红外光谱原理及解析ppt课件

1、基本内容】 红外光谱的基本知识、重要吸收区段以及在结构研究中的应用。 【基本要求】 掌握：红外光谱提供的信息与化合物结构间的相互关系以及重要吸收区段。 熟悉：红外光谱在化合物结构解析中的应用,第三章 红外吸收光谱,2021/2/2,1,有机波谱解析2015-1,1）红外吸收只有振-转跃迁，能量低； 2）应用范围广：除单原子分子及单核分子外，几乎所有有机物均有红外吸收； 3）红外光谱特征性强“分子指纹光谱”。分子结构更为精细的表征，通过IR谱的波数位置、波峰数目及强度确定分子基团、分子结构； 4）固、液、气态样均可用，且用量少、不破坏样品； 5）分析速度快，快速测量时可达到60张谱/秒 6）光谱

2、数据积累较多,1.2. 红外光谱法特点,一、概述,1.1.红外光谱的发展,1947年，第一代双光束红外光谱，棱镜 20世纪60年代，第二代，光栅 70年代后期，第三代，干涉型傅里叶变换红外光谱仪 近年来，第四代激光红外分光光度计,2021/2/2,2,有机波谱解析2015-1,1.3. 红外光区划分,红外光谱 (0.751000m,远红外(转动区) (25-1000 m,中红外(振动区) (2.525 m,近红外(泛频） (0.752.5 m,绝大多数基团的基频振动吸收 分子振动转动,分子转动 价键转动、晶格转动,分区及波长范围 跃迁类型,用于研究单键的倍频、组频吸收,（如0-H,N-H,C-

3、H键。）这个区域的吸收很弱,2021/2/2,3,有机波谱解析2015-1,2.1.化学建的振动 分子中基团的振动和转动能级跃迁产生：振-转光谱,二.化学键的振动,2021/2/2,4,有机波谱解析2015-1,2021/2/2,有机波谱解析2015-1,5,有机物分子,用频率连续变化的单色光,照射,选择性吸收与能级 跃迁相对应的 特定频率的光,光谱,仪器记录,2. 吸收光谱,透过,吸收,2.2.振动能级跃迁 红外光谱产生的条件,条件一：辐射光子的能量应与振动跃迁所需能量相等。 根据量子力学原理，分子振动能量Ev 是量子化的， 即 E V =（V+1/2）h -分子振动频率， V-振动量子数，

4、值取 0，1，2， 只有当 Ea= EV 时，才可能发生振转跃迁,2021/2/2,6,有机波谱解析2015-1,红外活性振动：当分子振动时，只有偶极矩发生变化的振动才产生红外吸收，这种振动称为红外活性振动,条件二：辐射与物质之间必须有耦合作用,qr,物质吸收辐射实质上是外界辐射转移它的能量到分子中去，而这种能量的转移是通过偶极矩的变化来实现的,正、负电荷中心间的距离r和电荷中心所带电量q的乘积，叫做偶极矩=rq。它是一个矢量，方向规定为从负电荷中心指向正电荷中心。偶极矩的单位是D（德拜,偶极矩变化越大，活性越强，吸收强度越大。 某些极性键如CO2在振动时可以产生瞬间偶极矩的变化，也会产生红外

5、吸收,2021/2/2,7,有机波谱解析2015-1,2021/2/2,8,有机波谱解析2015-1,剪式振动,平面摇摆,非平面摇摆,扭曲振动,反对称 伸缩振动(as,对称 伸缩振动(s,伸缩振动,面内弯曲(面内,面外弯曲(面外,弯曲振动,振动类型,高频区,低频区,2.3 分子的振动类型,亚甲基的振动形式,键角不变,键长改变,键长不变,键角改变,2021/2/2,9,有机波谱解析2015-1,2021/2/2,有机波谱解析2015-1,10,多原子基团有更多的振动形式，可以出现一个以上基频振动吸收带,吸收带的数目与分子的自由度有关。 自由度的数目等于分子中所有原子在空间的位置所需要坐标的总数。

