第八章 红外光谱分析法3

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红外光谱分析法3

红外光谱分析法3

羧酸化合物红外谱图
E 酸酐(P183)
酸酐羰基伸缩振动有对称和不对称两种方式, 酸酐羰基伸缩振动有对称和不对称两种方式,都产 生强吸收。所以在1810cm-1 及1760cm-1附近可以看到有 生强吸收。所以在 很强的双峰。链状酸酐的两峰强度接近相等 酸酐的两峰强度接近相等, 很强的双峰。链状酸酐的两峰强度接近相等,高波数峰 稍强于低波数峰,但环状酸酐的低波数却较高波数峰强。 稍强于低波数峰,但环状酸酐的低波数却较高波数峰强。 根据这两个峰的相对强度来判断酸酐是线形的还是环状 指纹区有酸酐的C-O-C伸缩振动吸收,链状酸酐的 伸缩振动吸收, 的。指纹区有酸酐的 伸缩振动吸收 区产生强而宽的吸收峰, C-O-C在1170~1050cm-1区产生强而宽的吸收峰,而环状 在 酸酐往往在1310~1210cm-1及950~910cm-1区出现双峰。 酸酐往往在 区出现双峰。
酯类化合物红外谱图
D 羧酸(P182)
在羧酸中,羧基( 的伸缩振动, 在羧酸中,羧基(-COOH)中的 )中的>c=o的伸缩振动,O-H 的伸缩振动 伸缩振动及O-H面外弯曲振动是红外光谱中识别羧酸的三个 伸缩振动及 面外弯曲振动是红外光谱中识别羧酸的三个 重要特征频率。羧酸具有强的缔合作用, 重要特征频率。羧酸具有强的缔合作用,使>c=o的伸缩振动 的伸缩振动 频率比游离态低。未取代的饱和脂肪酸的Vc=o 在1760cm-1附 频率比游离态低。未取代的饱和脂肪酸的 而缔合态则降到1720cm 附近。同时,缔合作用使O-H 近,而缔合态则降到1720cm-1附近。同时,缔合作用使O-H 的伸缩振动频率降低,一般在3300~2600cm-1区可见到宽而 的伸缩振动频率降低,一般在 强的吸收峰。在指纹区955~915cm-1 区的 区的O-H弯曲振动的强 强的吸收峰。在指纹区 弯曲振动的强 吸收峰也是比较特征的。 吸收峰也是比较特征的。

红外光谱分析

红外光谱分析

红外光谱分析红外光谱与分子的结构密切相关,是研究表征分子结构的一种有效手段,与其它方法相比较,红外光谱由于对样品没有任何限制,它是公认的一种重要分析工具。

在分子构型和构象研究、化学化工、物理、能源、材料、天文、气象、遥感、环境、地质、生物、医学、药物、农业、食品、法庭鉴定和工业过程控制等多方面的分析测定中都有十分广泛的应用。

红外光谱可以研究分子的结构和化学键,如力常数的测定和分子对称性等,利用红外光谱方法可测定分子的键长和键角,并由此推测分子的立体构型。

根据所得的力常数可推知化学键的强弱,由简正频率计算热力学函数等。

分子中的某些基团或化学键在不同化合物中所对应的谱带波数基本上是固定的或只在小波段范围内变化,因此许多有机官能团例如甲基、亚甲基、羰基,氰基,羟基,胺基等等在红外光谱中都有特征吸收,通过红外光谱测定,人们就可以判定未知样品中存在哪些有机官能团,这为最终确定未知物的化学结构奠定了基础。

由于分子内和分子间相互作用,有机官能团的特征频率会由于官能团所处的化学环境不同而发生微细变化,这为研究表征分子内、分子间相互作用创造了条件。

分子在低波数区的许多简正振动往往涉及分子中全部原子,不同的分子的振动方式彼此不同,这使得红外光谱具有像指纹一样高度的特征性,称为指纹区。

利用这一特点,人们采集了成千上万种已知化合物的红外光谱,并把它们存入计算机中,编成红外光谱标准谱图库,人们只需把测得未知物的红外光谱与标准库中的光谱进行比对,就可以迅速判定未知化合物的成份。

