安徽思成儀器技術(shù)有限公司
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一、基本原理一、基本原理 二、紅外光譜儀及樣品制備技術(shù) 二、紅外光譜儀及樣品制備技術(shù) 三、影響振動(dòng)頻率的因素 三、影響振動(dòng)頻率的因素 四、各類有機(jī)化合物的紅外特征吸收 四、各類有機(jī)化合物的紅外特征吸收 五、紅外譜圖解析及應(yīng)用 五、紅外譜圖解析及應(yīng)用 一、基本原理1.1 近紅外、中紅外和遠(yuǎn)紅外 波段名稱 波長(zhǎng) 波數(shù)(cm-1 近紅外0.75—2.5 13300-4000 中紅外 2.5-25 4000-400 遠(yuǎn)紅外 25-1000 400-10 1.2 紅外光譜的產(chǎn)生: 用頻率4000~400cm -1 (波長(zhǎng)2.5~25m)的光波照射樣品, 引起分子內(nèi)振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)躍遷所產(chǎn)生的吸收光譜。 1.3波長(zhǎng)和波數(shù) 電磁波的波長(zhǎng)( )、頻率(v)、能量(E)之間的關(guān)系: 橫坐標(biāo):波數(shù)()400~4000 cm -1 ;表示吸收峰的位置。 縱坐標(biāo):透過(guò)率(T%),表示吸收強(qiáng)度。 T越小紅外光譜圖解析步驟,吸收越好,曲線低谷表示是一個(gè)好的吸收帶。 1.4紅外光譜的表示方法 1.5分子振動(dòng)與紅外光譜 1.5.1 分子的振動(dòng)方式:伸縮振動(dòng),彎曲振動(dòng) (1)伸縮振動(dòng): 沿軸振動(dòng),只改變鍵長(zhǎng),不改變鍵角 (2853cm -1 (2926cm -1 剪式振動(dòng)(δs)面內(nèi)搖擺振動(dòng)(ρ) 彎曲振動(dòng)只改變鍵角,不改變鍵長(zhǎng)同一鍵型: 面內(nèi)彎曲振動(dòng)的頻率大于面外彎曲振動(dòng)的頻率。
vv vvss 以上振動(dòng)產(chǎn)生的吸收峰叫基頻峰。以上振動(dòng)產(chǎn)生的吸收峰叫基頻峰。 基頻峰:基頻峰:分子吸收光子后從一個(gè)能級(jí)躍遷到相鄰的 分子吸收光子后從一個(gè)能級(jí)躍遷到相鄰的 高一能級(jí)產(chǎn)生的吸收。 高一能級(jí)產(chǎn)生的吸收。 倍頻峰:倍頻峰:指指 22的振動(dòng)吸收帶,出現(xiàn)在強(qiáng)的基頻 的振動(dòng)吸收帶,出現(xiàn)在強(qiáng)的基頻 峰的大約 峰的大約22倍處 (實(shí)際比兩倍低實(shí)際比兩倍低))。一般為弱吸收峰。 。一般為弱吸收峰。 羰基伸縮振動(dòng)頻率在 羰基伸縮振動(dòng)頻率在1715cm 1715cm --11 左右,在 左右,在3400cm 3400cm --11 附近 附近 倍頻峰,通常與羥基的伸縮振動(dòng)吸收峰重疊。 倍頻峰,通常與羥基的伸縮振動(dòng)吸收峰重疊。 合頻峰:出現(xiàn)在兩個(gè)或多個(gè)基頻峰之和(組頻出現(xiàn)在兩個(gè)或多個(gè)基頻峰之和(組頻 11 振動(dòng)偶合:振動(dòng)偶合: 當(dāng)分子中兩個(gè)或兩個(gè)以上相同的基團(tuán)與同一個(gè)原 當(dāng)分子中兩個(gè)或兩個(gè)以上相同的基團(tuán)與同一個(gè)原 子連接時(shí),其振動(dòng)吸收峰常發(fā)生裂分,形成雙峰,這 子連接時(shí),其振動(dòng)吸收峰常發(fā)生裂分,形成雙峰,這 種現(xiàn)象叫振動(dòng)偶合。 種現(xiàn)象叫振動(dòng)偶合。 