6、 3N = 平动 + 转动 + 振动 振动自由度 = 3N 6 非线性分子 振动自由度 = 3N 5 - 线性分子 双原子分子 N = 2，振动自由度 = 32-5 = 1 三原子分子 N = 3，振动自由度 = 33-6 = 3 非线性 N = 3，振动自由度 = 33-5 = 4 线性,分子振动自由度数目越大，红外光谱中峰的数目越多,2.4.振动自由度,2021/2/2,11,有机波谱解析2015-1,2021/2/2,12,有机波谱解析2015-1,2.5 分子振动方程式,双原子分子的振动方式: 伸缩振动,如果把双原子分子粗略地看成弹簧谐振子, 那么化学键的伸缩振动就是两个原子核在键轴方

7、向上的简谐振动,根据虎克定律,K: 化学键的力常数, Nm-1 :化学键的折合质量, kg m1、m2: 化学键连结的两个原子核的质量,kg,2021/2/2,13,有机波谱解析2015-1,c: 光速, 31010cm/s K: Nm-1 :原子折合质量 kg,发生振动能级跃迁需要能量的大小取决于键两端 原子的折合质量和键的力常数，即取决于分子的结构特征,2021/2/2,14,有机波谱解析2015-1,2021/2/2,有机波谱解析2015-1,15,查表知C=C键 9.6, 计算波数值,正己烯vC=C 1652 cm-1,已知C=O键 k=12, 求 vC=O,键类型: CC C =C

8、C C 力常数: 15 17 9.5 9.9 4.5 5.6 峰位: 4.5m 6.0 m 7.0 m,影响基本振动跃迁的波数或频率的直接因素为化学键力常数k 和原子质量。 k大，化学键的振动波数高，如 kCC(2222cm-1) kC=C(1667cm-1) kC-C(1429cm-1)（质量相近） 质量m大，化学键的振动波数低，如 mC-C(1430cm-1) mC-N(1330cm-1) mC-O(1280cm-1) (力常数相近,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，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

9、） 有关,2021/2/2,16,有机波谱解析2015-1,红外光谱表示方法：常用坐标曲线表示法. 横坐标:表示吸收峰的位置, 用波数(cm-1, 4000400cm-1)或波 长(m, 2.5 25m)作量度. 纵坐标: 表示吸收峰的强弱, 用百分透过率(T%) 或吸光度(A)作量 度单位,正己烷的红外光谱,3. IR光谱表示方法,2021/2/2,17,有机波谱解析2015-1,观察谱图： a) 峰数：吸收峰的数目 b) 峰强：峰的强度（强 中 弱峰） c) 峰形：吸收峰的形状 d) 峰位：吸收峰的位置,2021/2/2,18,有机波谱解析2015-1,3.1. 峰位、峰数、峰强度、峰的形

10、状,2021/2/2,有机波谱解析2015-1,19,CO2分子,2349,667,峰数与分子自由度有关。无瞬间偶极矩变化时，无红外吸收,3.1.1）峰数,峰数减少的原因： 分子振动过程中如不发生瞬间偶极矩变化则不会引 起红外吸收(对称性的分子) 频率相同的振动发生简并 强的宽峰将附近弱而窄的吸收峰覆盖 吸收频率在测定区域以外,常用为中红外区域（4000400cm-1） 吸收强度太弱，无法显示出吸收峰,2021/2/2,20,有机波谱解析2015-1,一) 峰强的表示方法 红外光谱中用透光百分率（T）表示吸收峰强度 T%=(I/I0)100% I0：入射光强度 I：透射光强度 T%越小，吸收峰

11、越强,红外光谱中吸收峰的绝对强度可用摩尔吸光系数表示,3.1.2）峰强,2021/2/2,21,有机波谱解析2015-1,偶极矩的变化大小主要取决于下列几种因素 电负性：化学键两端连接的原子，若它们的电负性相差越大（极性越大），瞬间偶极矩的变化也越大，在伸缩振动时，引起的红外吸收峰也越强 振动形式：振动形式不同对分子的电荷分布影响不同，故吸收峰强度也不同。通常不对称伸缩振动比对称伸缩振动的影响大，而伸缩振动又比弯曲振动影响大。 结构对称性：对称分子偶极矩为零,瞬间偶极矩变化越大，吸收峰越强； 能级跃迁的几率越大，吸收峰也越强。 基态第一激发态，产生一个强吸收峰（基峰）； 基态第二激发态，产生一