下面将对红外光谱分析的基本原理做一个简单的介绍。

红外吸收光谱是物质的分子吸收了红外辐射后,引起分子的振动-转动能级的跃迁而形成的光谱,因为出现在红外区,所以称之为红外光谱。

利用红外光谱进行定性定量分析的方法称之为红外吸收光谱法。

红外辐射是在 1800年由英国的威廉.赫谢(Willian Hersher) 尔发现的。

一直到了1903年,才有人研究了纯物质的红外吸收光谱。

第八章 红外光谱分析

第八章 红外光谱分析

C-C (1050cm-1) C=C(1650cm-1) C=C(2100cm-1)
第八章 红外光谱分析
2 红外谱图结果的影响因素 B. 化学键振动形式
8.3 谱图的解析
2853cm-1 720cm-1
2926cm-1
++
1468cm-1
+-
1305cm-1
1305cm-1
第八章 红外光谱分析
2 红外谱图结果的影响因素 C. 诱导效应 Ex 5 羰基的伸缩振动频率
Hummel-Scholl谱图 聚合物结构、塑料、橡 胶、纤维、树脂、各类
助剂等。
第八章 红外光谱分析
4 红外谱图分析方法(定性) (1)谱图核对法
8.3 谱图的解析
注意事项: (1)实验条件必须一致(制样方式、温度、介质) (2)主要核对特征谱带。 (3)考虑各类影响因素引起的谱带位置偏移。 (4)与其它手段如NMR,UV,MS等并用。
8.3 谱图的解析
2 红外谱图结果的影响因素 A. 化学键强弱及原子质量
ν= ( 1/(2π))(K/μ)1/2
ν----频率(S-1,HZ)=C/λ ν’—波数(cm-1) =1/λ=v/C K —键力常数 μ----折合质量=(m1m2)/(m1+m2)(1/N) N-----摩尔常数,6.02 ╳ 1023 个/mol
扭曲 基团扭
绞 (f)
(键长改变,键角不变)
(键长不变,键角变或不变)
第八章 红外光谱分析
2 分子的振动频率 (1) 双原子分子的伸缩振动
8.2 基本原理
原子1
原子2
第八章 红外光谱分析

8.2 基本原理
2 分子的振动频率

红外光谱分析法

红外光谱分析法

非线型分子: 个原子有板有 个自由度,但有3个平动和 个绕轴转动无能量变化; 个原子有板有3n个自由度 个平动和3个绕轴转动无能量变化 非线型分子:n个原子有板有 个自由度,但有 个平动和 个绕轴转动无能量变化; 线型分子: 个原子有板有 个自由度,但有3个平动和 个绕轴转动无能量变化。 个原子有板有3n个自由度 个平动和2个绕轴转动无能量变化 线型分子:n个原子有板有 个自由度,但有 个平动和 个绕轴转动无能量变化。
经典力学导出的波数计算式为近似式。 经典力学导出的波数计算式为近似式。因为振动能量变化是量 子化的,分子中各基团之间、化学键之间会相互影响, 子化的,分子中各基团之间、化学键之间会相互影响,即分子 振动的波数与分子结构(内因)和所处的化学环境(外因) 振动的波数与分子结构(内因)和所处的化学环境(外因) 有关。 有关。
理论上,多原子分子的振动数应与谱峰数相同,但实际上, 理论上 , 多原子分子的振动数应与谱峰数相同 , 但实际上 , 谱峰数常常少于理论计算出的振动数,这是因为: 谱峰数常常少于理论计算出的振动数,这是因为: a)偶极矩的变化∆µ 的振动,不产生红外吸收 如CO2; )偶极矩的变化∆µ=0的振动 不产生红外吸收, ∆µ 的振动, b)谱线简并(振动形式不同,但其频率相同); )谱线简并(振动形式不同,但其频率相同) c)仪器分辨率或灵敏度不够,有些谱峰观察不到。 )仪器分辨率或灵敏度不够,有些谱峰观察不到。 以上介绍了基本振动所产生的谱峰,即基频峰( 以上介绍了基本振动所产生的谱峰,即基频峰(∆V=±1允许 允许 跃迁)。在红外光谱中还可观察到其它峰跃迁禁阻峰: 跃迁) 在红外光谱中还可观察到其它峰跃迁禁阻峰: 倍频峰:由基态向第二、 振动激发态的跃迁( 倍频峰:由基态向第二、三….振动激发态的跃迁(∆V=±2、± 3.); 振动激发态的跃迁 ) 合频峰:分子吸收光子后, 的跃迁, 泛频峰 合频峰:分子吸收光子后,同时发生频率为ν1,ν2的跃迁,此时 的谱峰。 产生的跃迁为ν 1+ν2的谱峰。 差频峰: 差频峰:当吸收峰与发射峰相重叠时产生的峰ν 1-ν2。