伸縮振動(dòng)偶合、彎曲振動(dòng)偶合、伸縮與彎曲振動(dòng)偶合 伸縮振動(dòng)偶合、彎曲振動(dòng)偶合、伸縮與彎曲振動(dòng)偶合 C-H彎曲振動(dòng):1380、1370cm-1 C=O伸縮振動(dòng): 1845、1775cm -1 兩個(gè)羰基反對(duì)稱振動(dòng)的偶合譜帶 兩個(gè)羰基對(duì)稱振動(dòng)的偶合譜帶 10 Fermi Fermi(費(fèi)米)共振: (費(fèi)米)共振: 當(dāng)強(qiáng)度很弱的倍頻帶或合頻帶位于某一強(qiáng)基頻帶 當(dāng)強(qiáng)度很弱的倍頻帶或合頻帶位于某一強(qiáng)基頻帶 附近時(shí),弱的倍頻帶或合頻帶和基頻帶之間發(fā)生偶合, 附近時(shí),弱的倍頻帶或合頻帶和基頻帶之間發(fā)生偶合, 產(chǎn)生費(fèi)米共振,吸收強(qiáng)度大大加強(qiáng)。
產(chǎn)生費(fèi)米共振,吸收強(qiáng)度大大加強(qiáng)。 11 -CHO的C-H伸縮振動(dòng)2830~2695cm -1 與C-H彎曲振動(dòng) 1390cm -1 的倍頻2780cm -1 發(fā)生費(fèi)米共振,結(jié)果產(chǎn)生 2820、2720cm -1 二個(gè)吸收峰。 12 1.5.2 振動(dòng)自由度和選律 分子振動(dòng)時(shí),分子中各原子之間的相對(duì)位置稱為該分 子的振動(dòng)自由度. 分子中每一個(gè)原子都可以沿x、y、z軸方向移動(dòng),有 三個(gè)自由度。含n個(gè)原子的分子,有3n個(gè)自由度。 其中,平動(dòng)自由度:3 理論上每個(gè)振動(dòng)自由度在IR中可產(chǎn)生1個(gè)吸收峰,實(shí)際上IR光譜中的峰數(shù)少于基本振動(dòng)自由度。 13 轉(zhuǎn)動(dòng) 平動(dòng) 14 峰數(shù)目減少的原因: IR選律:只有偶極矩(μ)發(fā)生變化的振動(dòng),才能有 紅外吸收。 吸收峰太弱,檢測(cè)不出來(lái)15 例:二氧化碳的 例:二氧化碳的IR IR光譜 光譜 對(duì)稱伸縮振動(dòng)對(duì)稱伸縮振動(dòng) 反對(duì)稱伸縮振動(dòng) 反對(duì)稱伸縮振動(dòng) 面內(nèi)彎曲振動(dòng) 面內(nèi)彎曲振動(dòng) 面外彎曲振動(dòng) 面外彎曲振動(dòng) 不產(chǎn)生吸收峰 不產(chǎn)生吸收峰 2349 667 667 2349 667 667 因此 因此O=C=O IR光譜只有光譜只有 和和667cm 667cm --1 二個(gè)吸收峰二個(gè)吸收峰 16 O有3種振動(dòng)形式,相應(yīng)的呈現(xiàn)3個(gè)吸收譜帶。
17 結(jié)論: 只有引起分子偶極矩發(fā)生變化的振動(dòng)才能產(chǎn)生紅外吸收光譜。 紅外輻射光的頻率與分子振動(dòng)的頻率相等,才能發(fā)生振動(dòng)能級(jí)躍遷,產(chǎn)生吸收吸收光譜。 產(chǎn)生紅外光譜的必要條件是: 18 1.6 IR光譜得到的結(jié)構(gòu)信息 峰強(qiáng):吸收峰的強(qiáng)度vs (very strong), (weak),vw (very weak), sh(sharp) 峰形:吸收峰的形狀(尖峰、寬峰、肩峰) 19 分子內(nèi)各種官能團(tuán)的特征吸收峰只出現(xiàn)在紅外光波譜的一定范圍,如:C=O的伸縮振動(dòng)一般在1700 cm-1左右。 1650cm -1 1715cm -1 1780cm -1 吸電子效應(yīng):高波數(shù)移動(dòng);推電子效應(yīng):低波數(shù)移動(dòng) 20 峰的強(qiáng)度取決于分子振動(dòng)時(shí)偶極矩的變化。偶極矩的變化越小,譜帶強(qiáng)度越弱。 極性大的基團(tuán),吸收強(qiáng)度大。極性大的基團(tuán),吸收強(qiáng)度大。 使基團(tuán)極性降低的誘導(dǎo)效應(yīng),吸收強(qiáng)度減小,使基團(tuán)極性降低的誘導(dǎo)效應(yīng),吸收強(qiáng)度減小, 使基團(tuán)極性增大的誘導(dǎo)效應(yīng),吸收強(qiáng)度增加。 使基團(tuán)極性增大的誘導(dǎo)效應(yīng),吸收強(qiáng)度增加。 共軛效應(yīng)使共軛效應(yīng)使ππ電子離域程度增大,極化度增大,吸收強(qiáng)度增加 電子離域程度增大,極化度增大,吸收強(qiáng)度增加.. 形成氫鍵使振動(dòng)吸收峰變強(qiáng)變寬。
