现代有机分析课程教学中的数据处理简

现代有机分析课程教学中的数据处理

杜俊平 ， 绪连彩 ， 梁新 ， 方少明

(郑州轻工业学院 材料与化学工程学院 ， 河南 郑州450002)

摘要：数据处理方法的掌握是现代有机分析课程教学的重要目标之一。针对目前该课程教学中数据处理方法的缺失，适时地进行了数据处理方法讲授。详细讲述了核磁共振数据处理软件NUTS的使用方法，并对红外和紫外吸收光谱、波谱等的数据处理方法进行了讲述，提高了学生解决实际问题的能力，收到了良好的效果。

关键词：

中图分类号：G642.4文献标识码：B

收稿日期：2014-10-27

基金项目：郑州轻工业学院博士启动

作者简介：杜俊平(1981-)，女，博士，副教授，从事研究生有机分析课程教学、有机光电功能材料研究工作，电话：(0371)63556510。

现代有机分析是高等学校化学、应用化学、制药工程、环境工程等专业必修的一门专业选修课。主要讲述核磁共振波谱(NMR)、质谱(MS)、红外吸收光谱(IR)、紫外吸收光谱(UV)等的仪器结构、工作原理、样品制备与测试和图谱解析的相关知识。与传统分析方法相比，现代有机分析方法具有快速、简便、准确、微量等优点，是目前物质结构分析首选的方法，广泛应用于化学、化工、生物、医药、环境、材料、食品、卫生等领域，因而在以化学为基础的很多专业占据非常重要的地位。所以，讲授好现代有机分析这门课显得尤为重要。

现代有机分析课程具有广泛的适用性及专业密切结合的特色性。与其它理论课程不同，培养学生应用该课程知识解决相关实际问题的能力应是本课程教学的首要教学目标。通过本课程的学习应达到下列目标：①了解不同分析仪器的基本结构及工作原理；②掌握针对不同分析目的样品的制备及测试方法；③掌握数据处理方法，对测试数据进行正确的处理，以得到相关图谱；④熟练完成各种图谱的解析，给出样品的正确结构信息。综上可知，数据处理是现代有机分析技术中必不可少的环节，然而目前相关的现代有机分析教材及课程教学中很少提及此内容。为此，我们在教学内容中，针对不同的分析方法，适当地穿插了对应的数据处理方法，尤其是针对核磁共振波谱法，详细讲述了数据处理软件NUTS的使用方法，并对其它核磁处理软件做了简单介绍；收到了良好的效果，受到了学生的好评。

1核磁共振波谱的数据处理

在已经了解了核磁共振的基本原理、仪器结构，掌握了核磁谱图解析的基础上指出，通过核磁仪器测试，并不能直接给出我们前面所讲的核磁共振波谱，而是一个由多个文件构成的文件夹。核磁共振波谱图需要专业的软件对数据进行处理才能得到。常用的软件有NUTS、MestRe-C、Gifa等。NUTS可以处理一维及二维核磁数据，其功能包括傅里叶变换、相位校正、差谱、模拟谱、匀场练习等几乎所有核磁仪器操作软件的功能，对计算机操作系统要求不高，应用比较广泛。MestRe-C是处理一维、二维核磁数据的免费软件，功能完善；Gifa可以处理一至三维核磁数据，为运行在LINUX操作系统中X-Window上的免费软件。通过对几种软件进行对比，对NUTS软件进行了详细地讲解，并简单介绍了另外两种软件的使用方法。给出核磁测试结果，让学生在课堂上运用NUTS软件对数据进行处理，大家共同讨论了处理所得核磁谱图的优劣，加深了学生的印象。

插入核磁数据处理内容有利于学生的理解，而且通过直接给出学生问题的方式，容易引起学生的学习兴趣，获得较好的学习效果。通过核磁数据处理软件的学习，使学生具备了独自完成从样品制备到图谱解析整个核磁测试过程，提高了学生动手解决问题的能力，为学生的进一步发展奠定了坚实的基础。

2紫外和红外吸收光谱的数据处理

由于紫外吸收光谱和红外吸收光谱数据的类似性，既可以保存文本文档，也可通过相同的软件进行处理。我们适时地插入了紫外和红外测试数据的处理方法。尽管仪器的操作软件可以直接查看样品的紫外吸收光谱和红外吸收光谱，但是不同规格仪器的操作软件大都不相同，谱图的查看严格依赖于仪器的操作软件，不利于测试结果的共享和展示。因此，将测试结果保存为可以进一步处理的数据，并用专业的软件对数据进行处理，获得符合要求图片对论文发表或结果展示至关重要。在测试过程中，可以将红外和紫外吸收光谱同时保存为文本文档，运用作图软件Excel或Oringin等作图软件对数据进行处理，得到符合要求的图谱。

Excel是个人电脑普及以来用途最广泛的办公软件之一，也是Microsoft Windows平台下最成功的应用软件之一。Oringin作图软件是公认的简单易学、操作灵活、功能强大的软件。除了紫外和红外吸收光谱图的制备，这两种数据处理软件在学生未来的工作中也有着广泛的应用，是科学作图的重要基础和组成部分。通过这两种数据处理软件的详细讲解，使学生掌握了文本文档数据处理的一般方法，尤其是能够独立作出漂亮的紫外和红外吸收谱图，更好地完成了现代有机分析的教学任务。

3质谱的数据处理

质谱仪给出的测试结果直接为质谱图，可以通过打印或者保存为图片的方式保存，无需对数据进行进一步处理。

4结论与展望

随着科学技术的不断发展，尤其是各种新的有机分析技术的不断涌现，对老师和学生都提出了与时俱进的新要求，我们的教材和教学方法也必将随着时代的需求而不断更新和变革。在现代有机分析课程中适时地增加数据处理方面的内容，使学生对现代有机分析方法和技术有一个全面的了解，并通过图像的完整绘制增强学生的自豪感和荣誉感，提高学生独立解决实际问题的能力，提高毕业生就业的适应性和竞争力，希望能对我们未来现代有机分析的教学工作改革提提供新的思路和方法。