

10．1．2 耦合常数442

10．1．3 NOE447

10．2 质谱法450

10．2．1 利用电子轰击电离源451

10．2．2 用软电离技术454

10．2．3 反应质谱456

10．3 红外光谱和拉曼光谱法457

10．4 仿酶模型化合物构象测定461

参考文献475

附录477

1．用乘积算符分析脉冲序列的原理477

2．常见官能团红外吸收特征频率表485

3．Subject Index(spectroscopic methods and theories)499