第2节 红外光谱与分子结构.ppt

21:14:13,第三章红外吸收光谱分析法,一、基团频率区与指纹区groupfrequencyandfingerprintregion二、分子结构与吸收峰molecularstructureandabsorptionpeaks三、影响峰位移的因素factorsinfluencedpeakshift四、不饱和度degreeofunsaturation,第二节红外光谱与分子结构,infraredabsorptionspec-troscopy，IR,infraredspectroscopyandmolecularstructure,21:14:13,一、GroupfrequencyandfingerprintregioninIR,1.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基团特征频率；1500cm-1以上functionalgroupregion，峰少，可用于鉴定例：28003000cm-1CH3特征峰；16001850cm-1C=O特征峰；基团所处化学环境不同，特征峰出现位置变化：CH2COCH21715cm-1酮CH2COO1735cm-1酯CH2CONH1680cm-1酰胺,21:14:13,2.fingerprintregion1500cm-1fingerprintregion（峰多，反映了分子特性）Absorptionsinthisregionincludethecontributionsfromcomplexinteractingvibrations,givingrisetothegenerallyuniquefingerprintforeachcompound.AgoodmatchbetweentheIRspectraoftwocompoundsinallfrequencyranges,particularlyinthefingerprintregion,stronglyindicatesthattheyhavethesamemolecularstructures.DetailedinterpretationofIRbandsinthisregionisdifficult.,21:14:13,有机化合物的特征吸收带,常见的有机化合物基团频率出现的范围：4000670cm-1依据基团的振动形式，分为四个区：(1)40002400cm-1XH伸缩振动区（X=O，N，C，S）(2)24001900cm-1三键，累积双键伸缩振动区,(3)19001400cm-1双键伸缩振动区(4)1400670cm-1XY伸缩，XH变形振动区,21:14:13,二、分子结构与吸收峰molecularstructureandabsorptionpeaks,1XH伸缩振动区（40002400cm-1）（1）OH36503200cm-1确定醇、酚、酸在非极性溶剂中，浓度较小（稀溶液）时，峰形尖锐，强吸收；当浓度较大时，发生缔合作用，峰形较宽。,注意区分NH伸缩振动：35003100cm-1,21:14:13,（3）不饱和碳原子上的=CH（CH）苯环上的CH3030cm-1=CH30102260cm-1CH3300cm-1,（2）饱和碳原子上的CH,3000cm-1以上,CH32960cm-1反对称伸缩振动2870cm-1对称伸缩振动CH22930cm-1反对称伸缩振动2850cm-1对称伸缩振动CH2890cm-1弱吸收,3000cm-1以下,21:14:13,2叁键（CC）伸缩振动区（24001900cm-1）,在该区域出现的峰较少；（1）RCCH（21002140cm-1）RCCR（21902260cm-1）R=R时，无红外活性（2）RCN（21002140cm-1）非共轭22402260cm-1共轭22202230cm-1仅含C、H、N时：峰较强、尖锐；有O原子存在时；O越靠近CN，峰越弱；,21:14:13,3双键伸缩振动区（19001200cm-1）,（1）RC=CR16201680cm-1强度弱，R=R（对称）时，无红外活性。（2）单核芳烃的C=C键伸缩振动（16261650cm-1）,21:14:13,（3）C=O（18501600cm-1）碳氧双键的特征峰，强度大，峰尖锐。,饱和醛(酮)1740-1720cm-1；强、尖；不饱和向低波移动；醛，酮的区分？,21:14:13,酸酐的C=O,双吸收峰：18201750cm-1，两个羰基振动偶合裂分；线性酸酐：两吸收峰高度接近，高波数峰稍强；环形结构：低波数峰强；羧酸的C=O18201750cm-1，氢键，二分子缔合体；,21:14:13,4.XY，XH变形振动区1650cm-1,指纹区(1350650cm-1),较复杂。C-H，N-H的变形振动；C-O，C-X的伸缩振动；C-C骨架振动等。精细结构的区分。顺、反结构区分；,21:14:13,基团吸收带数据,21:14:13,1内部因素（a诱导效应：吸电子基团使吸收峰向高频方向移动（兰移）,三、影响峰位变化的因素molecularstructureandabsorptionpeaks,化学键的振动频率不仅与其性质有关，还受分子的内部结构和外部因素影响。相同基团的特征吸收并不总在一个固定频率上。,R-CORC=01715cm-1;R-COHC=01730cm-1；R-COClC=01800cm-1;R-COFC=01920cm-1;F-COFC=01928cm-1;,21:14:13,b共轭效应,21:14:13,当含有孤对电子的原子（O、S、N等）与具有多重键的原子相连时，也可起类似的共轭作用。例如：酰胺R-CONH2C=01650cm-1;对同一基团，若诱导效应和共轭效应同时存在，则振动频率最后位移的方向和程度，取决于这两种效应的结果。当诱导效应大于共轭效应时，振动频率向高波数移动，反之，振动频率向低波数移动。,21:14:13,2.氢键效应,(分子内氢键；分子间氢键)：对峰位，峰强产生极明显影响，使伸缩振动频率向低波数方向移动,21:14:13,3.振动偶合效应：具有同样对称性而且靠近的两个基团，如果它们的吸收频率接近，就会发生相互作用，结果引起一个向高频移动，一个向低频移动。如酸酐由于两个羰基的振动偶合使C=O的吸收分裂成两个峰1810cm-1和1760cm-1。,21:14:13,例1：用红外光谱鉴别下列化合物：1）2）,(2),21:14:13,例2某化合物在3640-1740cm-1区间，IR光谱如下图所示该化合物应是氯苯(I),苯(II),或4叔丁基甲苯中的哪一个？说明理由,解：应为III,因为IR在2500-3640cm-1之间的两个中强峰，则为CH3-对称与不对称伸缩振动的特征谱带,21:14:13,内容选择：,结束,第一节红外基本原理basicprincipleofInfraredabsorptionspectroscopy第二节红外光谱与分子结构inf