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| 內容簡介： |
《有机化合物结构鉴定与有机波谱学(第三版)》全面而深入地阐述了核磁共振、质谱、红外光谱和拉曼光谱的理论，并从方法学的角度全面讨论了几门谱学在确定有机化合物构型、构象上的应用；还反映了学科的最新进展，如阿达玛变换核磁共振、扩散排序谱、轨道阱、直线离子阱、最新的串联质谱、质谱的分子式和结构式检索等。
《有机化合物结构鉴定与有机波谱学(第三版)》也融入了作者的《有机波谱学谱图解析》（科学出版社，2010）的核心思想，有利于读者提高解析谱图的能力。
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| 關於作者： |
宁永成，1962年毕业于清华大学，留校任教。1971年因两地分居调到沈阳化工研究院，开始从事有机化合物结构鉴定。1978年调回清华大学。1981年12月～1984年1月在法国天然物质化学研究所进修。
1989年，独自编著的《有机化合物结构鉴定与有机波谱学》在清华大学出版社出版。作为内地此领域第一本著作，1991年该书由欧亚书局有限公司在台湾出繁体字版。同年，该书获国家教委优秀教材二等奖。2000年，《有机化合物结构鉴定与有机波谱学（第二版）》在科学出版社出版。2003年，《有机化合物结构鉴定与有机波谱学（第二版）》入选教育部首批79部研究生教学用书。2005年，第二版的英译加增补版由国际著名的Wiley—VCH出版。
《科技日报》曾刊登题为《他“书”写了历史》的文章对宁永成及其相关工作进行介绍。
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| 目錄：
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第一版序
台湾版序
繁体宇版前言
Foreword to the Second Edition of“Structural Identification of Organic Compounds and Organic Spectroscopy”
第三版前言
第二版前言
第一版前言
第1章核磁共振概论
1.1核磁共振基本原理
1.1.1原子核的磁矩
1.1.2核动量矩及磁矩的空间量子化
1.1.3核磁共振的产生
1.1.4连续渡核磁共振谱仪
1.2化学位移
1.2.1屏蔽常数σ
1.2.2化学位移δ
1.3自旋自旋耦合
1.3.1自旋—自旋耦台引起峰的分裂（裂分）
1.3.2能级图
1.3.3耦合常数J
1.4宏观磁化强度矢量
1.4.1宏观磁化强度矢量的概念
1.4.2旋转坐标系
1.5弛豫过程
1.5.1什么是弛豫过程
1.5.2纵向弛豫和横向弛豫
1.5.3核磁共振谱线宽度
1.6脉冲傅里叶变换核磁共振波谱仪
1.6.1连续波谱仪的缺点
1.6.2强而短的射频脉冲的采用
1.6.3时啼信号和频畴谱，二者之间的傅里叶变换
1.6.4从傅里叶分解讨论脉冲傅里叶变换核磁共振
1.6.5傅里叶变换核磁共振波谱仪的优点
参考文献
第2章核磁共振氢谱
2.1化学位移
2.1.1化学位移的基准
2.1.2氢谱中影响化学位移的因素
2.1.3常见官能团化学位移数值
2.2耦合常数J
2.2.1祸合的矢量模型
2.2.21J与2J
2.2.33J
2.2.4长程耦台的J
2.2.5芳环与杂芳环
2.3自旋耦合体系及核磁共振谱图的分类
2.3.1化学等价
2.3.2磁等价
2.3.3自旋体系
2.3.4核磁共振谱图的分类
2.4几种常见的二级谱体系
2.4.1AB体系
2.4.2AB2体系
2.4.3AMX体系
2.4.4AA''BB''体系
2.5常见官能团的氢谱特征
2.5.1取代苯环
2.5.2取代的杂芳环
2.5.3单取代乙烯
2.5.4正构长链烷基
2.5.5活泼氢
2.6简化谱图分析的一些方法
2.6.1使用高频仪器
2.6.2重氢交换
2.6.3介质效应
2.7双共振
2.7.1自旋去耦
2.7.2核Overhauser效应
2.8核磁共振中的动力学现象
2.8.1动态核磁共振实验
2.8.2活泼氢（OH、NH、SH）的谱图
2.9核磁共振氢谱的解析
2.9.1样品的配制及作图
2.9.2解析步骤
2.9.3谱图解析举例·
参考文献
第3章核磁共振碳谱