12、个弱的吸收峰（倍频峰,2021/2/2,22,有机波谱解析2015-1,3.1.3) 峰形,吸收峰的形状决定于官能团的种类，可以辅助判断官能团 例如：缔合羟基，和炔氢，它们的吸收峰位置只略有差别，但主要差别在于峰形： -缔合羟基峰宽，圆滑 -炔氢则显示尖锐的峰形,2021/2/2,23,有机波谱解析2015-1,2021/2/2,24,有机波谱解析2015-1,2021/2/2,25,有机波谱解析2015-1,c: 光速, 31010cm/s K: Nm-1 :原子折合质量,影响吸收频率的因素,1). 键的力常数K的影响. 化学键键能越大 力常数越大 振动频率,a: 成键方式的影响,3.1.4

13、)影响吸收频率的因素(峰位,2021/2/2,26,有机波谱解析2015-1,b: 振动类型的影响,c: 杂化状态的影响,2021/2/2,27,有机波谱解析2015-1,d: 诱导效应的影响（I效应,电负性原子或基团通过静电诱导作用, 引起分子中化 学键的电子云分布变化, 而改变力常数,强极性键,X(吸电子基,极性降低,双键性 质加强,力常数增加,吸收向 高波数移动,X (推电子基,吸收向 低波数移动,2021/2/2,28,有机波谱解析2015-1,e: 共轭效应的影响（c效应,共轭效应使共轭体系中电子云密度平均化, 双键的键 略变长, 单键的键长略变短, 从而改变力常数,双键性质减弱,2

14、021/2/2,29,有机波谱解析2015-1,2). 原子质量的影响 值, 振动频率,与碳原子相连的原子质量增加, 振动频率相应减小,2021/2/2,30,有机波谱解析2015-1,2 .外部因素对吸收峰的影响,1）物态效应 同一个化合物在不同聚集状态下红外光谱之间有较大的差异。通常，物质由固态向气态变化，其波数将增加，且强度也有变化。 丙酮 液态时，C=O=1718cm-1; 气态时，C=O=1742cm-1， 因此在查阅标准红外图谱时，注意试样状态和制样方法。 （2）晶体状态的影响 固态光谱的吸收带比液态时尖锐而且多。 固体样品在由石蜡油糊状法或压片法测定时，如果晶形不同或粒子大小不同

15、都会产生谱图的差异,101,2021/2/2,31,有机波谱解析2015-1,3.溶剂效应 极性基团的伸缩振动频率通常随溶剂极性增加而降低。如羧酸中的羰基C=O： 气态时： C=O=1780cm-1 非极性溶剂： C=O=1760cm-1 乙醚溶剂： C=O=1735cm-1 乙醇溶剂： C=O=1720cm-1 因此红外光谱通常需在非极性溶剂中测量,总之，影响基团频率的因素较多，分析时应综合考虑各种因素,40,2021/2/2,32,有机波谱解析2015-1,2021/2/2,有机波谱解析2015-1,33,一特征谱带区、指纹区及相关峰的概念 (一) 特征谱带区 4000-1350cm-1，

16、在这个区域内基团的红外吸收峰比较特征， 相对容易辨认，称特征谱带区。 (二) 指纹区 1350-400cm-1，在这个区域内红外吸收峰比较密集、吸收峰相互影响比较大，特征性弱，不易辨认，但这个区域内的吸收能够反映出分子结构上的微小变化，称指纹区,4.红外光谱中常用术语,2021/2/2,34,有机波谱解析2015-1,三)相关峰 对一个基团而言，所谓相关峰就是相应于其各种振动形式产生的相应的红外吸收峰。 如:对于甲基，其有CH(as) 2960cm-1, CH(s) 2870cm-1, CH(as) 1470cm-1, CH(s) 1380cm-1, CH(面外) 720cm-1，这些吸收峰之