第八章红外光谱和核磁共振氢谱IRandHNMR

第八章红外光谱和核磁共振氢谱IRandHNMR
3000中31003010三取代1680中弱四取代1670弱无四取代无共轭烯烃与烯烃同向低波数位移变宽与烯烃同910905强强995985强895885强730650弱且宽980965强840790强无强吸收峰化合物振动振动ch拉伸或伸缩ccc??ccccc苯环ch弯析炔烃33103300一取代21402100弱非对称二取代22602190弱70060031103010中1600中670弱倍频20001650邻邻770735强间间810750强710690中对对833810强泛频20001660取代芳烃较强对称无强同芳烃同芳烃1580弱1500强1450弱无一取代770730710690强二取代芳烃类别拉伸说明rxcfcclcbrci13501100强750700中700500中610685中游离36503500缔合合34003200宽峰不明显醇酚醚ohco12001000不特征键和官能团胺rnh2r2nh35003400游离缔合降低10035003300游离缔合降低100类别拉伸cm1说明17701750缔合时在在1710醛酮corcho17501680中强ch2720羧酸cooh键和官能团酸酐酰卤酰胺晴气相在在3550液固缔合时在在30002500宽峰cocococo酯180018601800180017501735nh21690165035203380游离缔合降低100c??n22602210羰基有共轭时吸收波数降低四红外光谱解析实例四红外光谱解析实例实例一实例二ir
伸 1 )
(cm-
说 明 羰基有共轭时吸收 波数降低
羧酸
OH C=O C=O C=O C=O NH2 CN
酰卤 酸酐 酯 酰胺 晴
四 、红外光谱 解析实例 四 、红外光谱 解析实例
实例一
C8H7N

红外光谱分析

红外光谱分析

红外光谱分析简介红外光谱分析是一种用来研究物质的化学组成和分子结构的分析方法。

通过测量样品对特定波长的红外辐射的吸收情况,可以获得关于样品中官能团和化学键的信息。

红外光谱分析广泛应用于化学、材料科学、药学以及生物科学等领域。

原理红外光谱分析是基于物质分子与特定波长的红外光相互作用的原理。

红外光的频率范围在可见光和微波之间,对应的波长范围为0.78-1000 μm。

物质分子吸收红外辐射的能量与分子振动和转动有关。

不同官能团和化学键的振动和转动模式对应不同的红外光谱峰。

仪器原理红外光谱仪是用来获得红外光谱的仪器。

一般由光源、样品室、光学系统和检测器组成。

光源通常使用红外灯或红外激光器,产生红外光。

样品室用于放置样品,通常使用红外透明的材料制成,如钾溴化物(KBr)窗片。

光学系统用于收集经过样品的红外光并分离不同波长的光。

检测器用于测量通过光学系统的红外光的强度。

样品制备在进行红外光谱分析之前,需要对样品进行适当的处理和制备。

一般情况下,样品制备包括以下几个步骤:1.清洗:将样品表面的杂质和污垢去除,以避免对测量结果的干扰。

2.粉碎:将固体样品研磨成细粉末,以提高样品的均匀性和透明度。

3.混合:对于含量较低的样品,可以将其与适量的基质混合,以提高测量的灵敏度和准确性。

4.压片:将粉碎的样品和基质混合均匀后,使用压片机将其压制成透明薄片。

数据解析红外光谱的数据解析主要包括以下几个步骤:1.基线校正:去除光谱中的基线漂移,使得光谱能够更好地展示样品的吸收特征。

2.峰鉴定:通过与已知化合物的红外光谱进行比对,确定光谱中各个峰的对应官能团或化学键。

3.峰强度分析:根据光谱峰的高度或面积,可以估算出样品中不同官能团或化学键的相对含量。

4.结构分析:根据官能团和化学键的信息,推测样品的分子结构和化学组成。

应用领域红外光谱分析在许多领域有着广泛的应用,包括但不限于:1.化学分析:通过红外光谱分析,可以对化学品进行定性和定量分析,同时也可以用于分析反应过程中的中间产物和副产物。