形成氫鍵使振動(dòng)吸收峰變強(qiáng)變寬。 振動(dòng)耦合使吸收增大。振動(dòng)耦合使吸收增大。 費(fèi)米振動(dòng)使倍頻或組頻的吸收強(qiáng)度顯著增加。費(fèi)米振動(dòng)使倍頻或組頻的吸收強(qiáng)度顯著增加。 21 不同基團(tuán)可能在同一頻率范圍內(nèi)都有紅外吸收,如-OH、-NH的伸縮振動(dòng)峰都在 cm -1, 者峰形狀有顯著不同。峰形的不同有助于官能團(tuán)的鑒別。 22 二、紅外光譜儀及樣品制備技術(shù) 二、紅外光譜儀及樣品制備技術(shù) 色散型紅外光譜儀色散型紅外光譜儀 傅立葉變換紅外光譜儀(傅立葉變換紅外光譜儀(FT FT--IR IR)) 紅外樣品的制備紅外樣品的制備 23 2.1 2.1 色散型紅外光譜儀 色散型紅外光譜儀 24 2.2 Fourier 2.2 Fourier變換紅外光譜儀 變換紅外光譜儀(FT (FT--IR IR儀儀) 儀器組成及工作原理由光源(硅碳棒、高壓汞燈)、Michellson干涉儀、 檢測(cè)器、計(jì)算機(jī)和記錄儀組成。 25 邁克遜干涉儀 干涉圖 干涉圖 26 FI-IR光譜中背景峰(水、CO )的扣除:背景干涉圖 樣品干涉圖 27 FTIR FTIR光譜儀的優(yōu)點(diǎn) 光譜儀的優(yōu)點(diǎn) 信號(hào)累加信號(hào)累加,,信噪比提高 信噪比提高((可達(dá) 可達(dá)60 60::11))。
。 檢測(cè)靈敏度高檢測(cè)靈敏度高,,樣品量減少 樣品量減少。。 波數(shù)精度高波數(shù)精度高,,分辨率可達(dá) 分辨率可達(dá)00..05 05cm cm --11 測(cè)量頻率范圍寬測(cè)量頻率范圍寬,,可達(dá)到 可達(dá)到~~66cm cm --11 掃描速度快掃描速度快((幾十次 幾十次//秒秒)),,可跟蹤反應(yīng)歷程 可跟蹤反應(yīng)歷程,,作反 應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究,,并可與 并可與GC GC、、LC LC聯(lián)用 聯(lián)用。。 對(duì)溫度對(duì)溫度、、濕度要求不高 濕度要求不高。。 光學(xué)部件簡(jiǎn)單光學(xué)部件簡(jiǎn)單,,只有一個(gè)動(dòng)鏡在運(yùn)動(dòng) 只有一個(gè)動(dòng)鏡在運(yùn)動(dòng), ,不易磨損 不易磨損。。 28 2.3 2.3 紅外光譜的測(cè)定方法 紅外光譜的測(cè)定方法 11.. 對(duì)樣品的要求 對(duì)樣品的要求 單一組分的純物質(zhì),純度應(yīng)>98%,便于與純化合物的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)照。 試樣要干燥無(wú)水。水本身有紅外吸收,不僅嚴(yán)重干擾樣品譜,還會(huì)侵蝕吸收池的鹽窗。 樣品的濃度和測(cè)試厚度應(yīng)選擇適當(dāng),以使光譜圖中的大多數(shù)吸收峰的透射比處于10%~80%范圍內(nèi)。 29 固體樣品的制備a.壓片法: 將1~2mg固體試樣與200mg純KBr研細(xì)混合, 研磨到粒度小于2μ m,在油壓機(jī)上壓成透明薄片, 即可用于測(cè)定。
