红外吸收光谱的特征峰.ppt

红外吸收光谱的特征峰红外吸收光谱的特征峰 与一定结构单元相联系的、在一定范围内出现的化学键与一定结构单元相联系的、在一定范围内出现的化学键 振动频率振动频率基团特征频率（特征峰）。基团特征频率（特征峰）。 常见的有机化合物基团频率出现的范围：4000 600 cm-1 依据基团的振动形式，分为四个区： (1)4000 2500 cm-1 XH伸缩振动区（X=O，N，C，S） (2)2500 1900 cm-1 三键，累积双键伸缩振动区 (3)2000 1330 cm-1 双键伸缩振动区 (1)(3)称为官能团区 (4)1350 600 cm-1 XY伸缩， XH变形振动区 称为指纹区 红外光谱信息区红外光谱信息区 1） 由分子式计算不饱和度 2） 峰归属 3）可能的结构 红外吸收光谱谱图解析步骤红外吸收光谱谱图解析步骤 不饱和度 定义： 不饱和度是指分子结构中达到饱和所缺一价元素 的“对”数。如：乙烯变成饱和烷烃需要两个氢原子，不饱和 度为1。 计算： 若分子中仅含一，二，三，四价元素（H，O，N ，C），则可按下式进行不饱和度的计算： = = （2 + 22 + 2n n 4 4 + + n n3 3 n n 1 1 ）/ 2/ 2 n4 ， n3 ， n1 分别为分子中四价，三价，一价元素数目 。 作用： 由分子的不饱和度可以推断分子中含有双键， 三键，环，芳环的数目，验证谱图解析的正确性。 质谱 质谱是纯物质鉴定的最有力工具 之一，其中包括相对分子质量测定、 化学式确定及结构鉴定等。 1相对分子质量的测定 如前所述，从分子离子峰的质荷比的数据可以准确地测 定其相对分子质量，所以准确地确认分子离子峰十分重要。虽 然理论上可认为除同位素峰外分子离子峰应是最高质量处的峰 ，但在实际中并不能由此简单认定。有时由于分子离子稳定性 差而观察不到分子离子峰，因此在实际分析时必须加以注意。 在纯样品质谱中，分子离子峰应具有以下性质： （l l）原则上除同位素峰外它是最高质量的原则上除同位素峰外它是最高质量的 峰。峰。但要注意某些样品会形成质子化离 子(MH)+峰（醚，脂，胺等），去质子 化离子(MH)+峰（芳醛、醇等）及缔合 离子(MR)+峰。 （2）它要符合“氮律氮律”。在只含C，H，0 ，N的化合物中，不含或含偶数个氮原子 的分子的质量数为偶数，含有奇数个氮 原子的分子的质量数为奇数。这是因为 在由C，H，0，N,P卤素等元素组成的有 机分子中，只有氮原子的化合价为奇数 而质量数为偶数。 （3 3）存在合理的中性碎片损失。存在合理的中性碎片损失。因为在有 机分子中，经电离后，分子离子可能损 失一个H或CH3，H20，C2H4等碎片，相应 为 M-l， M-15， M-18，M-28碎片峰 ，而不可能出现M3至M14，M一21至M 24范围内的碎片峰，若出现这些峰， 则峰不是分子离子峰。 （4）在EI源中，若降低电子轰击电压，则 分子离子峰的相对强度应增加；若不增 加则不是分子离子峰。 由于分子离子峰的相对强度直接与 分子离子稳定性有关，其大致顺序是： 芳香环共轭烯烯脂环羰 基化合物直链碳氢化合物 醚脂 胺酸醇支链烃 在同系物中，相对分子质量越大则 分子离子峰相对强度越小。 2化学式的确定 由于高分辨的质谱仪可以非常精确地测 定分子离子或碎片离子的质荷比（误差可小 于10-5），则利用表21-3中的确切质量求算出 其元素组成。如CO与N2两者的质量数都是28 但从表21-3可算出其确切质量为27.9949与 28.0061，若质谱仪测得的质行比为28.0040 则可推断其为N2。同样，复杂分子的化学式 也可算出。 在低分辨的质谱仪上，则可以通过同位素相 对丰度法推导其化学式，同位素离子峰相对强度与 其中各元素的天然丰度及存在个数成正比，对于一 个 C Cw wH Hx xN Ny yO Oz z 的化合物，其同位素离子峰(M+l)+、 (M2)+与分子离子峰M+的强度之比为 注：忽略注：忽略 2 2 H H、17 17O O影响 影响 利用精确测定的(M+1)+，(M+2)+相对于M+的强度 比值，可从Beynon表中查出最可能的化学式，再结合其 他规则，确定化学式。 对于含有Cl，Br，S等同位素天然丰度较高 的元素的化合物，其同位素离子峰相对强度可 由（ab）n展开式计算，式中a，b分别为该 元素轻、重同位素的相对丰度，n为分子中该 元素个数。如在CH2Cl2中，对元素Cl来说， a=3,bl，n2故（ab）n=96l，则其分 子离子峰与相应同位素离子峰相对强度之比为 : m/z84(M):m/z86(M+2):m/z88(M+4)=9:6:1 若有多种元素存在时，则以 (a+b)n(a+b)n计算。 谱图中化合物的结构信息 （1）峰的数目：标志分子中磁不等性质子的种类，标志分子中磁不等性质子的种类，多少种；多少种； （2）峰的强度(面积)：每类质子的数目每类质子的数目( (相对相对) )，多少个；，多少个； （3）峰的位移( )：每类质子所处的化学环境，化合物中位置每类质子所处的化学环境，化合物中位置 ； （4）峰的裂分数：相邻碳原子上质子数；相邻碳原子上质子数； （5）偶合常数(J)：确定化合物构型。确定化合物构型。 核磁共振氢谱 一级谱的特点 裂分峰数符和n+1规律，相邻的核为磁等价即只有一个偶合常 数J；若相邻n个核n1个核偶合常数为J1， n2个核偶合常数为 J2，n= n1+ n2则裂分峰数为（n1+1)( n2+1) q峰组内各裂分峰强度比(a+1)n的展开系数 q从谱图中可直接读出和J，化学位移在裂分峰的对称中心 ，裂分峰之间的距离（Hz）为偶合常数J 谱图解析步骤 i.由分子式求不饱合度 ii.由积分曲线求1H核的相