红外光谱分析

红外光谱分析

红外光谱分析简介红外光谱分析(Infrared Spectroscopy)是一种常用的分析技术,用于研究物质的结构和组成。

通过测量物质对红外辐射的吸收和散射情况,可以获取有关分子振动和结构的信息。

红外光谱分析广泛应用于有机化合物的鉴定和定量分析、材料分析、环境和食品安全监测等领域。

原理红外光谱分析基于物质分子的振动和转动产生的谱线。

大部分物质的振动频率位于红外光谱范围内,因此该技术可以用来研究物质的结构和组成。

红外光谱分析的原理可概括为以下几个方面:1.吸收谱线:物质分子在特定波长的红外辐射下,会吸收特定频率的红外光,产生吸收谱线。

不同官能团或结构单位的振动频率不同,因此吸收谱线可以用来识别物质的组成和结构。

2.波数:红外光谱中使用波数来表示振动频率。

波数与波长的倒数成正比,常用的单位是cm-1。

波数越大,振动频率越高。

3.力常数:物质分子中的振动频率受到分子内力的限制,可以通过量化力常数来描述。

力常数与振动能量相关,可以通过红外光谱数据计算得到。

4.傅里叶变换红外光谱(FTIR):FTIR是一种常用的红外光谱仪器,利用傅里叶变换原理将红外辐射的吸收信号转换为频率谱线。

FTIR具有快速、高分辨率和高灵敏度的特点,适用于各种物质的分析。

实验步骤进行红外光谱分析通常需要以下步骤:1.样品制备:将待分析的样品制备成适当形式,如固体样品可以通过压片或混合胶制备成薄片,液体样品可以直接放置在红外吸收盒中。

在制备过程中需要注意去除杂质和保持样品的均匀性。

2.仪器校准:使用已知物质进行仪器校准,确保红外光谱仪的准确性和灵敏度。

校准样品通常是有明确红外光谱特征的化合物,如苯环等。

3.获取红外光谱:将样品放置在红外光谱仪中,启动仪器进行红外辐射的扫描。

扫描过程中,红外光谱仪会记录样品对吸收红外辐射的响应。

得到光谱数据后,可以进行后续的数据处理和分析。

4.数据处理和分析:利用软件工具对得到的光谱数据进行处理和分析。

红外光谱分析法..

红外光谱分析法..

1.红外光谱区的分类
波长范围一般为: 0.75μm~1000μm。 红外光谱区的划分
名 称
近红外区 中红外区 远红外区
λ/μm
0.75~2.5 2.5~50 50~1000
σ /cm-1
13333~4000 4000~200 200~10
能级跃迁类型
O-H、N-H、 C-H键的倍频吸收 分子中原子的
3000-3800cm-1, 1590-1690cm-1 出现吸收峰说明可能含水!!
样品或用于压片的溴化钾晶体含有微量水分时会在该处出峰。
(3)振动中偶极矩变化大(对称性差),吸收峰强;键两 端原子电负性相差越大(极性越大),吸收峰越强; 例2 CO2分子
(4)由基态跃迁到第一激发态,产生一个强的吸收峰, 基频峰; (5)由基态直接跃迁到第二激发态,产生一个弱的吸收 峰,倍频峰;