b.糊狀法: 研細(xì)的固體粉末和石蠟油調(diào)成糊狀,涂在兩鹽 窗上,進(jìn)行測(cè)試,此法可消除水峰的干擾。 液體石蠟本身有紅外吸收,此法不能用來(lái)研究 飽和烷烴的紅外吸收。 2.制樣方法制樣方法 30 對(duì)沸點(diǎn)較高的液體,直接滴在兩塊鹽片之間,形成沒(méi)有氣泡的毛細(xì)厚度液膜,然后用夾具固定紅外光譜圖解析步驟,放入儀器 光路中進(jìn)行測(cè)試。 液體吸收池法對(duì)于低沸點(diǎn)液體樣品和定量分析,要用固定密封液體 池。制樣時(shí)液體池傾斜放置,樣品從下口注入,直至 液體被充滿為止,用聚四氟乙烯塞子依次堵塞池的入 口和出口,進(jìn)行測(cè)試。 31 氣態(tài)樣品的制備氣態(tài)樣品一般都灌注于氣體吸收池內(nèi)進(jìn)行測(cè)試。 32 三、影響振動(dòng)頻率的因素 1、鍵力常數(shù)k和原子質(zhì)量的影響 對(duì)于A-H(A=C、N、O)鍵的伸縮振動(dòng): 單一粒子的簡(jiǎn)諧振動(dòng) —化學(xué)鍵的力常數(shù),單位為N.cm-133 振動(dòng)方程式(Hooke定律) cm-1 —折合質(zhì)量,單位為g一般成鍵雙原子的伸縮振動(dòng): 34 結(jié)論 結(jié)論:: 化學(xué)鍵的力常數(shù) 化學(xué)鍵的力常數(shù)kk越大,原子的折合質(zhì)量越小, 越大,原子的折合質(zhì)量越小, 振動(dòng)頻率越大,吸收峰將出現(xiàn)在高波數(shù)區(qū);反 振動(dòng)頻率越大,吸收峰將出現(xiàn)在高波數(shù)區(qū);反 之,出現(xiàn)在低波數(shù)區(qū)。
之,出現(xiàn)在低波數(shù)區(qū)。 35 化學(xué) (KJmol -1 力常數(shù)k(N.cm -1 波數(shù)范圍(cm -1 0.154347.3 4.5 700~1200 0.134610.9 9.6 1620~1680 0.116836.8 15.6 2100~2600 OHNHCHCHCHCNCCCOCCCOCC/N.cm -1 7.76.45.95.14.817.715.612.19.65.44.5 一些常見(jiàn)化學(xué)鍵的力常數(shù)如下表所示: 力常數(shù)k:與鍵長(zhǎng)、鍵能有關(guān) 36kk值值 對(duì)單鍵而言, 對(duì)單鍵而言,kk一般為 一般為5510 10 55 dyn/cm dyn/cm 對(duì)雙鍵而言, 對(duì)雙鍵而言,kk一般為 一般為10 10 10 10 55 dyn/cm dyn/cm 對(duì)三鍵而言, 對(duì)三鍵而言,kk一般為 一般為15 15 10 10 55 dyn/cm dyn/cm 37 折合質(zhì)量μ ,(v),紅外吸收信號(hào)將出現(xiàn)在高波數(shù)區(qū)。2800-3000cm -1 3000-3600cm -1 兩振動(dòng)原子只要有一個(gè)原子的質(zhì)量減小,μ值減小。 μ:12/13=0.92 14/15=0.93 16/17=0.94 38 X-H鍵伸縮振動(dòng)頻率(cm -1 CC--HH NN--HH OO--HH FF--HH Si Si- -HH PP--HH SS--HH Cl Cl--HH Ge Ge- -HH As--HH Se Se--HH Br Br--HH Sn Sn--HH Sb Sb--HH II--HH 從左到右,X電負(fù)性增大,K增大,波數(shù)增高; 從上到下,X電負(fù)性減小,K減小,波數(shù)減小。
39 2、電子效應(yīng) 誘導(dǎo)效應(yīng)使基團(tuán)電荷分布發(fā)生變化,從而改變了鍵的力常數(shù),使振動(dòng)頻率發(fā)生變化. 40 推電子基,C=O電荷中心向O移動(dòng),C=O極性增強(qiáng),雙鍵性降低,低頻移動(dòng); 吸電子基,C=O電荷中心向幾何中心靠近,C=O極性降低,雙鍵性增強(qiáng),高頻移動(dòng)。 