有机光谱IR(有机C).pptVIP

第八章 有机化合物的波谱分析,有机化合物的结构测定,化学方法： 费时、费力、需要的样品量大，有时甚至难以完成。,现代波谱分析法：省时、省力、快速、准确，样品消耗量少。,有机四大谱及其特点：,0.01-5mg(与天平精度有关）,0.1-1mg,1-5mg,0.001-0.1mg,2-10万,5-50万,100-1000万,50-500万,有机化合物的结构表征中应用最广的四种波谱方法： 紫外光谱(ultraviolet spectroscopy 缩写为UV)、 红外光谱(infrared spectroscopy 缩写为IR)、 核磁共振谱(nuclear magnetic resonance 缩写为NMR)质谱(mass spectroscopy 缩写为MS).,UV、IR、NMR 都属于吸收光谱。 一定波长的光（电磁波）与分子相互作用并被吸收，分子吸收能量从较低能级激发到较高能级，用特定仪器记录下来就是分子吸收光谱。分子结构不同，吸收光的能量不同，因此可形成各自特征的分子吸收光谱，并以此来鉴定化合物结构。,质谱不是吸收光谱，是化合物分子经高能粒子(通常为e)轰击形成正电荷离子，在电场及磁场作用下按质荷比大小排列而成的谱图。仅与分子及碎片的结构、离子的稳定性有关。,分子离子峰M+,8-1 有机化合物的结构与吸收光谱,各吸收光谱所用电磁波的大致波长范围、对应的能级跃迁形式及用途：,电子自旋 吸收光谱,8-2 红外光谱,一、红外光谱的表示方法,在波数为 4000-400cm-1的红外光照射下，样品分子吸收红 外光会发生振动能级跃迁，所测得的吸收光谱称为红外吸收光 谱 (Infrared spectrum)， 简称红外光谱 (IR) 。谱图以波数为横 坐标，以透光度为纵坐标来表示：,I：表示透过光的强度； I0：表示入射光的强度。,横坐标：波数( )4000400 cm-1；表示吸收峰的位置。 纵坐标：透过率（T %），表示吸收强度。T，表明吸收的越好，故曲线低谷表示是一个好的吸收带。,1.分子的振动方式,二、红外光谱 的基本原理,(1)伸缩振动：,以亚甲基为例：,(2)弯曲振动：,2.分子振动与红外光谱,振动方程式(Hooke定律)：,k:力常数，与化学键的强度有关（键长越短，键能越大，k越大）, m1和m2分别为化学键所连的两个原子的质量，单位为克。,即：化学键的振动频率（红外吸收峰的频率）与键强度成正比，与成键原子质量成反比。,三、 有机化合物基团的特征频率,同类化学键或官能团的吸收频率总是出现在特定波数范围内。 能代表某基团存在并有较高强度的吸收峰，称为该基团的特 征吸收峰，简称特征峰。其最大吸收对应的频率为基团的特 征频率。(参见表8-2, P299),三、红外谱图解析,1、40001500cm-1 特征频率区,峰少，易辨认 用于判断化合物是否具有某种官能团,A、红外谱图解析基础知识,2、1500-400cm-1 指纹区,3、相关峰,主要是各种单键（C-N,C-O,C-C)的伸缩振动及各种弯曲振动的吸收峰。,吸收峰很多，不同化合物差异很大 用于区分或确定具体化合物,习惯上把同一官能团的不同振动方式而产生的红外吸收峰 称为相关峰。如甲 基(-CH3) 2960cm-1(as)，2870cm-1(s)， 1470cm-1 、1380cm-1 ( C-H剪式及面内摇摆)。,4、已知物的鉴定 若被测物的IR与已知物的谱峰位置和相对强度完全一致，则可确认为一种物质（注意仪器的灵敏度及H2O的干扰）。,5、未知物的鉴定 可推断简单化合物的结构。对复杂的化合物，需要UV、NMR、MS的数据。,B. 红外谱图实例,烷烃：CH伸缩振动 2940 cm-1和 2860 cm-1，CH 面内 弯曲1460（不对称）和1380 cm-1 (对称)， -(CH2)n- (n=4)一般在 720 cm-1处有特征峰（弱）,芳香结构：CH伸缩振动3100-3000cm-1，单核