已知C-H键(看作双原子分子)的力常数为
K=5N.cm-1,求C-H键的振动频率。
解:C原子和H原子的折合质量μ(=折合原子量)为:
12 1 0.923 12 1
代入公式,得:
5 1 1 1303 cm 3033cm 0.923
为什么含H单键的伸缩振动吸收峰处于高频区??
例题: 由表中查知C=C键的k=9.5 9.9N.cm-1 ,令 其为9.6N.cm-1, 计算波数
1 k k 1303 2c m 9.6 1 1303 1650cm 12 / 2
正己烯中C=C键伸缩振动频率实测值为1652 cm-1
1
2.分子中基团的基本振动形式 (峰的个数) 两类基本振动形式
五、红外吸收光谱分析 Infrared Absorption Spectrum,IR
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谱图解析应注意以下问题
( 3) 由于红外光谱的复杂性 , 并不是每一个红外谱峰 ) 由于红外光谱的复杂性, 都是可以给出确切的归属, 都是可以给出确切的归属,因为某些峰是分子作为一 个整体的吸收,而有的峰则是某些峰的倍频或合频。 个整体的吸收,而有的峰则是某些峰的倍频或合频。 另外有些峰则是多个基团振动吸收的叠加。在解析光 另外有些峰则是多个基团振动吸收的叠加。 谱的时候, 往往只要能给出10%~20%的谱峰的确切 谱的时候 , 往往只要能给出 的谱峰的确切 归属,由这些谱峰提供的信息, 归属,由这些谱峰提供的信息,通常可以推断分子中 可能含有的官能团。在分析特征吸收时, 可能含有的官能团。在分析特征吸收时,不能认为强 峰即是提供有用的信息,而忽略弱峰的信息。例如, 峰即是提供有用的信息,而忽略弱峰的信息。例如, 835cm-1的谱峰存在与否是区别天然橡胶与合成橡胶的 重要标志,前者有此峰,后者没有。 重要标志,前者有此峰,后者没有。
谱图解析应注意以下问题
(5)当怀疑样品中有杂质时, (5)当怀疑样品中有杂质时,在谱图中有许多中等强度的 当怀疑样品中有杂质时 谱峰或强尖峰,应当将化合物提纯,再用类似方法进行 谱峰或强尖峰,应当将化合物提纯, 光谱测试。 光谱测试。 了解样品的来源、用途、 (6)了解样品的来源、用途、外观及样品的一些物理性质 数据和元素分析数据,以缩小考虑的范围。 数据和元素分析数据,以缩小考虑的范围。
先特征、后指纹;先强峰,后次强峰;先粗查, 先特征、后指纹;先强峰,后次强峰;先粗查, 后细找;先否定,后肯定; 后细找;先否定,后肯定;寻找有关一组相关峰 →佐证
应用示例- 应用示例-1
请写出所有的频率
应用示例- 应用示例-1
的分子结构。 [例1]试推测化合物C8H8O1的分子结构。
解:计算不饱和度 U=(8×2+2-8)/2=5 不饱和度大于4 分子中可能有苯环存在,由于仅含8个氢, 不饱和度大于4,分子中可能有苯环存在,由于仅含8个氢, 因此该分子应含一个苯环一个双键。 因此该分子应含一个苯环一个双键。 1610cm 1580cm 1520cm 1430cm 1610cm-1、1580cm-1、1520cm-1、1430cm-1:苯环的骨架振 1600cm 1585cm 1500cm 1450cm 动 ( 1600cm-1 、 1585cm-1 、 1500cm-1 、 1450cm-1 ) 。 证明 苯环的存在。 苯环的存在。
应用示例- 应用示例-1
825cm 对位取代苯(860~ 825cm-1: 对位取代苯(860~800 cm-1)。 伸缩振动吸收( 1690 cm-1:-C=O伸缩振动吸收(1735 cm-1~1715 cm-1 ) 伸缩振动吸收 醛基的C 伸缩振动( 2820 cm-1和2730 cm-1:醛基的C-H伸缩振动(2820 cm-1 和2720 cm-1)。 甲基的弯曲振动( 1465 cm-1和1395 cm-1:甲基的弯曲振动(1460 cm-1和 1380 cm-1)。 1260 cm-1和1030 cm-1:C-O-C反对称和对称伸缩振动