41 1715cm -1 1665-1685 CH C=CH-CN 42 43 在許多情況下,誘導(dǎo)效應(yīng)和在許多情況下,誘導(dǎo)效應(yīng)和共軛效應(yīng)會(huì)同時(shí)存在 共軛效應(yīng)會(huì)同時(shí)存在:: RCOORRCOOR RR 11 CO CO--NR NR 22 RR 11 COR COR 22 1715 ((--II 吸電子誘導(dǎo)占優(yōu)勢(shì)p-π共軛占優(yōu)勢(shì) 44 成鍵碳原子的雜化狀態(tài)CH CH CH C-H3300 45 44、空間效應(yīng):環(huán)張力和空間位阻 、空間效應(yīng):環(huán)張力和空間位阻 環(huán)張力環(huán)張力 環(huán)張力大:環(huán)外雙鍵加強(qiáng),吸收頻率增大;環(huán)內(nèi)雙鍵減弱,吸收頻率減小。
CH 1750 46 1815 47 空間位阻(降低共軛程度,向高頻移動(dòng))空間位阻(降低共軛程度,向高頻移動(dòng)) 48 Br1730 Br1742 α-鹵代酮規(guī)律(甾體類化合物中常見(jiàn)) 49 66、氫鍵效應(yīng)(醇、酚、胺、羧酸類) 、氫鍵效應(yīng)(醇、酚、胺、羧酸類) 吸收峰向低波數(shù)移動(dòng);峰型變寬;吸收強(qiáng)度加強(qiáng)。吸收峰向低波數(shù)移動(dòng);峰型變寬;吸收強(qiáng)度加強(qiáng)。 醇羥基: 游離態(tài) 二聚體 3600~3640cm-1 3500~3600cm -1 3200~3400cm -1 5051 固體或液體羧酸,一般以二聚體形式存在。 固體或液體羧酸,一般以二聚體形式存在。 RCO RCO 22 游離態(tài)游離態(tài) 二聚體 二聚體 vv cmcm --1 1750~~ vv OH OH cm cm --1 3300~~ 52 物態(tài)變化的影響一般,同種物質(zhì): 氣態(tài)的特征頻率較高,液態(tài)和固態(tài)較低。 丙酮: vC=O(氣)=1738 cm-1, vC=O(液)=1715 cm-1。
溶劑也會(huì)影響吸收頻率。 53 四、各類有機(jī)化合物的紅外特征吸收 紅外光譜的分區(qū) 紅外光譜的分區(qū) 兩個(gè)區(qū) 4000-1500cm-1 :官能團(tuán)區(qū) 官能團(tuán)的特征吸收峰,吸收峰較少,容易辨認(rèn)。 1500-400cm-1 :指紋區(qū) C-C、C-N、C-O 等單鍵伸縮振動(dòng)和各種彎曲 振動(dòng)的吸收峰。 特點(diǎn)是譜帶密集、難以辨認(rèn)。 54 四個(gè)區(qū) 四個(gè)區(qū) 00cm 2500cm --11 X--HH單鍵的伸縮振動(dòng)區(qū) 單鍵的伸縮振動(dòng)區(qū) --cm cm --11 叁鍵和累積雙鍵伸縮振動(dòng)區(qū)叁鍵和累積雙鍵伸縮振動(dòng)區(qū) --cm cm --11 雙鍵伸縮振動(dòng)區(qū)雙鍵伸縮振動(dòng)區(qū) --600cm 600cm --11 彎曲振動(dòng),彎曲振動(dòng),C C--CC、、CC--OO、、CC--NN等伸縮振動(dòng)。 等伸縮振動(dòng)。 55 八個(gè)峰區(qū) 56 峰區(qū)(4000-2500cm -1 X-H伸縮振動(dòng)吸收范圍。X代表O、N、C、S, 對(duì)應(yīng)醇、酚、羧酸、胺、亞胺、炔烴、烯烴、芳烴 及飽和烴類的O-H、N-H、C-H 伸縮振動(dòng)。 O-H醇與酚:游離態(tài):3640~3610cm -1 ,峰形尖銳。
