制藥工程是以藥學(xué)、化學(xué)、生物技術(shù)、工程學(xué)等相關(guān)學(xué)科綜合所形成的一門新興交叉學(xué)科，其作為一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的新興學(xué)科，具有自己廣闊的研究領(lǐng)域。本次制藥工程專業(yè)規(guī)劃教材的編寫修訂工作將在總結(jié)上一輪教材編寫經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，積極吸取近年來(lái)制藥工程專業(yè)發(fā)展所取得的成果，進(jìn)一步完善制藥工程專業(yè)教材體系和教材內(nèi)容。以期能夠面向行業(yè)發(fā)展、社會(huì)發(fā)展，以及用人單位的需要，以提高所培養(yǎng)的制藥工程師的勝任力為核心。在保證基本知識(shí)、基本理論足夠、適用的前提下，重視現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)、方法論的融入，秉承精化基礎(chǔ)理論、優(yōu)化專業(yè)知識(shí)、強(qiáng)化實(shí)踐能力、深化素質(zhì)教育、突出專業(yè)特色的原則來(lái)構(gòu)建合理的教材體系，服務(wù)新工科建設(shè)，融合體現(xiàn)新醫(yī)科。
波譜解析是現(xiàn)代有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)鑒定的最主要手段，主要包括紫外光譜、紅外光譜、核磁共振譜、質(zhì)譜和圓二色譜等現(xiàn)代物理手段。隨著制藥工程、藥學(xué)、化學(xué)等學(xué)科的飛速發(fā)展，波譜解析已經(jīng)成為上述學(xué)科科研工作者應(yīng)該掌握和了解的一項(xiàng)技術(shù)，并在相關(guān)的各個(gè)領(lǐng)域中發(fā)揮著重要作用。本教材根據(jù)我國(guó)目前制藥工程專業(yè)對(duì)本科生培養(yǎng)的新形勢(shì)進(jìn)行編寫，與藥學(xué)、化學(xué)專業(yè)的波譜解析教材相比，本教材在內(nèi)容、章節(jié)組織和編寫等方面進(jìn)行修改和調(diào)整，對(duì)儀器原理等方面的內(nèi)容進(jìn)行精簡(jiǎn)，側(cè)重于制藥領(lǐng)域解決實(shí)際問(wèn)題的案例，同時(shí)在核磁共振譜、質(zhì)譜、圓二色譜等章節(jié)加入領(lǐng)域內(nèi)的最新研究進(jìn)展。本教材既能滿足制藥工程專業(yè)的學(xué)習(xí)要求，同時(shí)還可作為研究生入學(xué)考試和研究生學(xué)習(xí)的重要參考教材。
本教材的編者團(tuán)隊(duì)由全國(guó)相關(guān)院校在制藥工程領(lǐng)域具有豐富教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和科研經(jīng)歷的7 位教授組成：宋少江教授（第一章、第二章、第三章）、周應(yīng)軍教授（第四章）、郭遠(yuǎn)強(qiáng)教授（第五章）、張培成教授（第六章）、姜勇教授（第七章）、黃肖霄教授（第八章）、羅俊教授（第九章）。本教材在編寫過(guò)程中得到了人民衛(wèi)生出版社的大力支持和幫助。我們也由衷感謝兄弟院校的有關(guān)老師對(duì)本教材提出的寶貴建議和意見。
由于知識(shí)水平有限，本教材偏頗和不足之處在所難免，懇請(qǐng)各位專家、老師、同學(xué)不吝指正。
宋少江
2023 年7 月
自2000年6月參加工作以來(lái)，一直負(fù)責(zé)講授《有機(jī)化合物波譜解析》、《中藥化學(xué)》、《天然藥物化學(xué)》、《中藥學(xué)專業(yè)英語(yǔ)》、《中藥新藥研制與開發(fā)》等本科和研究生課程，始終堅(jiān)持為中藥學(xué)英語(yǔ)專業(yè)使用雙語(yǔ)授課。參加多次國(guó)家級(jí)、省級(jí)精品課程的錄制。主編或參與編寫了有機(jī)化合物波譜解析、中藥化學(xué)、天然藥物化學(xué)等多部專業(yè)教材，并承擔(dān)了全國(guó)執(zhí)業(yè)藥師資格考試應(yīng)試教學(xué)工作，能夠做到理論聯(lián)系實(shí)際，針對(duì)不同專業(yè)特點(diǎn)差異化教學(xué)。
第一章 緒論 1
第一節(jié) 有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)研究的發(fā)展歷史 /1