C
酯类( 酯类(P183)
O
酯的特征吸收峰是酯基( 酯的特征吸收峰是酯基( C O C) 中 VC=O及 VC-O-C吸 收。酯羰基的伸缩振动频率高于相应的酮类,也是强吸 酯羰基的伸缩振动频率高于相应的酮类, 收峰。另外在3450cm 收峰。另外在3450cm-1附近还经常可以观察到较弱的 伸缩振动的倍频吸收。 C=O 伸缩振动的倍频吸收。在1300~1000cm-1区有两个 分别为c 的对称伸缩振动( 峰,分别为c-o-c的对称伸缩振动(1140~1030cm-1附近较 弱峰)及不对称伸缩振动( 附近强峰)。 弱峰)及不对称伸缩振动(1300~1150cm-1附近强峰)。 此两个峰与酯羰基吸收峰配合观察,在酯类结构的判断 此两个峰与酯羰基吸收峰配合观察, 中很重要。 中很重要。
2x + 2 − y Ω= 2
2 + 2n4 + n3 − n1 Ω= 2
n1、n3、n4为分子式中一价(Cl和Br)、三价 和N)和四 为分子式中一价( 和 、三价(P和 ) 价(C和Si)原子的数目。 和 )原子的数目。
不饱和度的意义
Ω = 0 ⇒ 分子中无双键或环状结 构 Ω = 1 ⇒ 分子中可能含一个双键 或一个环 Ω = 2 ⇒ 分子中可能含两个双键 ,或一个双键 + 环,或一个叁键 ⋮ Ω = 4 ⇒ 分子中可能含苯环 Ω = 5 ⇒ 分子中可能含苯环 + 一个双键
基 团 振动形式
v OH 0~3200 1400~1250 1300~1165 1100~1000 1260
强度 s w s s
备 注 宽峰
R OH
OH
vC-O-H
醇 酚 醇 酚
醇类化合物红外谱图
酚类化合物红外谱图
醚类化合物红外谱图(P180)
醚类的特征是含有C-O-C的结构,有对称和反 醚类的特征是含有 的结构, 的结构 对称( 两种伸缩振动吸收。 对称(1150-1060 cm-1 )两种伸缩振动吸收。由于 两种伸缩振动吸收 氧的质量和碳的很接近,使醚键的C-O伸缩振动 氧的质量和碳的很接近,使醚键的 伸缩振动 吸收位置和C-C的类似 位于C-C伸缩振动的指纹 的类似, 吸收位置和C-C的类似,位于C-C伸缩振动的指纹 振动时偶极矩变化较大, 区,但C-O振动时偶极矩变化较大,有利于与 振动时偶极矩变化较大 有利于与C-C 键的区别,但任何含有C-O键的分子(例如醇, 键的区别,但任何含有 键的分子(例如醇, 键的分子 酸等)都对醚键的特征吸收产生干扰, 酚,酯,酸等)都对醚键的特征吸收产生干扰, 因此要由红外光谱来单独确定醚键的存在与否是 比较困难的。 比较困难的。
羧酸化合物红外谱图
E 酸酐(P183)
酸酐羰基伸缩振动有对称和不对称两种方式, 酸酐羰基伸缩振动有对称和不对称两种方式,都产 生强吸收。所以在1810cm-1 及1760cm-1附近可以看到有 生强吸收。所以在 很强的双峰。链状酸酐的两峰强度接近相等 酸酐的两峰强度接近相等, 很强的双峰。链状酸酐的两峰强度接近相等,高波数峰 稍强于低波数峰,但环状酸酐的低波数却较高波数峰强。 稍强于低波数峰,但环状酸酐的低波数却较高波数峰强。 根据这两个峰的相对强度来判断酸酐是线形的还是环状 指纹区有酸酐的C-O-C伸缩振动吸收,链状酸酐的 伸缩振动吸收, 的。指纹区有酸酐的 伸缩振动吸收 区产生强而宽的吸收峰, C-O-C在1170~1050cm-1区产生强而宽的吸收峰,而环状 在 酸酐往往在1310~1210cm-1及950~910cm-1区出现双峰。 酸酐往往在 区出现双峰。
酯类化合物红外谱图
D 羧酸(P182)