17、间互称相关峰,2021/2/2,35,有机波谱解析2015-1,三 红外光谱的重要吸收区段,不仅要注意特征官能团的位置. 而且还要注意观察峰的形状和强度,2021/2/2,36,有机波谱解析2015-1,一)O-H、N-H伸缩振动区（37503000 cm-1,醇、酚OH： O-H 3700-3200 cm-1 强 游离O-H 3700-3500 cm-1 较强、尖锐 缔合O-H 3450-3200 cm-1 强、宽 羧基中OH ： 32002500 cm-1 强而宽,2021/2/2,37,有机波谱解析2015-1,g: 氢键效应的影响,氢键的形成, 使X-H键变长, 键的力常数减小，伸缩振

18、 动频率向低波数移动, 且吸收强度变大, 峰带变宽,氢键对氢键给体的影响较大, 对氢键受体的影响相对较小,形成分子内氢键,未形成分子内氢键,分子内氢键,2021/2/2,38,有机波谱解析2015-1,分子间氢键,分子间氢键是否能够形成以及缔合程度有多大与该化合物 的浓度有密切关系,例如: 环己醇,浓度0.01mol/L的CCl4稀溶液中-不形成分子间氢键 浓度0.1mol/L的CCl4溶液中- 形成二聚体和多聚体的吸收 浓度1.0mol/L的CCl4溶液中-几乎都是多聚体,不同浓度环己醇的IR光谱,游离,游离,二聚体,多聚体,多聚体,2021/2/2,39,有机波谱解析2015-1,羟基IR

19、图谱举例：书P61说明,图2-172-20,1醇：除34503200cm-1的羟基吸收峰外，还有两个相关峰作为参考：OH 1350cm-1附近和C-O 1100cm-1附近，后者用途较大,2021/2/2,40,有机波谱解析2015-1,胺、酰胺N-H,游离N-H 3500-3300 cm-1 中等强度，尖 缔合N-H 3500-3100 cm-1 中等强度，尖 -CONH2 3500-3300 cm-1 可变,2021/2/2,41,有机波谱解析2015-1,胺基IR图谱举例： 伯胺、仲胺、叔胺 ， 伯酰胺、仲酰胺、叔酰胺,对称伸缩，反对称伸缩,2021/2/2,42,有机波谱解析2015-

20、1,2021/2/2,43,有机波谱解析2015-1,二)不饱和烃和芳烃C-H伸缩振动区（3300-3000cm-1,2021/2/2,44,有机波谱解析2015-1,三)饱和烃的C-H和醛基C-H伸缩振动区 （30002700cm-1,2021/2/2,45,有机波谱解析2015-1,CH3 -CH2的C-H的对称伸缩振动， 反对称伸缩振动,1470cm-1甲基的反对称弯曲振动和 亚甲基的弯曲振动的重叠谱带,1385cm-1甲基的对称弯曲振动,2021/2/2,46,有机波谱解析2015-1,2800cm-1，2700cm-1 （但如分子中有其他的CH有时2800峰容易被掩盖,醛,2021/

21、2/2,47,有机波谱解析2015-1,四)三键对称伸缩振动区（24002100cm-1,2021/2/2,48,有机波谱解析2015-1,炔键IR图谱举例,2021/2/2,49,有机波谱解析2015-1,氰基IR图谱举例,CH面外弯曲振动,2021/2/2,50,有机波谱解析2015-1,五)羰基的伸缩振动区（19001650cm-1,羰基在IR图谱中最常出现的区域在17551670cm-1，由于吸收很强而且此区域内干扰较少，因此非常特征，易辨认,2021/2/2,51,有机波谱解析2015-1,5.1酮 饱和酮羰基伸缩振动吸收在1715cm-1左右,随羰基所连接的基团不同，吸收峰会发生一

22、定的移动：正常酮中的羰基的伸缩振动C=O发生在1715-1附近，共轭时吸收峰向低频方向移动。醛中的C=O 酮中的C=O，这是由于烃基比氢基的供电子效应大，使酮基中羰基C=O极性增大，双键常数减小，振动频率减小。 1) 饱和酮(图151,2021/2/2,52,有机波谱解析2015-1,5.2醛正常醛中的羰基的伸缩振动C=O发生在1725-1附近，共轭时吸收峰向低频方向移动。醛类化合物中最典型的振动是羰基中的CH伸缩振动（CH），这是其它羰基化合物中所没有的。出现两个特征的吸收峰分别位于2820 -1和2720 -1处，2720 -1峰尖锐，与其它CH伸缩振动互不干扰，很易识别。因此根据C=O1