3.1概述
3.1.1核磁共振碳谱的优点
3.1.2测定碳谱的用难
3.1.3碳谱谱图
3.2化学位移
3.2.113C谱化学位移的决定因素是顺磁屏蔽
3.2.2链状烷烃及其衔生物
3.2.3环烷烃和取代环烷烃
3.2.4烯烃和取代烯烃
3.2.5苯环及取代苯环
3.2.6羰基化合物
3.3碳谱中的耦合现象和去耦
3.3.1碳谱巾的耦合现象
3.3.2宽带去耦
3.3.3门控去耦（定量碳谱）
3.4弛豫
3.4.1有关纵向弛豫的理论
3.4.2弛豫时间的测定
3.4.3T1的应用
3.5核磁共振碳谱的解析
3.5.1样晶的制备及作图
3.5.2碳谱解析的步骤
3.5.3谱图解析举例
参考文献
第4章脉冲序列的应用和二维核磁共振谱
4.1基本知识
4.1.1横向磁化矢量
4.1.2自旋回波
4.1.3核磁信号的相位被化学位移所调制
4.1.4BIRD脉冲序列
4.1.5自旋锁定
4.1.6等频混台
4.1.7选择性布居数翻转
4.1.8脉冲场梯度
4.1.9整形脉冲
4.2碳原子级数的确定
4.2.1J调制法或APT法
4.2.2INEPT法
4.2.3DEPT法
4.3二维核磁共振谱概述
4.3.1二维核磁共振谱的概念
4.3.2二维核磁共振时间轴方框图
4.3.3二维核磁共振谱的分类
4.3.4二维核磁共振谱的表现形式
4.4J分辨谱
4.4.1同核J谱
4.4.2异核J谱
4.5异核位移相关谱
4.5.1H，C—COSY
4.5.2H，X—COSY
4.6同核位移相关谱
4.6.1COSY
4.6.2相敏同核位移相关谱
4.6.3COSYLR
4.6.4DQF—COSY
4.7NOE类二维核磁共振谱
4.7.1NOESY
4.7.2COCONOSY
4.7.3ROESY
4.7.4HOESY
4.8接力类位移相关谱和总相关谱
4.8.1RCOSY
4.8.2异核接力相关谱
4.8.3总相关谱
4.9多量子二维核磁共振谱
4.9.12D INADEQUATE
4.9.21H的二维双量子核磁共振谱
4.10检出1H的异核位移相关谱
4.10.1HMQC和HSQc
4.10.2HMBC
4.11核磁共振的近期发展
4.11.1LC—NMR
4.11.2DOSY
4.11.3阿达玛变换NMR
参考文献
第5章有机质谱法
5.1有机质谱基本知识
5.1.1质谱仪器概述
5.1.2质谱仪器的主要指标
5.1.3质谱（图）
5.1.4有机质谱中的各种离子
5.2质量分析器
5.2.1单聚焦和双聚焦质量分析器
5.2.2四极质量分析器
5.2.3离子阱
5.2.4傅里叶变换质谱计
5.2.5飞行时间质谱计
5.2.6直线离子阱
5.2.7轨道阱
5.3电离过程
5.3.1电子轰击电离
5.3.2化学电离
5.3.3场电离和场解吸
5.3.4快原子轰击和液体二次离子质谱
5.3.5基质辅助激光解吸电离
5.3.6大气压电离
5.4亚稳离子及其检测
5.4.1在第二无场区产生的亚稳离子
5.4.2在第一无场区产生的亚稳离子
5.4.3离子动能谱
5.4.4质能谱
5.4.5联动扫描
5.4.6亚稳离子提供的信息
5.5串联质谱
5.5.1碰撞诱导断裂
5.5.2串联质谱
5.6色谱—质谱联机
5.6.1GC—MS
5.6.2LC—MS
参考文献
第6章质谱图解析
6.1确定相对分子质量和元素组成式
6.1.1由EI谱确定相对分子质量
6.1.2由高分辨质谱数据定分子式
6.1.3峰匹配法
6.1.4用低分辨质谱数据推测未知物元素组成
6.2有机质谱中的反应及其机理
6.2.1概述
6.2.2简单断裂
6.2.3重排
6.2.4脂环化合物的复杂断裂
6.2.5初级碎片离子的后续分解
6.2.6Stevenson—Audier规则
6.2.7研究有机质谱反应机理的方法
6.3常见官能团的质谱裂解模式
6.3.1烷烃
6.3.2不饱和脂肪烃
6.3.3含饱和杂原子的脂肪族化合物
6.3.4含不饱和杂原子的脂肪族化合物
6.3.5烷基苯
6.3.6杂原子取代的芳香族化合物
6.3.7杂芳环及其衍生物
6.4EI质谱图的解析
6.4.1EI质谱图解析的方法和步骤
6.4.2EI质谱图解析举例
6.5软电离质谱的解析
6.5.1由CI产生的质谱
6.5.2由FAB产生的质谱
6.5.3由MALDI产生的质谱
6.5.4由APCI产生的质谱
6.5.5由ESI产生的质谱