在羧酸中,羧基( 的伸缩振动, 在羧酸中,羧基(-COOH)中的 )中的>c=o的伸缩振动,O-H 的伸缩振动 伸缩振动及O-H面外弯曲振动是红外光谱中识别羧酸的三个 伸缩振动及 面外弯曲振动是红外光谱中识别羧酸的三个 重要特征频率。羧酸具有强的缔合作用, 重要特征频率。羧酸具有强的缔合作用,使>c=o的伸缩振动 的伸缩振动 频率比游离态低。未取代的饱和脂肪酸的Vc=o 在1760cm-1附 频率比游离态低。未取代的饱和脂肪酸的 而缔合态则降到1720cm 附近。同时,缔合作用使O-H 近,而缔合态则降到1720cm-1附近。同时,缔合作用使O-H 的伸缩振动频率降低,一般在3300~2600cm-1区可见到宽而 的伸缩振动频率降低,一般在 强的吸收峰。在指纹区955~915cm-1 区的 区的O-H弯曲振动的强 强的吸收峰。在指纹区 弯曲振动的强 吸收峰也是比较特征的。 吸收峰也是比较特征的。
谱图解析应注意以下问题
观察谱图的高频区,确定可能存在的官能团, (1)观察谱图的高频区,确定可能存在的官能团,再根 据指纹区确定结构。 据指纹区确定结构。 如果有元素分析和质谱的结果, (2)如果有元素分析和质谱的结果,可根据分子的化学 式计算分子的不饱和度, 式计算分子的不饱和度 , 根据不饱和度的结果推断分子 中可能存在的官能团。例如,当分子的不饱和度为1 时,分子中可能存在一个双键或一个环状结构,不饱 和度大于4时,推断分子结构中可能含有苯环,再根 据红外光谱图验证推测的正确性。 据红外光谱图验证推测的正确性。
谱图解析应注意以下问题
(4)当某些特殊区域无吸收峰时,可推测不存在某些官 )当某些特殊区域无吸收峰时, 能团,这时往往可以得出确定的结果, 能团,这时往往可以得出确定的结果,这种信息往往 更有用。当某个区域存在一些吸收峰时, 更有用。当某个区域存在一些吸收峰时,不能就此断 定分子中一定有某种官能团,由于红外光谱的吸收频 定分子中一定有某种官能团, 率还受到各种因素的影响, 率还受到各种因素的影响,如电子效应和凝聚态的影 峰的强度和位置可能发生一定的变化 发生一定的变化。 响,峰的强度和位置可能发生一定的变化。另外不同 的官能团可能在同一区域出现特征吸收峰,因此, 的官能团可能在同一区域出现特征吸收峰,因此,要 具体分析各种情况, 具体分析各种情况,结合指纹区的谱峰位置和形状做 出判断。 出判断。
A 酮类(P181) 酮类(
酮类的VC=O吸收峰非常强,几乎是酮类唯一的特征峰 酮类的V 吸收峰非常强, 附近,芳酮及α ,β典型脂肪酮的 VC=O在1715cm-1附近,芳酮及α-,β- 不饱和 酮分别比饱和酮低20~40cm 左右。 酮分别比饱和酮低20~40cm-1左右。
B 醛类(P182) 醛类(
酸酐化合物红外谱图
醇和酚的红外谱图( 醇和酚的红外谱图(P179)
羟基化合物有三个特征吸收区: 羟基化合物有三个特征吸收区:O-H伸缩振动吸收 伸缩振动吸收 伸缩振动吸收区和 吸收区和O 弯曲振动吸收区 吸收区。 区,C-O伸缩振动吸收区和O-H弯曲振动吸收区。其特 征吸收峰位置列于下表: 征吸收峰位置列于下表:
羰基化合物
羰基化合物包含酮,醛,羧酸,酸酐,酰胺。它们的主 羰基化合物包含酮, 羧酸,酸酐,酰胺。 要特征吸收: 要特征吸收: 在羰基化合物中,由于羰基所处的环境不同, 在羰基化合物中,由于羰基所处的环境不同,它们各自有 自己的特征频率。例如主要几类脂肪族羰基化合物的V 自己的特征频率。例如主要几类脂肪族羰基化合物的VC=O频 率为: 率为: 酮类 醛类 酯类 ~1710cm-1 ~1810cm-1 ~1690cm-1 羧酸 ~1710cm-1 ~1760cm-1 酸酐 ~1810cm-1 酰胺 ~1690cm-1
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