23、725 -1和2720 -1峰就可以判断是否有醛基的存在,2021/2/2,53,有机波谱解析2015-1,5.3酯,酯羰基由于有氧的吸电子诱导应，其红外吸收频率比醛酮要大，通常都能1730cm-1。可以区别酯羰基和醛酮羰基的有13301030cm-1的两个C-O伸缩振动吸收as（吸收强度大且略宽，比较特征）s，通常二者大约相差130cm-1。 1）乙酸乙酯IR,2021/2/2,54,有机波谱解析2015-1,5.4. 酰氯,酰卤分子中，由于卤素分子直接和c=o相连，卤素原子的强吸电子作用，使得c=o的振动频率大幅度上升。1225cm-1处的吸收可以理解为c（0）-0的吸收,2021/2/2

24、,55,有机波谱解析2015-1,5.5羧酸,游离羧酸羰基的C=O 在1760cm-1左右；羧酸既有强供电子体，又有强受电子体，所以分子间的氢键作用很强，在固态和液态下，几乎全部以环状二缔合体存在。缔合的C=O 1725-1700cm-1左右，判断羧酸的特征峰为32002500cm-1的宽峰,OH）=938cm-1面外，单体无此谱带,2021/2/2,56,有机波谱解析2015-1,5. 6羧酸盐,由于负电荷的离域，形成的负离子中C-O吸收频率下降，有两个吸收峰：as 1650-1545cm-1 ， s 1420-1300cm-1吸收峰都比较强，特征性很强,羧酸一旦成盐，形成的羧酸根负离子，两

25、个C-O键相同，不再有单双键之分，因而反对称和对称伸缩振动两个吸收带,2021/2/2,57,有机波谱解析2015-1,例 下列化合物在36501650-1区间内红外光谱有何不同,A） （B） （C,解：（A）、（B）、（C）三者在17001650-1区域内均有强的吸收。 （A）在30002500-1区间内应有一宽而强的OH伸缩振动峰。 （B）在2720-1和2820-1有两个中等强度的吸收峰,2021/2/2,58,有机波谱解析2015-1,2021/2/2,59,有机波谱解析2015-1,三 红外光谱的重要吸收区段,不仅要注意特征官能团的位置. 而且还要注意观察峰的形状和强度,回顾,202

26、1/2/2,60,有机波谱解析2015-1,六)双键的对称伸缩振动区（16801500cm-1,碳碳、碳氮、氮氮双键振动频率低于碳氧双键，而且多数强度也比较低,2021/2/2,61,有机波谱解析2015-1,七)C-H弯曲振动区（面内）（14751300cm-1,在此区域内的C-H面内弯曲振动,2021/2/2,62,有机波谱解析2015-1,对于偕二甲基,1380cm-1处裂分成两条强度差别不是很大的谱带，裂距为15-30cm-1,2021/2/2,63,有机波谱解析2015-1,对于偕三甲基,1380cm-1处裂分为两条强度差别较大的谱带，裂距在30cm-1以上,叔,2021/2/2,6

27、4,有机波谱解析2015-1,八)C-H弯曲振动区（面外）（1000650cm-1,例2.16、例2.17,905935和995985,895885,730665,中,960980,中或弱,强,2021/2/2,65,有机波谱解析2015-1,1）单取代末端双键,2021/2/2,66,有机波谱解析2015-1,2）双取代末端双键,R2C=CH2,2021/2/2,67,有机波谱解析2015-1,Z-2-戊烯的红外光谱图(KBr压片法,E-2-戊烯的红外光谱图(KBr压片法,730665 弱,960980 强,2021/2/2,68,有机波谱解析2015-1,芳烃,2021/2/2,69,有机