6.6串联质谱的解析
6.7质谱图的计算机检索
参考文献
第7章红外光谱和拉曼光谱
7.1红外谱图基本知识
7.1.1波长和波数
7.1.2电磁波波段的划分
7.1.3近红外、中红外和远红外
7.1.4红外吸收强度的表，下
7.2红外光谱原理
7.2.1双原子分子的红外吸收频率
7.2.2多原子分子的红外吸收频率
7.2.3红外吸收强度
7.3官能团的特征频率
7.3.1官能团具有特征吸收频率
7.3.2影响官能团吸收频率的因素
7.3.3常见官能团的特征吸收频率
7.4红外谱图解析
7.4.1红外吸收波段
7.4.2指纹区和官能团区
7.4.3红外谱图解析要点及注意事项
7.4.1红外谱图解析示例
7.5红外光谱学的发展
7.5.1步进扫描
7.5.2光声光谱
7.5.3时间分辨光谱
7.5.1二维红外光谱
7.5.5红外显微镜和化学成像
7.5.6GC—FTIR
7.6拉曼光谱的原理及应用
7.6.1拉曼光谱原理
7.6.2拉曼光谱的优点及其应用
7.6.3傅里叶变换拉曼光谱仪
参考文献
第8章谱图综合解析
8.1综合解析一维核磁共振谱和其他谱罔的步骤
8.2确定未知物所含官能团（或结构单元）
8.2.1取代苯环
8.2.2正构长链烷基
8.2.3醇和酚
8.2.4羰基化合物
8.3以二维核磁共振谱为主体推导有机化合物结构
8.3.1最常用的以二维核磁共振谱为主体推导有机化合物结构的方法
8.3.2以2D INADEQUATE为核心推导束知物结构
8.4推导结构或谱图指认举例
第9章谱学方法测定构型、构象
9.1核磁共振方法
9.1.1化学位移
9.1.2耦合常数
9.1.3NOE—
9.2质谱法
9.2.1电子轰击电离源
9.2.2软电离技术
9.2.3反应质谱
9.3红外光谱和拉曼光谱法
参考文献
附录
附录1用乘积算符分析脉冲序列的原理
附录2常见官能团红外吸收特征频率
Subject Index（spectroscopic methods and theories）
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| 內容試閱：
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第1章 核磁共振概论
1945年，以布洛赫(Bloch)和珀塞耳(Purcell)为首的两个小组几乎同时发现了核磁共振(nuclear magnetic resonance，NMR)现象。他们二人因此获得1952年诺贝尔物理学奖。今天核磁共振已成为鉴定有机化合物结构及研究化学动力学等极为重要的方法，在有机化学、生物化学、药物化学、物理化学、无机化学及多种工业部门中得到广泛应用。
1.1核磁共振基本原理
1.1.1原子核的磁矩核磁共振的研究对象为具有磁矩的原子核。原子核是带正电荷的粒子，其自旋运动将产生磁矩，但并非所有同位素的原子核都有自旋运动，只有存在自旋运动的原子核才具有磁矩。
原子核的自旋运动与自旋量子数I相关。I=0的原子核没有自旋运动。I≠0的原子核有自旋运动。
原子核可按I的数值分为以下三类：
(1) 中子数、质子数均为偶数，则I=0，如12C、16O、32S等。
(2) 中子数与质子数其一为偶数，另一为奇数，则I为半整数，如
I=1/2:1H、13C、15N、19F、31P、77Se、113Cd、119Sn、195Pt、199Hg等；
I=3/2:7Li、9Be、11B、23Na、33S、35Cl、37Cl、39K、63Cu、65Cu、79Br、81Br等；
I=5/2:17O、25Mg、27Al、55Mn、67Zn等；
I=7/2、9/2等。
(3) 中子数、质子数均为奇数，则I为整数，如2H、6Li、14N等，I=1；58Co，I=2；10B，I=3。
由上述可知，只有(2)、(3)类原子核是核磁共振研究的对象。它们又分为以下两种情况：
(1) I=1／2的原子核。电荷均匀分布于原子核表面，这样的原子核不具有电四极矩，核磁共振的谱线窄，最宜于核磁共振检测。
(2) I＞1／2的原子核。电荷在原子核表面呈非均匀分布，可用图1-1表示。
对于图1-1(a)或(b)所示的原子核，我们可考虑为在电荷均匀分布的基础上加一对电偶极矩。对图1-1(a)所示原子核来说，“两极”正电荷密度加大，表面电荷分布是不均匀的。若改变球体形状，使表面电荷密度相等，则圆球变为纵向延伸的椭球。按照电四极矩公式：