第二節(jié) 波譜解析的主要內(nèi)容 /5
一、 波譜學(xué)的基本理論 /5
二、 波譜學(xué)的主要內(nèi)容、應(yīng)用方法和確定絕對(duì)構(gòu)型的測(cè)定技術(shù) /6
三、 藥物分子的結(jié)構(gòu)確定 /9
第二章 紫外光譜 11
第一節(jié) 紫外光譜的基本知識(shí) / 11
一、 分子軌道 / 11
二、 電子躍遷及類型 / 12
三、 吸收帶 / 13
四、 紫外光譜的表示方法及常見術(shù)語(yǔ) / 14
五、 紫外光譜最大吸收波長(zhǎng)的主要影響因素 / 15
第二節(jié) 紫外光譜與分子結(jié)構(gòu)間的關(guān)系 / 18
一、 非共軛有機(jī)化合物的紫外光譜 / 18
二、 共軛烯類化合物的紫外光譜 / 19
三、 共軛不飽和羰基化合物的紫外光譜 / 20
四、 芳香化合物的紫外光譜 / 21
第三節(jié) 紫外光譜在結(jié)構(gòu)解析中的應(yīng)用 / 22
一、 紫外光譜的經(jīng)驗(yàn)總結(jié) / 23
二、 紫外光譜結(jié)構(gòu)解析實(shí)例 / 23
第三章 紅外光譜 28
第一節(jié) 紅外光譜的基本原理 / 28
一、 紅外吸收產(chǎn)生的條件 / 28
二、 紅外光區(qū)的劃分 / 29
三、 分子振動(dòng)模型 / 29
四、 分子振動(dòng)方式 / 31
五、 影響吸收峰的因素 / 33
第二節(jié) 特征基團(tuán)與吸收頻率 / 36
一、 特征區(qū)、指紋區(qū)和相關(guān)峰的概念 / 36
二、 紅外光譜的九大區(qū)域 / 37
三、 有機(jī)化合物官能團(tuán)的特征吸收 / 37
第三節(jié) 紅外光譜在結(jié)構(gòu)解析中的應(yīng)用 / 42
一、 樣品的制備技術(shù) / 42
二、 紅外光譜法的應(yīng)用 / 43
三、 紅外光譜結(jié)構(gòu)解析程序和實(shí)例 / 43
第四章 核磁共振氫譜 46
第一節(jié) 基本原理 / 46
一、 核磁共振的基本原理 / 46
二、 核磁共振產(chǎn)生的必要條件 / 51
三、 核的能級(jí)躍遷 / 51
第二節(jié) 核磁共振氫譜的主要參數(shù) / 53
一、 化學(xué)位移及影響因素 / 54
二、 峰的裂分及耦合常數(shù) / 63
三、 峰面積與氫核數(shù)目 / 76
四、 常見化合物的核磁共振氫譜數(shù)據(jù) / 77
第三節(jié) 核磁共振氫譜測(cè)定技術(shù) / 80
一、 試樣準(zhǔn)備 / 80
二、 高分辨核磁共振技術(shù) / 81
三、 核磁雙共振 / 82
四、 位移試劑 / 84
第四節(jié) 核磁共振氫譜在結(jié)構(gòu)解析中的應(yīng)用 / 85
一、 核磁共振氫譜結(jié)構(gòu)解析的基本程序 / 85
二、 核磁共振氫譜結(jié)構(gòu)解析實(shí)例 / 86
第五章 核磁共振碳譜 98
第一節(jié) 核磁共振碳譜的特點(diǎn) / 98
第二節(jié) 核磁共振碳譜的主要參數(shù) / 99
一、 化學(xué)位移 / 99
二、 耦合常數(shù) /104
三、 峰強(qiáng)度 /106
第三節(jié) 核磁共振碳譜的種類 /107
一、 全去耦譜 /107
二、 DEPT 譜 /107
三、 其他譜 /109
第四節(jié) 各類型13C核的化學(xué)位移 /110
一、 脂肪烴類 /111
二、 芳環(huán)化合物 /114
三、 醇、醚、羧酸衍生物 /115
四、 含雜原子化合物 /117
第五節(jié) 核磁共振碳譜在結(jié)構(gòu)解析中的應(yīng)用 /119
一、 核磁共振碳譜解析的一般程序 /119
二、 核磁共振碳譜解析實(shí)例 /120
第六節(jié) 計(jì)算核磁 /123
一、 計(jì)算核磁共振碳譜的發(fā)展 /123
二、 計(jì)算核磁共振碳譜的作用 /124
三、 計(jì)算核磁共振碳譜方法 /124
第六章 二維核磁共振譜 128
第一節(jié) 基本原理 /128
一、 一維核磁共振譜到二維核磁共振譜的技術(shù)變化 /128
二、 常用的二維核磁共振譜圖的表現(xiàn)形式 /129
三、 二維核磁共振譜共振峰的命名 /132
四、 常用的二維核磁共振譜 /133
第二節(jié) 同核化學(xué)位移相關(guān)譜 /133