締合態(tài):3300cm -1 羧酸:3300~2500cm-1 ,中心約3000cm -1 ,譜帶寬 57 N-H胺類:游離——3500~3300cm -1 締合——吸收位置降低約100cm -1 伯胺:3500,3400cm-1,(吸收強(qiáng)度比羥基弱) 仲胺:3400cm-1(吸收峰比羥基要尖銳) 叔胺:無(wú)吸收 酰胺:伯酰胺:3350,3150cm -1 附近出現(xiàn)雙峰 仲酰胺:3200cm -1 附近出現(xiàn)一條譜帶 叔酰胺:無(wú)吸收 58 C-H烴類:3300~2700 cm -1 范圍,3000 cm -1 是分界線。 不飽和碳(三鍵、雙鍵及苯環(huán))>3000 cm -1 飽和碳(除三元環(huán)外)<3000 cm -1 炔烴:~3300 cm -1 ,峰很尖銳 烯烴、芳烴:3100~3000 cm -1 59 飽和烴基:3000~2700 cm-1,兩個(gè)峰 -CH3:v ~2870cm-1(m) -CH2-:v ~2850cm-1(s) >CH-:~2890 cm-1 醛基:2850~2720 cm -1 ,兩個(gè)吸收峰 C-H伸縮振動(dòng)與C-H彎曲振動(dòng)(約1390cm-1)倍頻 產(chǎn)生Fermi共振。
巰基:2600~2500 cm -1 ,譜帶尖銳,容易識(shí)別 60 第二峰區(qū)(2500-2000 cm -1 譜帶為中等強(qiáng)度吸收或弱吸收。干擾少,容易識(shí)別。 :2280~2100cm-1 乙炔及全對(duì)稱雙取代炔在紅外光譜中觀測(cè)不到。 CN:2250~2240cm-1,譜帶較CC 與苯環(huán)或雙鍵共軛,向低波數(shù)移動(dòng)20~30cm-161 第三峰區(qū)(2000-1500cm -1 1900~1650cm-1 ,峰尖銳,強(qiáng)吸收峰。 變化規(guī)律: 62 吸收位于波數(shù)端,特征,無(wú)干擾。酸酐: 兩個(gè)羰基振動(dòng)偶合產(chǎn)生雙峰,波長(zhǎng)位移60~80 cm -1 酯:脂肪酯:~1735cm -1 不飽和酸酯或苯甲酸酯--低波數(shù)位移約20 cm -1 羧酸:~1720 cm -1 若在3000 cm -1 出現(xiàn)強(qiáng)、寬吸收,可確認(rèn)羧基存在。 63 在2850~2720cm -1 吸收,出現(xiàn)1~2條譜帶,結(jié)合此峰,可判斷醛基存在。 酮:的特征吸收帶 酰胺:1690~1630 cm -1 ,締合態(tài)約1650 cm -1 常出現(xiàn)3個(gè)特征帶:酰胺、、帶 伯酰胺:~1690 cm -1 1640cm -1 (氫鍵締合) 仲酰胺:~1680 cm -1 1530cm -1 (,N-H彎曲), 1260 cm -1 (,C-N伸縮) 叔酰胺:~1650 cm -1 64 1670~1600cm -1 ,強(qiáng)度中等或較低 烯烴:1680~1610 cm -1 芳環(huán)骨架振動(dòng):苯環(huán)、吡啶環(huán)及其它芳環(huán) 1650~1450 cm -1 范圍 苯:~1600,1580,1500,1450cm -1 吡啶:~1600,1570,1500,1435 cm -1 呋喃:~1600,1500,1400 cm -1 喹啉:~1620,1596,1571,1470 cm -1 65 硝基、亞硝基化合物:強(qiáng)吸收 脂肪族:v 1580~1540cm -1 1380~1340cm -1 芳香族:v 1550~1500cm -1 1360~1290cm -1 亞硝基:1600~1500 cm -1 胺類化合物:-NH2位于1640~1560 cm -1 吸收帶(彎曲振動(dòng))。
66 第四峰區(qū): 指紋區(qū)(1500~600 cm -1 C-H彎曲振動(dòng) 烷烴: -CH 約1450cm -1 1380cm -1 -CH(CH 1380cm -1 、1370 cm -1 (振動(dòng)偶合) -C(CH 1390cm -1 、1370cm -1 (振動(dòng)偶合) >CH-1340 cm -1 (不特征) 67 烯烴: 面內(nèi):1420~1300 cm -1 ,不特征 面外:1000~670 cm -1 ,容易識(shí)別,可用于判斷 取代情況。