Q=25Z(b2-a2)(1-1)
式中，b和a分别为椭球纵向和横向半径；Z为球体所带电荷。因此，图1-1(a)所示的原子核具有正的电四极矩。同理可知图1-1(b)所示的原子核具有负的电四极矩。
凡具有电四极矩(无论是正值或负值)的原子核都具有特有的弛豫(relaxation)机制，常导致核磁共振的谱线加宽，这对于核磁共振信号的检测是不利的。
当原子核自旋量子数I≠0时，它具有自旋角动量P ，式中，h为普朗克常量h＝h/2π。
具有自旋角动量的原子核也具有磁矩μ，μ与P之间存在下列关系：
μ=γP(1-3)
γ称为磁旋比(magnetogyric ratio)，有时也称为旋磁比(gyromagnetic ratio)。γ是原子核的重要属性。
1.1.2核动量矩及磁矩的空间量子化
当空间存在静磁场，且其磁力线沿z轴方向时，根据量子力学原则，原子核自旋角动量在z轴上的投影只能取一些不连续的数值：
Pz=m(1-4)
式中，m为原子核的磁量子数，m=I，I-1， ，-I.与此相应，原子核磁矩在z轴上的投影：
μz=γPz=γmh(1-5)
磁矩和磁场的相互作用能
E=-μ?B0=-μzhB0(1-6)将式(1-5)代入式（1-6），则有
E=-γmhB0(1-7)
式中，B0为静磁感强度。
原子核不同能级之间的能量差则为
ΔE=-γΔmhB0(1-8)
由量子力学的选律可知，只有Δm=±1的跃迁才是允许的，因此相邻能级之间发生跃迁所对应的能量差为
ΔE=γhB0(1-9)
另一方面，m=I，I-1， ，-I，即核磁矩共有2I+1个取向，再利用式(1-6)，可得出相邻能级之间的能量差为
ΔE=μzB0I(1-10)
当用式(1-10)时，μz表示μ在z轴上最大的投影。
1.1.3核磁共振的产生
在静磁场中，具有磁矩的原子核存在着不同能级。此时，如运用某一特定频率的电磁波来照射样品，并使该电磁波满足式(1-8)，原子核即可进行能级之间的跃迁，这就是核磁共振。当然，跃迁时必须满足选律，即Δm=±1。因此，产生核磁共振的条件为
hν=γhB0
ν=γB02π(1-11)
B0中进动式中，ν为该电磁波频率，其相应的圆频率为
ω=2πν=γB0(1-12)
也可以从另一角度来讨论核磁共振现象。在静磁场中，原子核绕其自旋轴旋转(自旋轴与核磁矩μ方向一致)，而自旋轴又与静磁场保持某一夹角θ而绕静磁场进动(precession)，或称为拉莫尔(Larmor)进动，如图1-3所示。陀螺在重力场中的进动可帮助读者了解进动现象。
进动频率ωL由式(1-13)决定：
ωL=γB0(1-13)
进动的方向则由γ的符号决定。
设想在垂直于B0的平面上加一个线偏振交变磁场，其圆频率等于ωL。线偏振交变磁场可以分解为旋转方向相反的两个圆偏振磁场。其中一个旋转磁场与核进动方向相反，它与核磁矩作用的时间很短，其作用可以忽略；另一个旋转磁场与核进动方向相同(且同频率)，电磁波的能量传递给原子核，产生了原子核的能级跃迁(改变进动夹角θ)，此亦即核磁共振。
表1-1列出了各种有磁矩原子核的核磁共振参数：天然丰度、自旋量子数、电四极矩、共振频率、检测时的相对灵敏度等。表1-1各种有磁矩原子核的核磁共振参数［1］同位素共振频率*/MHz天然丰度/%相对灵敏度（以相同数目的核计算）固定磁场固定频率磁矩μ(乘以核磁子eh/4πmc）自旋量子数I电四极矩。
1.1.4连续波核磁共振谱仪
为满足发生核磁共振的条件，即式(1-11)，有两种方式：①固定静磁感强度B0，扫描电磁波频率ν；②固定电磁波频率ν，扫描静磁感强度B0。这两种方式均为连续扫描方式，其相应的仪器称为连续波(continuous wave)核磁共振谱仪。一般的连续波核磁共振谱仪均可分别用这两种方式作图。
磁感强度的建立是采用电磁铁或永久磁铁。因此，核磁共振谱仪可分为电磁铁型谱仪和永久磁铁型谱仪。
随着脉冲-傅里叶变换核磁共振波谱仪的兴起，连续波谱仪已被其取代。
1.2化学位移
1950年普罗克特(Proctor)和当时旅美学者虞福春研究硝酸铵的14N核磁共振时，发现硝酸铵的共振谱线为两条。显然，这两条谱线分别对应硝酸铵中的铵离子和硝酸根离子，即核磁共振信号可反映同一种原子核的不同化学环境。
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