一、 基本概念和原理 /133
二、 氫- 氫化學(xué)位移相關(guān)譜 /134
第三節(jié) 異核化學(xué)位移相關(guān)譜 /137
一、 基本概念和原理 /137
二、 13C-1H COSY 的脈沖序列 /137
三、 1H 檢測(cè)的異核多量子相干相關(guān)譜 /137
四、 1H 檢測(cè)的異核單量子相干相關(guān)譜 /137
第四節(jié) 異核遠(yuǎn)程相關(guān)譜 /141
一、 基本概念和原理 /141
二、 1H 檢測(cè)的異核多鍵相關(guān)譜 /141
第五節(jié) 二維NOE譜 /143
一、 NOESY /143
二、 ROESY /144
第六節(jié) 氫-氫總相關(guān)譜 /145
第七章 質(zhì)譜 149
第一節(jié) 基本原理 /150
一、 質(zhì)譜的基本原理 /150
二、 質(zhì)譜的表示方法及重要參數(shù) /151
三、 儀器的結(jié)構(gòu)與原理 /153
第二節(jié) 質(zhì)譜的電離過(guò)程和離子源 /154
一、 電子電離 /154
二、 化學(xué)電離 /155
三、 快速原子轟擊電離 /156
四、 基質(zhì)輔助激光解吸電離 /157
五、 大氣壓電離 /157
六、 不同電離方式的比較與選擇原則 /159
第三節(jié) 質(zhì)量分析器 /160
一、 磁質(zhì)量分析器 /160
二、 四極質(zhì)量分析器 /161
三、 離子阱 /161
四、 飛行時(shí)間質(zhì)量分析器 /162
五、 軌道阱 /162
六、 傅里葉變換離子回旋共振質(zhì)譜分析器 /163
第四節(jié) 質(zhì)譜中的主要離子 /163
一、 分子離子 /163
二、 同位素離子 /165
三、 碎片離子 /167
四、 亞穩(wěn)離子 /167
五、 多電荷離子 /168
第五節(jié) 常見的裂解類型 /168
一、 開裂的表示方法 /168
二、 離子的裂解類型 /169
第六節(jié) 各類化合物的質(zhì)譜裂解 /174
一、 烴類化合物 /174
二、 醇、酚、醚類化合物 /177
三、 含羰基的化合物 /180
四、 其他類化合物 /184
第七節(jié) 質(zhì)譜技術(shù)在結(jié)構(gòu)解析中的應(yīng)用 /188
一、 質(zhì)譜解析程序 /189
二、 應(yīng)用實(shí)例 /190
第八節(jié) 質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù) /194
一、 液相色譜- 質(zhì)譜聯(lián)用儀 /195
二、 氣相色譜- 質(zhì)譜聯(lián)用儀 /197
第八章 圓二色譜和旋光光譜及其他立體構(gòu)型確定技術(shù) 201
第一節(jié) 基礎(chǔ)知識(shí) /201
第二節(jié) 圓二色譜在確定絕對(duì)構(gòu)型中的應(yīng)用 /204
一、 經(jīng)驗(yàn)規(guī)律 /204
二、 圓二色譜激子手性法 /208
三、 電子圓二色譜計(jì)算確定手性化合物的絕對(duì)構(gòu)型 /214
四、 振動(dòng)圓二色譜計(jì)算輔助確定手性化合物的絕對(duì)構(gòu)型 /217
第三節(jié) X射線單晶衍射法 /217
一、 X 射線單晶衍射法的基本原理 /218
二、 X 射線單晶衍射法在結(jié)構(gòu)解析中的應(yīng)用 /223
第四節(jié) 手性衍生化試劑確定絕對(duì)構(gòu)型 /226
一、 經(jīng)典Mosher 法和改良Mosher 法 /227
二、 應(yīng)用新試劑的Mosher 法 /230
第九章 綜合解析 233
第一節(jié) 概述 /233
一、 常用的波譜學(xué)方法及其作用 /233
二、 圖譜解析過(guò)程中應(yīng)注意的問(wèn)題 /236
三、 樣品的準(zhǔn)備 /236
第二節(jié) 綜合解析的思路和過(guò)程 /237
一、 分子式的確定 /237
二、 圖譜信息的整體分析 /238
三、 結(jié)構(gòu)單元的確定 /238
四、 結(jié)構(gòu)單元的連接 /239
五、 整體結(jié)構(gòu)的最終確定與完善 /240
第三節(jié) 綜合解析實(shí)例 /241
參考文獻(xiàn) 274
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