(P229) 68 69 苯:910~670 cm -1 一取代:770~730 cm-1,710~690 cm -1 二取代:鄰:770~735 cm -1 對(duì):860~800 cm -1 間:900~800 cm -1 ,810~750 cm -1 725~680cm -1 面內(nèi):1250~950cm-1范圍,應(yīng)用價(jià)值小 面外:910~650 cm-1,可判斷取代基的相對(duì)位置 (P230) 70 Ar Ar- -HH 71 醇、酚:1250~1000 cm -1 ,強(qiáng)吸收帶 酚:~1200 cm -1 伯醇:1050 cm -1 仲醇:1100 cm -1 叔醇:1150 cm -1 醚:C-O-C伸縮振動(dòng)位于1250~1050 cm -1 C-O伸縮振動(dòng) 1300~1000 cm -1 72 酯:C-O-C 伸縮振動(dòng),1300~1050 cm -1 條譜帶,強(qiáng)吸收酸酐:C-O-C 伸縮振動(dòng),1300~1050 cm -1 :對(duì)稱伸縮振動(dòng),1400~1300cm -1 脂肪族:1380~1340 cm -1 芳香族:1360~1284 cm -1 73 COOH,COO :羧酸二聚體在約1420cm -1 ,1300~ 1200 cm -1 處出現(xiàn)兩條強(qiáng)吸收帶。
(O-H面外彎曲振動(dòng)與C-O伸縮振動(dòng)偶合產(chǎn)生) NH :面內(nèi)彎曲:1650~1500cm -1 面外彎曲:900~650 cm -1 【CH 800~700cm -1 ,平面搖擺,弱吸收帶 785-770743-734 729-726 725-722 74 五、紅外譜圖解析及應(yīng)用 化合物的鑒定: 鑒定已知化合物: 1.觀察特征頻率區(qū):判斷官能團(tuán),以確定所屬化 合物的類型。 2.觀察指紋區(qū):進(jìn)一步確定基團(tuán)的結(jié)合方式。 3.對(duì)照標(biāo)準(zhǔn)譜圖驗(yàn)證。 75 1.計(jì)算不飽和度 2.官能團(tuán)的確定( >1500 cm -1 3.指紋區(qū)確定細(xì)節(jié)(1500~600cm -1 綜合以上分析提出化合物的可能結(jié)構(gòu)紅外譜圖解析的基本步驟: 紅外譜解析要點(diǎn)及注意事項(xiàng) 1.紅外吸收譜的三要素(位置、強(qiáng)度、峰形) 2.同一基團(tuán)的幾種振動(dòng)的相關(guān)峰是否同時(shí)存在 76 1.烷烴: 2853~2962cm-1 1460cm-1 、1380cm -1 C—H(—CH 723cm-1 C—H[—(CH 吸收峰將出現(xiàn)在734~743cm-1 772.烯烴 3030cm-1 =C—H伸縮振動(dòng); 1625cm-1 C=C伸縮振動(dòng); )面內(nèi)彎曲振動(dòng);78 =C-H的平面彎曲振動(dòng)吸收峰位置: 順式:700cm -1 79=C-H的平面彎曲振動(dòng)吸收峰位置: 反式:965cm -1 8081 例:未知物分子式為C 16,其紅外圖譜如下圖 所示,試推其結(jié)構(gòu)。
C=C伸縮振動(dòng)C-H彎曲振動(dòng) 910的倍頻 CH 82解:不飽和度為1,具有一個(gè)烯基或一個(gè)環(huán)。 3079cm-1 處有吸收峰,存在與不飽和碳相連的氫,該 化合物為烯; 在1642cm-1 處有C=C伸縮振動(dòng)吸收,證實(shí)烯基存在。 910、993cm-1 處C-H彎曲振動(dòng)吸收說(shuō)明該化合物有端 乙烯基;1823cm -1 的吸收是910吸收的倍頻; 2928、1462cm-1 的較強(qiáng)吸收和2951、1379cm -1 的較弱 吸收知未知物CH 未知物為正構(gòu)端取代乙烯,即1-辛稀。素材和資料部分來(lái)自 素材和資料部分來(lái)自 網(wǎng)絡(luò),如有幫助請(qǐng)下載 網(wǎng)絡(luò),如有幫助請(qǐng)下載!!
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