波谱分析的进展

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从19世纪中期至现在，波谱分析经历了一个漫长的发展过程。进入20世纪的计算机时代后，波谱分析得到了飞跃的发展，不断地完善和创新，在方法、原理、仪器设备以及应用上都在突飞猛进。四谱是现代波谱分析中最主要也是最重要的四种基本分析方法。四谱的发展直接决定了现代波谱的发展。在经历了漫长的发展之后四谱的发展以及应用已渐成熟，也使波谱分析在化学分析中有了举足轻重的地位。

1.1. 紫外-可见光谱

20世纪30年代，光电效应应用于光强度的控制产生第一台分光光度计并由于单色器材料的改进，是这种古老的分析方法由可见光区扩展到紫外光区和红外光区。紫外光谱具有灵敏度和准确度高，应用广泛，对大部分有机物和很多金属及非金属及其化合物都能进行定性、定量分析，且仪器的价格便宜，操作简单、快速，易于普及推广，所以至今它仍是有机化合物结构鉴定的重要工具。近年来，由于采用了先进的分光、检测及计算机技术，使仪器的性能得到极大的提高，加上各种方法的不断创新与改善，使紫外光谱法成为含发色团化合物的结构鉴定、定性和定量分析不可或缺的方法之一。

1.2.红外光谱

1947年，第一台实用的双光束自动记录的红外分光光度计问世。这是一台以棱镜作为色散元件的第一代红外分光光度计。到了20世纪60年代，用光栅代替棱镜作为分光器的第二代红外光谱仪投入实用，由于它分辨率高，测定波长的范围宽，对周围环境要求低，加上新技术的开发和应用，使红外光谱的应用范围扩大到络合物、高分子化合物和无机化合物的分析上，并且可以储存标准图谱，用计算机自动检索。20世纪70年代后期，第三代即干涉型傅里叶变换红外光谱仪投入使用。此种光度计灵敏度、分辨率高，扫描速度快，是目前主要机型。近来，已采用可调激光器作为光源来代替单色器，研制成功了激光红外分光光度计，也就是第四代红外分光光度计，它具有更高的分辨率和更广的应用范围。但目前尚未普及。

1.3.核磁共振

自1945年F.Bloch和E.M.Purcell为首的两个研究小组同时独立发现核磁共振现象以来，1H核磁共振在化学中的应用已有50年了。特别是近20年来，随着超导磁体和脉冲傅里叶变换法的普及，核磁共振的新方法、新技术不断涌现，如二维核磁共振技术、差谱技术、极化转移技术及固体核磁共振技术的发展，是核磁共振的分析方法和技术不断完善，应用范围日趋扩大，样品用量减少，灵敏度大大提高。

1.4.质谱

早在1912年左右，J.J.Thomson就制成了第一台质谱装置，并用其发现了20Ne和22Ne。早期，这种方法主要用于测定相对原子质量和发现新元素。在20世纪30年代，由于离子光学理论的建立促进了质谱仪的发展。20世纪40年代以后质谱法除用于实验室工作外，还用于原子能工业和石油工业。60年代开始，质谱就广泛地应用于有机物分子结构的测定。近几十年来，质谱仪也发展迅速，相继出现了多种类型和多种用途飞质谱仪。波谱分析除了四谱之外还有拉曼光谱、荧光光谱、旋光光谱和圆二色光谱、顺磁共振谱、X射线衍射法等。

由于不同的光谱都有其所长。目前拉曼光谱和红外光谱的联用已应用广泛，旋光光谱、圆二色光谱在测定手性化合物的构型和构想、确定某些官能团在手性分子中的位置方面有独到之处，因此也常和紫外光谱联用以达到更高要求的分析目的。

有机化学领域内，无论研究何种有机化合物，在分析或合成时都会遇到结构测定的问题。如果无需复杂的经典化学方法，就能得到结构信息，可大大地满足有机化学日益发展中对有机分析提出的更新更高的要求。近三四十年来，各种波谱测量技术的出现及其迅速发展，使紫外光谱、红外光谱、核磁共振波谱和质谱法得到了普遍应用。现在这四种谱已成为鉴定有机化合物以及测定其结构的常用手段，这就使有机分析能力、分析速度、样品需要量等重要方面都取得了很大的进步。目前，这四种谱在化学工业、石油化工、橡胶工业、食品工业、医药工业等方面都有着广泛的用途。同时对有机化学、生物化学等的发展也起着积极的推动作用。因此这门学科已成为有机化学工作者所必须具备的、重要的专业基础知识。

本书是编著者根据多年从事有机波谱分析的教学和科研工作的体会，在为本校化学、化工专业的研究生和本科生的教学编写的“波谱分析”讲义的基础上补充、修改而成。本书较为详细地介绍了紫外光谱、红外光谱、核磁共振氢谱和碳谱、质谱的基本原理、仪器结构、有关的实验方法和技术、谱图解析以及一些新技术，最后介绍了综合运用这四种谱进行有机物结构推断的应用。书中对于一些基本原理进行了严密推导，深入阐述其物理意义，因此有较强的理论性。各章列举了大量实用图例，使介绍的理论与有机物结构密切关联。本书还介绍了一些有机波谱分析在火炸药方面的应用实例，力求更适合有关专业的学生和科技人员使用。因编著者1992年在兵器工业出版社已出版《核磁共振原理及应用》一书，所以在本书中核磁共振内容适当减少，读者如有需要了解有关核磁共振的更为详细深入的介绍，请参阅《核磁共振原理及应用》一书。

本书第一章、第二章、第五章由陈洁执笔，第三章由陈洁、宋启泽共同执笔，第四章由宋启泽执笔。全书由赵焘南教授主审。赵老师提出了许多宝贵意见，特此致谢。在编写过程中得到了孙业斌、陈永胜等老师的热情指导和帮助，编者深表谢意。

由于编著者的学识水平有限，书中难免有错误和不当之处，恳请读者批评指正。

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