28、波谱解析2015-1,苯环不同取代类型在20001660cm-1 和900650cm-1区域内吸收峰图象,2021/2/2,70,有机波谱解析2015-1,苯环不同取代类型在900650cm-1区域内特征吸收峰,2021/2/2,71,有机波谱解析2015-1,本表只适用于-R, -X, -OR, -SH, -SR, -NH2, -NH-OCR, -CN, O=C=N-, NC-S-, NN-等基团的取代. 当取代基为-OH, -NO2, -COOH, , -COR, -SO2R等强电子效应基团时, 没有特征性,2021/2/2,72,有机波谱解析2015-1,例1: 甲苯的红外光谱图(KBr

29、压片法,例2: 邻二乙苯的红外光谱图(KBr压片法,730,690,750,2021/2/2,73,有机波谱解析2015-1,例3:间二乙苯的红外光谱图(KBr压片法,例4:对二乙苯的红外光谱图(KBr压片法,900 H1,800 H3,830 H2,2021/2/2,74,有机波谱解析2015-1,例 5. C8H7N，确定结构,解：1） 计算不饱和度 2）峰归属 3）可能的结构,2021/2/2,75,有机波谱解析2015-1,例6:根据分子式和红外光谱确定结构式,解：1.计算不饱和度=1+7+（1-9）/2=4,2.峰归属：1600cm-1、1500cm-1：芳烃,3350cm-1：伯胺

30、，低频的小尖峰是芳胺的特征 690cm-1,770cm-1，870cm-1:芳烃间二取代,3. 结构式,2021/2/2,76,有机波谱解析2015-1,1.饱和烃,官能团,特征峰(cm-1,1460 1380,1470,与O,N相连 移向低波数,偕二甲基 双峰,2021/2/2,77,有机波谱解析2015-1,2021/2/2,78,有机波谱解析2015-1,2.不饱和烃-烯烃,官能团,特征峰(cm-1,共轭体系 移向低波数,指纹峰(cm-1,990(尖)、910(尖,890(尖,800650,970(尖,840790(尖,2021/2/2,79,有机波谱解析2015-1,3.不饱和烃：炔烃

31、,官能团,特征峰(cm-1,640(强、宽,指纹峰(cm-1,端炔,2021/2/2,80,有机波谱解析2015-1,4.苯环,官能团,特征峰(cm-1,一组峰,指纹峰(cm-1,单取代苯：770730 720680,20001600(弱,CH,苯：670,邻二取代苯：770735,间二取代苯：900860 810750 725680,对二取代苯：860800,2021/2/2,81,有机波谱解析2015-1,官能团,特征峰(cm-1,1050(尖,5.醇和酚 OH CO =CO CH,1100(尖,1150(尖,1200(尖,C-O伸缩,O-H伸缩 氢键缔合：峰加宽,2021/2/2,82,

32、有机波谱解析2015-1,官能团,特征峰(cm-1,6.醚 COC,1120,1250,2021/2/2,83,有机波谱解析2015-1,乙基丙基醚,异丙基乙烯基醚,苯乙醚,2021/2/2,84,有机波谱解析2015-1,官能团,特征峰(cm-1,7.醛 C=O O=C-H,与双键共轭 移向低波数,2021/2/2,85,有机波谱解析2015-1,官能团,特征峰(cm-1,C=O,17251705(极强、尖,8.酮,与双键共轭 移向低波数,2021/2/2,86,有机波谱解析2015-1,2-butanone,2- 丁酮,propiophenone,丙酰苯,2021/2/2,87,有机波谱解

33、析2015-1,化学键,特征峰(cm-1,9.羧酸及羧酸盐 -COOH,非常典型,与双键共轭 移向低波数,2021/2/2,88,有机波谱解析2015-1,官能团,特征峰(cm-1,10.羧酸酯 -COOR,与双键共轭 移向低波数,2021/2/2,89,有机波谱解析2015-1,官能团,特征峰(cm-1,12.酰胺 -CONH(R,1600(伯、强) 1530(仲、强,与双键共轭 移向低波数,酰胺带,酰胺带,缔合时移向低波数,2021/2/2,90,有机波谱解析2015-1,acetamide,乙酰胺,N-乙基乙酰胺 N-ethylacetamide,N,N-二甲基乙酰胺 N,N-dimet

34、hylacetamide,带,带,2021/2/2,91,有机波谱解析2015-1,官能团,特征峰(cm-1,13.胺和铵盐 -NH(R,伯胺双峰 仲胺单峰 叔胺 无,数个峰,1500 1600(强,弯曲振动 NH3+:双峰,缔合时移向低波数,共轭移向高波数,2021/2/2,92,有机波谱解析2015-1,官能团,特征峰(cm-1,14.其它,共轭移向低波数,共轭移向低波数,2021/2/2,93,有机波谱解析2015-1,各类化合物特征吸收区间对比,2021/2/2,94,有机波谱解析2015-1,各类化合物特征吸收区间对比,2021/2/2,95,有机波谱解析2015-1,第三节 红外光

35、谱在有机化合物结构分析中的应用,2021/2/2,96,有机波谱解析2015-1,1.解析方法 （1）直接法 用已知物的标准品与试样在相同条件下测定IR光谱，并进行对照。 注意,样品纯度需大于98% 尽可能使用与标准谱图相同分辨率和精度的仪器 必需在与标准谱图相同的测量条件下测定 指纹区谱带要仔细对照,2021/2/2,97,有机波谱解析2015-1,一红外光谱解析工作中的注意事项 1样品的纯度和物理状态对IR图谱的影响： 1）样品纯度：要求能达到98以上，即使5的杂质也可能产生干扰的“假谱带,2021/2/2,98,有机波谱解析2015-1,2）固体样品的粒度和晶型：在研磨样品时有时会发生晶

36、型的转变,2021/2/2,99,有机波谱解析2015-1,2021/2/2,100,有机波谱解析2015-1,2）否定法,谱图中不出现某些吸收峰时，可否定某种基团的存在。 （3）肯定法 借助于特征峰，确定某种基团的存在。 实际工作中，三种方法联合使用,2021/2/2,101,有机波谱解析2015-1,2.解析步骤,2021/2/2,102,有机波谱解析2015-1,2图谱解析的一般程序,了解试样的来源、纯度、熔点、沸点等； 经元素分析确定实验式； 有条件时可用MS谱测定相对分子量，确定分子式； 根据分子式计算不饱和度，其经验公式为： = 1 + n4 + 1 / 2（n3 n1） 式中：代

37、表不饱和度；n1、n3、n4分别代表 分子中一价、三价和四价原子的数目。 双键和饱和环状结构的为1、三键为2、苯环为4。 由IR光谱确定基团及其结构； 查阅标准谱图集,2021/2/2,103,有机波谱解析2015-1,例1:根据分子式和红外光谱确定结构式,解：1.计算不饱和度=1+5+（0-12）/2=0,2.峰归属：3300cm-1,1050cm-1:伯醇 1375cm-1双峰：偕二甲基,3：结构式,红外吸收光谱的应用举例,2021/2/2,104,有机波谱解析2015-1,例2:根据分子式和红外光谱确定结构式,ClCH2CCH,解：1.计算不饱和度=1+3+（0-4）/2=2,2.峰归属

38、：2140cm-1（m）,3300cm-1（s，,CCH,3.结构式,2021/2/2,105,有机波谱解析2015-1,2).烯烃,2021/2/2,106,有机波谱解析2015-1,例3:根据分子式和红外光谱确定结构式,解：1.计算不饱和度=1+6+（0-10）/2=2,2.峰归属：1718cm-1：羰基,3100：烯 1650cm-1，910cm-1，990cm-1:烯烃单取代 且双键和羰基的吸收峰都没有明显的向低频移动，二者没有共轭,C5H8O,CH3COCH2CHCH2,3. 结构式,2021/2/2,107,有机波谱解析2015-1,例4. 判断Z-3-己烯-1-醇（顺），E-3-己烯-1-醇（反,E,Z,2021/2/2,108,有机波谱解析2015-1,苯环不同取代类型在900650cm-1区域内特征吸收峰,2021/2/2,109,有机波谱解析2015-1,例 5. C8H7N，确定结构,解：1） 计算不饱和度 2）峰归属 3）可能的结构,2021/2/2,110,有机波谱解析2015-1,解：(1) 计算该化合物